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    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Mehrzahl von Zylindern (Z0...Z3) mit einem im Wesentlichen konstanten Drehmoment. Insbesondere zum Einsparen von Kraftstoff ist es im Stand der Technik bekannt, einige Zylinder der Brennkraftmaschine abzuschalten. Zu diesem Zweck sind Verfahren bekannt, welche eine Abschaltung einzelner Zylinder bei Beibehaltung des gewünschten Drehmomentes der Brennkraftmaschine ermöglichen. Um bei den abgeschalteten Zylindern eine Wahlmöglichkeit zu haben, ob in diesen Frischgas oder Verbrennungsgas während der Dauer ihrer Abschaltung eingeschlossen bleibt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, vor dem Abschalten mindestens eines vorbestimmten Zylinders (Z1, Z3) eine Ausblendung geeigneter Zylinder der Brennkraftmaschine vorzusehen.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine having a plurality of cylinders (Z0 ... Z3) with a substantially constant torque. In particular, for saving fuel, it is known in the art to turn off some cylinders of the internal combustion engine. For this purpose, methods are known which allow a shutdown of individual cylinders while maintaining the desired torque of the internal combustion engine. In order to have a choice in the deactivated cylinders, whether included in these fresh gas or combustion gas during the duration of their shutdown, the invention proposes to provide before switching off at least one predetermined cylinder (Z1, Z3) blanking suitable cylinder of the internal combustion engine.
    公开号:DE102004011811A1
    申请号:DE102004011811
    申请日:2004-03-11
    公开日:2005-09-29
    发明作者:Martin Froehlich；Dirk Hartmann；Rodolphe Plasse
    申请人:Robert Bosch GmbH；
    IPC主号:F02P5-15
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogramm und ein Steuergerät zum Betreiben einerBrennkraftmaschine mit einer Mehrzahl von Zylindern mit einem imWesentlichen konstanten Drehmoment. Darüber hinaus betrifft die Erfindungeinen Datenträgermit dem Computerprogramm sowie eine Brennkraftmaschine mit einerMehrzahl von Zylindern und dem Steuergerät.TheThe invention relates to a method, a computer program and a control device for operating aInternal combustion engine with a plurality of cylinders with an imSubstantially constant torque. In addition, the invention relatesa diskwith the computer program and an internal combustion engine with aPlurality of cylinders and the controller.
    [0002] ImStand der Technik sind ein derartiges Verfahren und Steuergerät grundsätzlich bekannt.Insbesondere ist es bekannt, einzelne vorbestimmte Zylinder einerBrennkraftmaschine währendihres Betriebs im Ansprechen auf ein Zylinder-Abschaltsignal abzuschalten,um Kraftstoff einzusparen. Bekannte Verfahren zur Abschaltung vonZylindern gewährleisten,dass das von den nicht abgeschalteten Zylindern nach der Abschaltungallein bereitgestellte Drehmoment im Wesentlichen mit dem Drehmomentvor der Abschaltung übereinstimmt.in theState of the art, such a method and control unit are basically known.In particular, it is known, individual predetermined cylinder aInternal combustion engine duringtheir operation in response to a cylinder stop signal,to save fuel. Known method for switching offEnsuring cylinders,that from the non-deactivated cylinders after shutdownalone provided torque substantially with the torquematches before shutdown.
    [0003] Beider Abschaltung werden das Einlassventil und das Auslassventil desabgeschalteten Zylinders geschlossen; eine Zufuhr von Kraftstoffin den Brennraum des abgeschalteten Zylinders findet nicht mehrstatt.atthe shutdown will be the inlet valve and the outlet valve of theclosed cylinder closed; a supply of fuelinto the combustion chamber of the deactivated cylinder is no longer foundinstead of.
    [0004] Eskann dann wünschenswertsein, dass Frischgas in dem Zylinder eingeschlossene bleibt, welchesdie Temperatur der Umgebungsluft aufweist und damit im Vergleichzu Verbrennungsgasen relativ kalt ist. Alternativ zu dem Verbleibvon Frischgas in dem Brennraum des abgeschalteten Zylinders kann eswünschenswertsein, dass sich in diesem heiße Verbrennungsgasebefinden.Itmay be desirable thenbe that fresh gas remains trapped in the cylinder, whichthe temperature of the ambient air has and thus in comparisonto combustion gases is relatively cold. Alternative to the whereaboutsof fresh gas in the combustion chamber of the deactivated cylinder can itdesirablebe that in that hot combustion gasesare located.
    [0005] Ausgehendvon diesem Stand der Technik ist es deshalb die Aufgabe der Erfindung,ein bekanntes Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine miteiner Mehrzahl von Zylindern, welches eine Abschaltung von mindestenseinem vorbestimmten Zylinder vorsieht, sowie ein Computerprogrammund ein Steuergerätzum Durchführendieses Verfahrens sowie einen Datenträger mit dem Computerprogrammund eine Brennkraftmaschine mit dem Steuergerät derart weiterzubilden, dasseine Entscheidung überden Verbleib von Frischgas oder von Verbrennungsgas in dem abgeschaltetenZylinder möglichist.outgoingfrom this prior art, it is therefore the object of the invention,a known method for operating an internal combustion engine witha plurality of cylinders, which is a shutdown of at leasta predetermined cylinder and a computer programand a controllerto performthis method and a disk with the computer programand further develop an internal combustion engine with the control unit such thata decision overthe whereabouts of fresh gas or combustion gas in the disconnectedCylinder possibleis.
    [0006] DieseAufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahrengelöst.Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Abschaltendes mindestens einen vorbestimmten Zylinders eine Ausblendung geeigneterZylinder der Brennkraftmaschine erfolgt.TheseThe object is achieved by the method claimed in claim 1solved.This method is characterized in that before switching offthe at least one predetermined cylinder a blanking suitableCylinder of the internal combustion engine takes place.
    [0007] DerBegriff "Ausblendung" im Sinne der Erfindungmeint, dass bei den ausgeblendeten Zylindern das Einspritzventilgeschlossen ist und diesen kein Kraftstoff mehr zugeführt wird;ein den ausgeblendeten Zylindern zugeordnetes Einlass- und Auslassventilfunktioniert jedoch noch normal, so dass ein Ansaugen und Auslassenvon Frischgas in den beziehungsweise aus dem Brennraum des ausgeblendetenZylinders bei einer Kolbenbewegung nach wie vor erfolgt.Of theTerm "blanking" within the meaning of the inventionmeans that with the hidden cylinders the injectoris closed and this fuel is no longer supplied;an inlet and outlet valve associated with the blanked cylindersHowever, it still works normally, allowing for suction and dischargeof fresh gas in or out of the combustion chamber of the hiddenCylinder during a piston movement still takes place.
    [0008] DerBegriff "Abschaltung" im Sinne der Erfindungmeint im Gegensatz zu dem Begriff "Ausblendung", dass nicht nur das Einspritzventildes abgeschalteten Zylinders, sondern auch dessen Einlass- und Auslassventilewährendder Abschaltung permanent geschlossen sind. Aufgrund des geschlossenen Einspritzventilsgelangt kein Kraftstoff mehr in den abgeschalteten Zylinder. Aufgrunddes geschlossenen Einlass- und Auslassventils gelangt darüber hinausauch kein Frischgas mehr in den Brennraum des abgeschalteten Zylinders.Schließlichverhindert das permanent geschlossene Auslassventil, dass das zumZeitpunkt der Abschaltung in dem Brennraum befindliche Gas in dieUmgebungsluft entweichen kann. Aufgrund des geschlossenen Einlass-und Auslassventiles ist das bei der Abschaltung in dem Brennraumbefindliche Gas fürdie gesamte Dauer der Abschaltung in dem Brennraum eingeschlossen. Beidem eingeschlossenen Gas kann es sich entweder um Frischgas oderVerbrennungsgas handeln.Of theTerm "shutdown" within the meaning of the inventionin contrast to the term "blanking" means that not only the injectorthe deactivated cylinder, but also its inlet and outlet valveswhilethe shutdown are permanently closed. Due to the closed injection valveNo more fuel gets into the deactivated cylinder. by virtue ofof the closed intake and exhaust valve passes beyondno fresh gas in the combustion chamber of the deactivated cylinder.After allprevents the permanently closed exhaust valve that theTime of shutdown in the combustion chamber gas in theAmbient air can escape. Due to the closed inletand exhaust valves is the shutdown in the combustion chamberlocated gas forthe entire duration of the shutdown included in the combustion chamber. atThe enclosed gas can be either fresh gas orAct combustion gas.
    [0009] DieAbschaltung des mindestens einen vorbestimmten Zylinders der Brennkraftmaschinerepräsentiertbei nicht maximaler Leistungsanforderung an die Brennkraftmaschineeinen energetisch günstigerenZustand als ein Betrieb aller Zylinder der Brennkraftmaschine mitentsprechend verringerter Menge an Luft-Kraftstoffgemisch, das heißt mit entsprechendverringerter Füllmenge.Insbesondere der Kraftstoffverbrauch ist in bestimmten Betriebssituationenbei Abschaltung einzelner Zylinder vorteilhafterweise geringer alsbei entsprechend gedrosseltem Betrieb aller Zylinder.TheSwitching off the at least one predetermined cylinder of the internal combustion enginerepresentsat not maximum power requirement to the internal combustion enginean energetically cheaperCondition as an operation of all cylinders of the internal combustion engine withcorrespondingly reduced amount of air-fuel mixture, that is with accordinglyreduced capacity.In particular, the fuel consumption is in certain operating situationswhen switching off individual cylinders advantageously less thanwith appropriately throttled operation of all cylinders.
    [0010] Durchdie beanspruchte Vorschaltung einer Ausblendung geeigneter Zylinderder Brennkraftmaschine vor die Abschaltung von mindestens einem vorbestimmtenZylinder wird dem Hersteller beziehungsweise Betreiber der Brennkraftmaschineeine Wahlmöglichkeiteröffnet,in dem Brennraum des späterabgeschalteten Zylinders entweder Frischgas oder Verbrennungsgaseingeschlossen zu lassen. Frischgas meint angesaugte Luft, die nichtmit Kraftstoff angereichert ist. Während Frischgas in der RegelUmgebungstemperatur hat, liegt die Temperatur des Verbrennungsgasesbei einigen 100 ° Celsius. DieserTemperaturunterschied kann eine Entscheidungsgrundlage für die Wahlvon Frischgas oder Verbrennungsgas in dem Brennraum sein.Due to the claimed upstream circuit of a blanking of suitable cylinders of the internal combustion engine before the shutdown of at least one predetermined cylinder, the manufacturer or operator of the internal combustion engine is given an option to leave enclosed in the combustion chamber of the later deactivated cylinder either fresh gas or combustion gas. Fresh gas means aspirated air that is not enriched with fuel. While fresh gas in the Re Gel ambient temperature, the temperature of the combustion gas is at some 100 ° Celsius. This temperature difference can be a basis for the decision for the choice of fresh gas or combustion gas in the combustion chamber.
    [0011] Wennnach der Abschaltung Frischgas in dem Brennraum des abgeschaltetenZylinders verbleiben soll, erfolgt die Ausblendung vorteilhafterweisebei dem späterabzuschaltenden Zylinder.Ifafter switching off fresh gas in the combustion chamber of the disconnectedCylinder is to remain, the blanking takes place advantageouslyat the latercylinder to be turned off.
    [0012] Wennnach der Abschaltung Verbrennungsgas in dem Brennraum des abgeschaltetenZylinders verbleiben soll, erfolgt die Ausblendung vorzugsweisebei mindestens einem der späternicht von der Abschaltung betroffenen Zylinder der Brennkraftmaschine.Ifafter shutdown combustion gas in the combustion chamber of the disconnectedCylinder should remain, the suppression is preferablyat least one of the laternot affected by the shutdown cylinder of the internal combustion engine.
    [0013] Vorteilhafterweisewerden im Vorfeld einer Ausblendung und Abschaltung die Füllungenaller Zylinder der Brennkraftmaschine auf einen stationären Füllungszustand,repräsentiertdurch einen Füllungsgrad-Schwellenwert,erhöhtund wird gleichzeitig der Zündwinkel-Wirkungsgradder Brennkraftmaschine so verringert, dass die von der Brennkraftmaschineabgegebene Leistung, insbesondere in Form ihres Drehmomentes zumindestim Wesentlichen konstant bleibt.advantageously,be in the run-up to a blanking and shutdown the fillingsall cylinders of the internal combustion engine to a stationary filling state,representsby a fill level threshold,elevatedand simultaneously becomes the ignition angle efficiencythe internal combustion engine so reduces that of the internal combustion enginedelivered power, in particular in the form of its torque at leastremains essentially constant.
    [0014] Vorteilhafterweisewird die Ausblendung möglichstschnell nach Erreichen des besagten stationären Füllungszustandes aktiviert,um den durch den stationärenFüllungszustandrepräsentiertenenergetisch ungünstigenBetriebszustand fürdie Brennkraftmaschine möglichstschnell zu beenden.advantageously,the suppression is possibleactivated quickly after reaching said stationary filling state,around by the stationary onefilling staterepresentedenergetically unfavorableOperating condition forthe internal combustion engine as possiblefinish quickly.
    [0015] Eineerneute Inbetriebnahme eines abgeschalteten Zylinders erfolgt vorteilhafterweiseentweder durch sofortige Befüllungund Befeuerung dieses Zylinders in dem auf die Inbetriebnahme folgenden Einspritz-beziehungsweise Verbrennungstakt. Alternativ dazu besteht auch dieMöglichkeit,vor einer Befüllungzunächstwährendmindestens eines Taktes eine Ausblendung von insbesondere dem wiederin Betrieb zu nehmenden Zylinder vorzusehen.Arestarting a deactivated cylinder is advantageously carried outeither by immediate fillingand firing of this cylinder in the injectionor combustion cycle. Alternatively, there is also thePossibility,before a fillingfirstwhileat least one clock, a suppression of in particular the againto be put into operation cylinder.
    [0016] Weiterevorteilhafte Ausgestaltungen des beanspruchten Verfahrens sind Gegenstandder Unteransprüche.Furtheradvantageous embodiments of the claimed method are the subjectthe dependent claims.
    [0017] Dieo. g. Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm und einSteuergerätzum Durchführendes beanspruchten Verfahrens gelöst.Darüberhinaus wird die Aufgabe durch einen Datenträger mit dem Computerprogrammund durch eine Brennkraftmaschine mit dem besagten Steuergerät gelöst. DieVorteile dieser Lösungenentsprechen den oben mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren genanntenVorteilen.Theo. g. Task will continue through a computer program and acontrol unitto performof the claimed method.About thataddition, the task is through a disk with the computer programand solved by an internal combustion engine with said control device. TheAdvantages of these solutionscorrespond to those mentioned above with reference to the claimed methodBenefits.
    [0018] DerBeschreibung sind insgesamt neun Figuren beigefügt, wobeiOf theDescription are attached to a total of nine figures, wherein
    [0019] 1 denVerlauf eines Zündwinkel-Wirkungsgradesin Abhängigkeitdes Abstandes des aktuellen Zündwinkelsvon dem optimalen Zündwinkel beieiner Brennkraftmaschine; 1 the course of an ignition angle efficiency as a function of the distance of the actual ignition angle from the optimum ignition angle in an internal combustion engine;
    [0020] 2 denVerlauf eines Ausblendungs-Wirkungsgrades in Abhängigkeit der Anzahl der ausgeblendetenZylinder bei einer Brennkraftmaschine am Beispiel einer 4-Zylinder-Maschine; 2 the course of a Ausblendungs-efficiency as a function of the number of hidden cylinders in an internal combustion engine using the example of a 4-cylinder engine;
    [0021] 3 denVerlauf eines Zylinderabschaltungs-Wirkungsgrades bei ein- und ausgeschalteter Zylinderabschaltung; 3 the course of a cylinder deactivation efficiency with on and off cylinder deactivation;
    [0022] 4 denzeitlichen Verlauf der von der Brennkraftmaschine ausgegebenen Leistungvor und nach der Zylinderabschaltung; 4 the time course of the power output by the internal combustion engine before and after the cylinder deactivation;
    [0023] 5 denzeitlichen Verlauf eines Füllungsgradesbeziehungsweise der einem Zylinder extern zugeführten Energie vor und während derZylinderabschaltung; 5 the time course of a degree of filling or the externally supplied to a cylinder energy before and during the cylinder shutdown;
    [0024] 6 denzeitlichen Verlauf eines Zündwinkel-Wirkungsgrades vorund währendder Zylinderabschaltung; 6 the time course of a firing angle efficiency before and during the cylinder deactivation;
    [0025] 7 einerstes Ausführungsbeispielzur Ansteuerung der Zylinder einer Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung; 7 a first embodiment for controlling the cylinder of an internal combustion engine according to the invention;
    [0026] 8 einzweites Ausführungsbeispielzur Ansteuerung der Zylinder einer Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung;und 8th A second embodiment for controlling the cylinder of an internal combustion engine according to the invention; and
    [0027] 9 eindrittes Ausführungsbeispielzur Ansteuerung der Zylinder einer Brennkraftmaschine gemäß der Erfindungrepräsentiert. 9 a third embodiment for controlling the cylinder of an internal combustion engine according to the invention represents.
    [0028] DieErfindung wird nachfolgend in Form von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahmeauf die genannten Figuren detailliert beschrieben.TheInvention will be referred to below in the form of embodiments with referenceto the figures mentioned in detail.
    [0029] ZumVerständnisder Erfindung ist ein gewisses Grundlagenwissen über verschiedene Wirkungsgradebeim Betrieb der Brennkraftmaschine und insbesondere bei einer durchgeführten Zylinderabschaltungerforderlich. Dieses Grundlagenwissen wird nachfolgend vor der Beschreibungder eigentlichen Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 – 6 erläutert undbereitgestellt.To understand the invention, a certain basic knowledge of different efficiencies in the operation of the internal combustion engine and in particular in a cylinder shutdown is required. This basic knowledge will be described below before describing the actual invention with reference to FIGS 1 - 6 explained and provided.
    [0030] Grundsätzlich unterliegteine Brennkraftmaschine, wie jedes andere technische System auch, demEnergieerhaltungssatz. Deshalb berechnet sich die von einer Brennkraftmaschineabgegebene Leistung nach Maßgabeeines Produktes aus der zeitlichen Änderung der der Brennkraftmaschineextern zugeführtenEnergie Ezu multipliziert mit einer Mehrzahlvon relevanten Wirkungsgraden. Die bei einer Brennkraftmaschineund insbesondere fürdie vorliegende Erfindung relevanten Wirkungsgrade sind in den 1 – 3 veranschaulicht.In principle, an internal combustion engine, like any other technical system, is subject to the energy conservation law. Therefore, the output of an internal combustion engine power is calculated in accordance with a product of the time change of the internal combustion engine externally supplied energy E to be multiplied by a plurality of relevant efficiencies. The relevant in an internal combustion engine and in particular for the present invention efficiencies are in the 1 - 3 illustrated.
    [0031] In 1 istder zeitliche Verlauf eines Zündwinkel-Wirkungsgrades ηZW in Abhängigkeitdes Abstandes dZW (Delta-Zündwinkel)des aktuellen Zündwinkelsvon dem optimalen Zündwinkelder Brennkraftmaschine dargestellt. Es ist zu erkennen, dass eingegenübereinem optimalen Zündwinkel (durchden Koordinatenursprung repräsentiert)veränderterZündwinkel(Richtung spät)zu einer Verringerung des Zündwinkel-Wirkungsgradesführt.In 1 is the time course of an ignition angle efficiency η ZW as a function of the distance dZW (delta ignition angle) of the current ignition angle of the optimum ignition angle of the internal combustion engine shown. It can be seen that a changed ignition angle (late direction) compared to an optimal ignition angle (represented by the origin of the coordinates) leads to a reduction of the ignition angle efficiency.
    [0032] In 2 istein Ausblendungs-Wirkungsgrad ηAB in Abhängigkeitder Anzahl AB der jeweils ausgeblendeten Zylinder beispielhaft für eine 4-Zylinder-Brennkraftmaschinedargestellt. Einem ausgeblendeten Zylinder wird definitionsgemäß kein Kraftstoffmehr zugeführt;das heißtsein Einspritzventil ist geschlossen. Allerdings funktionieren einihm zugeordnetes Einlass- und Ausgangsventil bei Betrieb der Brennkraftmaschinemit den nicht ausgeblendeten Zylinder weiterhin normal. In 2 istder Sachverhalt veranschaulicht, dass der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschinebei Ausblendung von null Zylindern maximal, das heißt 100 %,bei Ausblendung von einem Zylinder 75 %, bei Ausblendung von zweiZylindern 50 %, bei Ausblendung von drei Zylindern 25 % und beiAusblendung aller Zylinder 0 % beträgt.In 2 a Ausblendungs efficiency η AB is shown as a function of the number AB of the respective hidden cylinder by way of example for a 4-cylinder internal combustion engine. By definition, no fuel is supplied to a blanked cylinder; that is, its injection valve is closed. However, an intake and exhaust valve associated therewith continue to function normally when the engine is operating with the cylinders not hidden. In 2 The situation illustrates that the efficiency of the internal combustion engine at zero cylinder blanking, ie 100%, with the blanking of one cylinder 75%, the blanking of two cylinders 50%, the blanking of three cylinders 25% and blanking all cylinders 0%.
    [0033] In 3 istein weiterer Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine, nämlich derZylinderabschaltungs-Wirkungsgrad ηZAS in Abhängigkeit einer eingeschaltetenund einer ausgeschalteten Zylinderabschaltung ZAS veranschaulicht.Aus 3 geht der Sachverhalt hervor, dass bei Einschaltung,das heißt beiAktivierung der Zylinderabschaltung für zwei von vier Zylindern einerBrennkraftmaschine der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine aufgrunddieser Zylinderabschaltung nur noch 50 % beträgt. Bei Ausschaltung beziehungsweiseDeaktivierung der Zylinderabschaltung, das heißt bei Betrieb der Brennkraftmaschinemit all ihren Zylindern, beträgtder Zylinderabschaltungswirkungsgrad 100 %.In 3 is a further efficiency of the internal combustion engine, namely the cylinder halt efficiency η ZAS depending on a switched-on and a switched-off cylinder deactivation ZAS illustrated. Out 3 the facts emerge that when switching on, that is, when activating the cylinder deactivation for two out of four cylinders of an internal combustion engine, the efficiency of the internal combustion engine is only 50% due to this cylinder deactivation. When switching off or deactivating the cylinder deactivation, that is, during operation of the internal combustion engine with all its cylinders, the cylinder deactivation efficiency is 100%.
    [0034] EineZylinderabschaltung erfolgt üblicherweise – und soauch hier in der Erfindung – unterder Maßgabe,dass die von der Brennkraftmaschine abgegebene Leistung Lout, das heißt insbesondere deren Drehzahl,vor und nach der Abschaltung konstant, das heißt unverändert bleiben soll. Dieser Sachverhaltist in 4 füreine der Brennkraftmaschine aktuell abverlangte Leistung von zumBeispiel 50 % im Vergleich zu ihrer maximal möglichen Ausgangsleistung aufgezeigt.Das Bezugszeichen Tus bezeichnet den Zeitpunktder Zylinderabschaltung.A cylinder shutdown is usually - and so here in the invention - under the proviso that the output from the engine power L out , that is, in particular their speed, before and after the shutdown constant, that is to say unchanged. This situation is in 4 for a performance of the engine currently demanded, for example, 50% compared to their maximum output power shown. The reference T us denotes the timing of the cylinder deactivation.
    [0035] Wirddie Brennkraftmaschine mit all ihren Zylindern bei 50 % ihrer maximalmöglichenAusgangsleistung betrieben, weil zum Beispiel der Fahrer eines Fahrzeugsmit der Brennkraftmaschine das Gaspedal nur zur Hälfte durchgetretenhat, so wird dieser Betriebszustand der Brennkraftmaschine üblicherweisedadurch realisiert, dass alle Zylinder der Brennkraftmaschine gleichmäßig miteinem FüllungsgradF von nur 50 % befülltwerden. Dies bedeutet, dass die jedem Zylinder zugeführte Luft-Kraftstoff-Mengelediglich 50 % der maximal möglichen zuführbarenMenge entspricht. Der Füllungsgradrepräsentiertdie der Brennkraftmaschine extern zugeführte Energie. Diese soebenbeschriebene Betriebssituation ist für den Füllungsgrad F in 5 über dem Zeitintervall Δt1 dargestellt.Bei 50 % zugeführterEnergie gibt die Brennkraftmaschine 50 % ihrer maximal möglichenLeistung ab, wenn die oben unter Bezugnahme auf die 1 – 3 erwähnten Wirkungsgrade ηZW ηAB und ηZAS jeweils alle 100 % betragen. Der Ausblendungs-Wirkungsgrad ηAB sowie der Zylinderabschaltwirkungsgrad ηZAS liegen ohnehin während des Zeitintervalls Δt1 bei 100%, weil während diesesZeitintervalls keiner der Zylinder der Brennkraftmaschine ausgeblendetoder abgeschaltet ist. Dabei bedeutet Abschaltung, dass nicht nurdie Einspritzventile der abgeschalteten Zylinder, sondern auch derenzugeordnete Einlass- und Auslassventile während der Abschaltung permanentgeschlossen sind. Dies bedeutet im Unterschied zu einer Ausblendung,dass bei einem abgeschalteten Zylinder das in seinem Brennraum eingeschlosseneGas während derZeitdauer der Abschaltung dort eingeschlossen bleibt.If the internal combustion engine is operated with all its cylinders at 50% of its maximum possible output power, because, for example, the driver of a vehicle with the internal combustion engine has only halfway through the gas pedal, this operating state of the internal combustion engine is usually realized by all the cylinders of the internal combustion engine being uniform be filled with a filling degree F of only 50%. This means that the amount of air-fuel supplied to each cylinder is only 50% of the maximum possible deliverable amount. The degree of filling represents the externally supplied energy of the internal combustion engine. This operating situation just described is for the degree of filling F in 5 represented over the time interval .DELTA.t1. At 50% applied energy, the engine will deliver 50% of its maximum possible power, as described above with reference to FIGS 1 - 3 mentioned efficiencies η ZW η AB and η ZAS each be all 100%. The skip efficiency η AB and the cylinder deactivation efficiency η ZAS are anyway at 100% during the time interval Δt1, because during this time interval none of the cylinders of the internal combustion engine is hidden or switched off. Shutdown means that not only the injection valves of the deactivated cylinders, but also their associated intake and exhaust valves are permanently closed during shutdown. This means, in contrast to a blanking out, that when the cylinder is switched off, the gas trapped in its combustion chamber remains trapped there during the period of the shutdown.
    [0036] Umdie gewünschten50 % Ausgangsleistung währenddes Intervalls Δt1zu realisieren, wird weiterhin der Zündwinkel ZW der Brennkraftmaschinebei allen ihren Zylindern, insbesondere jedoch bei den später abzuschaltendenZylindern, optimal eingestellt, so dass auch der Zündwinkel-Wirkungsgrad ηZW in dem Zeitintervall Δt1 100 % beträgt. In dem Zeitintervall Δt1 wird dieBrennkraftmaschine in einem Normalbetrieb betrieben. Während desNormalbetriebs ist die Drosselklappe der Brennkraftmaschine zurRealisierung der 50 % Füllungsgradgemäß 5 weitgehendgeschlossen. Die weitgehend geschlossene Drosselklappe bewirkt jedochunerwünschtethermodynamische Verluste. Bei einem voraussichtlich länger anhaltendenBetrieb der Brennkraftmaschine bei 50 % Ausgangsleistung ist esdeshalb wünschenswert,die Brennkraftmaschine in einen energetisch günstigeren Betriebszustand zu überführen, ohnedass die von der Brennkraftmaschine abgegebene Leistung und insbesondereihr Drehmoment dabei verändertwird. Dieser energetisch günstigereZustand kann bei Mehrzylindermotoren durch eine Abschaltung einzelnerZylinder realisiert werden. Bei Abschaltung einzelner Zylinder muss denverbleibenden noch aktiven Zylindern der Brennkraftmaschine zwarentsprechend mehr Energie zugeführtwerden, damit diese die von den abgeschalteten Zylindern nicht mehrerbrachte Leistung zusätzlichaufbringen. Jedoch werden die verbleibenden aktiven Zylinder derBrennkraftmaschine dann mit im Wesentlichen vollständig geöffneterDrosselklappe befüllt, wodurchdie oben erwähntenVerluste bei gedrosseltem Betrieb entfallen oder zumindest geringer ausfallen.In order to realize the desired 50% output power during the interval .DELTA.t1, the ignition angle ZW of the internal combustion engine is optimally adjusted in all its cylinders, but especially in the cylinders to be shut down later, so that the ignition angle efficiency η ZW in the time interval .DELTA.t1 100th % is. In the time interval Δt1, the internal combustion engine is operated in a normal mode. During normal operation, the throttle valve of the internal combustion engine to realize the 50% degree of filling according to 5 largely closed. However, the largely closed throttle causes undesirable thermodynamic losses. In a presumably longer-lasting operation of the internal combustion engine at 50% output power, it is therefore desirable to convert the internal combustion engine into an energetically more favorable operating state without that of the Brennkraftmaschi ne delivered power and in particular its torque is changed. This energetically favorable state can be realized in multi-cylinder engines by switching off individual cylinders. When switching off individual cylinders, the remaining still active cylinders of the internal combustion engine, although correspondingly more energy must be supplied, so that they also apply the power no longer provided by the deactivated cylinders. However, the remaining active cylinders of the internal combustion engine are then filled with a substantially fully open throttle, whereby the above-mentioned losses in throttled operation omitted or at least lower.
    [0037] EineAbschaltung einzelner Zylinder kann zwar theoretisch auch am Endedes Zeitintervalls Δt1 erfolgen,jedoch würdedies zwangsläufigzur Folge haben, dass aufgrund der Befüllung jedes einzelnen Zylindersmit nur 50 % FüllungsgradF trotz einem Zündwinkel-Wirkungsgradvon 100 % die von der Brennkraftmaschine abgegebene Leistung Lout entsprechend dem Verhältnis von der Anzahl abgeschalteterZylinder zur Gesamtanzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine absinkenwürde.Although a shutdown of individual cylinders can theoretically also take place at the end of the time interval .DELTA.t1, this would necessarily mean that due to the filling of each individual cylinder with only 50% filling degree F despite a firing angle efficiency of 100%, the power output by the internal combustion engine L out would decrease according to the ratio of the number of deactivated cylinders to the total number of cylinders of the internal combustion engine.
    [0038] Umdies zu verhindern, erfolgt die Abschaltung der Zylinder nicht bereitsam Ende des Zeitintervalls Δt1,sondern zu dem späterenAbschaltzeitpunkt TUS. Außerdem wäre einesofortige Abschaltung einzelner Zylinder der Brennkraftmaschineauch deshalb nicht möglich,weil eine solche Abschaltung mechanisch bedingt grundsätzlich einenicht zu vernachlässigendeAbschaltzeit beziehungsweise Totzeit erfordert.To prevent this, the shutdown of the cylinder is not already at the end of the time interval .DELTA.t1, but at the later off time T US . In addition, an immediate shutdown of individual cylinders of the internal combustion engine would also not be possible because such shutdown mechanically requires a basically not negligible shutdown time or dead time.
    [0039] Umdas Absinken der abgegebenen Leistung bei Zylinderabschaltung zuverhindern, wird, wie dies in den 5 und 6 für das Zeitintervall Δt2 dargestelltist, jeweils der Füllungsgraderhöhtund gleichzeitig der Zündwinkel-Wirkungsgradverringert. Bei einer geplanten Abschaltung von 50 % der Zylindereiner Brennkraftmaschine, das heißt bei einer geplanten Abschaltungvon zwei Zylindern bei einer 4-Zylinder-Maschine müssen nachder Abschaltung die verbleibenden zwei aktiven Zylinder die doppelte Leistunggenerieren wie bei dem hier beispielhaft angenommenen Normalbetriebmit 50 % Leistung. Deshalb wird in diesem Fall, wie dies in 5 dargestellt ist,zunächstder FüllungsgradF aller Zylinder der Brennkraftmaschine von 50 auf 100 % hochgefahren; diesentspricht einer Erhöhungder extern zugeführtenEnergie um 50 %. Damit diese erhöhteEnergiezufuhr nicht zu einer unerwünschten Anhebung der in demZeitintervall Δt2abgegebenen Leistung führt, sonderndie Ausgangsleistung Lout auch während diesesZeitintervalls konstant bleibt, wie dies in 4 dargestelltist, wird üblicherweiseder Zündwinkel-Wirkungsgrad ηZW währenddes Zeitintervalls Δt2 ingeeigneter Weise verringert. Die Verringerung erfolgt geeignet so,dass, wie gesagt, die Ausgangsleistung konstant bleibt. Am Endedes Zeitintervalls Δt2wird die Brennkraftmaschine dann mit einem stationären FüllungsgradF von 100 % betrieben. Dieser stationäre Füllungsgrad entspricht einemvorbestimmten Füllungsgrad-Schwellenwert.To prevent the decrease in the output power at cylinder deactivation, as in the 5 and 6 is shown for the time interval .DELTA.t2, respectively, the degree of filling increases and simultaneously reduces the ignition angle efficiency. In a planned shutdown of 50% of the cylinders of an internal combustion engine, that is, in a planned shutdown of two cylinders in a 4-cylinder engine after shutdown, the remaining two active cylinders must generate twice the power as in the example assumed normal operation with 50th % Power. Therefore, in this case, as in 5 is shown, first the degree of filling F of all cylinders of the internal combustion engine increased from 50 to 100%; this corresponds to an increase of externally supplied energy by 50%. So that this increased energy supply does not lead to an unwanted increase in the output in the time interval .DELTA.t2 power, but the output power L out remains constant during this time interval, as in 4 is shown, the ignition angle efficiency η ZW is usually reduced during the time interval .DELTA.t2 suitably. The reduction is suitably such that, as stated, the output power remains constant. At the end of the time interval .DELTA.t2, the internal combustion engine is then operated with a stationary filling degree F of 100%. This stationary fill level corresponds to a predetermined fill level threshold.
    [0040] Wennnach dem Erreichen des stationären 100% Füllungszustandesdie oben erwähnteTotzeit zur Zylinderabschaltung abgelaufen ist, kann grundsätzlich eineAbschaltung einzelner Zylinder der Brennkraftmaschine erfolgen.In den 4 – 5 istdieser Zeitpunkt durch das Bezugszeichen TUS dargestellt.Das Zeitintervall Δt3kann theoretisch auch zu null werden, nämlich dann, wenn die besagte Totzeitnicht längerals das Zeitintervall Δt2andauert. Um dann in dem Umschaltzeitpunkt und danach eine Absenkungder abgegebenen Leistung unterhalb von 50 % zu verhindern, werden,wie gesagt, die noch verbleibenden zwei aktiven Zylinder bei 100% Füllungsgradbetrieben. In dem Abschaltzeitpunkt TUS mussdann jedoch der Zündwinkel-Wirkungsgrad von 50% auf 100 % hochgefahren werden, weil gleichzeitig der Zylinderabschalt-Wirkungsgradvon 100 auf 50 % fällt,wie dies in 3 dargestellt ist. Nur dann ergibtsich als Produkt aller Wirkungsgrade und der zugeführten Energieeine abgegebene Energie von 50 %.If after reaching the stationary 100% filling state, the above-mentioned dead time for cylinder deactivation has expired, in principle, a shutdown of individual cylinders of the internal combustion engine. In the 4 - 5 this time is represented by the reference T US . The time interval .DELTA.t3 can theoretically also become zero, namely when the said dead time lasts no longer than the time interval .DELTA.t2. In order to prevent then in the switching time and then a reduction of the output power below 50%, as stated, the remaining two active cylinders are operated at 100% degree of filling. In the switch-off time T US , however, then the ignition angle efficiency must be increased from 50% to 100%, because at the same time the cylinder deactivation efficiency drops from 100 to 50%, as in 3 is shown. Only then is the product of all efficiencies and the energy supplied a given energy of 50%.
    [0041] Diebeschriebene Vorgehensweise hältzwar das Drehmoment und damit die abgegebene Leistung vor und nachdem Abschaltzeitpunkt einzelner Zylinder konstant, sie hat jedochden Nachteil, dass nach der Abschaltung in den abgeschalteten ZylindernzwangsläufigheißesVerbrennungsgas eingeschlossen bleibt. Ursache für diesen Effekt ist die Tatsache,dass bei dieser Vorgehensweise auch bei den Einspritzzyklen unmittelbarvor der Abschaltung noch eine momentenbildende Befeuerung stattfindet.Thedescribed procedure holdsAlthough the torque and thus the output power before and afterthe shutdown of individual cylinders constant, but it hasthe disadvantage that after switching off in the deactivated cylindersinevitablyhotCombustion gas remains trapped. Cause of this effect is the factthat in this approach also in the injection cycles directlybefore the shutdown still takes place a torching firing.
    [0042] Umdem Hersteller beziehungsweise Betreiber einer Brennkraftmaschinemit Zylinderabschaltung eine Wahlmöglichkeit einzuräumen, ober in den jeweils abgeschalteten Zylindern einen Einschluss vonFrischgas oder von Verbrennungsgas wünscht, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,dass nach dem Erreichen des stationären Befüllungszustandes von beispielsweise100 % gemäß 5,aber noch vor dem Abschaltzeitpunkt TUS eineAusblendung geeigneter Zylinder der Brennkraftmaschine erfolgt wie diesin den 7 und 8 anschaulich dargestellt istund nachfolgend erläutertwird.In order to give the manufacturer or operator of an internal combustion engine with cylinder deactivation a choice whether he wishes in the respective deactivated cylinders inclusion of fresh gas or combustion gas, the invention proposes that after reaching the stationary filling state of, for example, 100% 5 , but even before the switch-off time T US a blanking of suitable cylinder of the internal combustion engine takes place as in the 7 and 8th is clearly illustrated and explained below.
    [0043] 7 beschreibtein erstes Ausführungsbeispielzur Abschaltung der Zylinder Z1 und Z3 bei einer Vier-Zylinder-Brennkraftmaschinemit den Zylindern Z0...Z3. Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel erfolgtdie Ansteuerung der Zylinder so, dass Frischgas in den beiden abgeschaltetenZylindern Z1 und Z3 verbleibt. Dazu wird die Brennkraftmaschinezunächstin den erhöhtenstationärenFüllungszustand von100 % gefahren, wie dies oben unter Bezugnahme auf die 5 und 6 erläutert wurde.Das Hochfahren des Füllungsgrades,ausgehend von einem Normalbetrieb der Brennkraftmaschine, erfolgt typischerweiseim Ansprechen auf ein Zylinderabschaltsignal, welches den Normalbetriebder Brennkraftmaschine, repräsentiertdurch das Zeitintervall Δt1,beendet. Es signalisiert, dass die Voraussetzungen für eine Zylinderabschaltunggegeben sind und leitet diese zunächst durch das Hochfahren desFüllungsgradesein. 7 describes a first embodiment for switching off the cylinders Z1 and Z3 in a four-cylinder internal combustion engine with the cylinders Z0 ... Z3. In this first embodiment, the control of the cylinder takes place so that fresh gas in the two deactivated cylinders Z1 and Z3 remains. For this purpose, the internal combustion engine is first moved to the elevated stationary filling state of 100%, as described above with reference to FIGS 5 and 6 was explained. The start-up of the degree of filling, starting from a normal operation of the internal combustion engine, is typically in response to a Zylinderabschaltsignal, which terminates the normal operation of the internal combustion engine, represented by the time interval .DELTA.t1. It signals that the conditions for a cylinder deactivation are given and initiates this first by raising the degree of filling.
    [0044] Dernachfolgende Betriebszustand mit dem angehobenen Füllungsgradvon 100 % währenddes Zeitintervalls Δt3hält für das in 7 gezeigteBeispiel füralle Zylinder der Brennkraftmaschine an bis zum Auftreten des BitsB zas.The subsequent operating state with the increased filling degree of 100% during the time interval Δt3 holds for the in 7 shown example of all cylinders of the internal combustion engine until the occurrence of the bit B zas.
    [0045] Diesessignalisiert, dass bei der 4-Zylinder-Brennkraftmaschine nur noch zwei Zylindermomentenbildend befeuert werden. Anders ausgedrückt signalisiert dieses Bit,solange es gesetzt ist, dass zwei Zylinder der Brennkraftmaschine,in 7 die Zylinder Z1 und Z3 entweder ausgeblendetoder abgeschaltet sind. Zum Erreichen einer Frischgasfüllung inden abgeschalteten Zylindern Z1, Z3 ist in 7 gezeigt,dass die späterabzuschaltenden Zylinder zunächstwährendzweier Einspritztakte ausgeblendet werden, bevor sie in einem nachfolgenden Taktabgeschaltet werden. In 7 ist die Ausblendung durcheinen dicken Punkt und die Abschaltung durch ein dickes X in einemjeweils einen Einspritzzyklus repräsentierenden horizontalen schwarzenBalken dargestellt. Grundsätzlichist es nicht erforderlich, dass, wie in 7 gezeigt,eine Ausblendung währendzweier Einspritztakte erfolgt, bevor ein Zylinder abgeschaltet wird.Grundsätzlichreicht fürden Verbleib von Frischgas in dem abgeschalteten Zylinder eine Ausblendungwährenddes Einspritztaktes unmittelbar vor der Abschaltung aus. Durch dieBezeichnung zwbas in 7 wird angezeigt, dass die Zündung nachdem Setzen des Bits B zas mit verringertem Delta-Zündwinkel,das heißtmit verbessertem Zündwinkel-Wirkungsgraderfolgt. Dieser verbesserte Zündwinkel-Wirkungsgradkompensiert idealerweise die durch die Ausblendung der ZylinderZ1 und Z3 entfallenen Beiträgezur Momentenbildung der Brennkraftmaschine. Die ausgeblendeten Zylinderverringern den Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine gemäß 2,weil ihnen kein Kraftstoff mehr zugeführt wird. Selbst wenn in diesenZylinder noch Zündungenerfolgen, wie dies in 7 in den Zeilen für die ZylinderZ1 und Z3 durch die Zündpfeilenach dem Ausblenden dargestellt ist, so bewirken diese Zündungenkeine Momentenbildung mehr, weil in ihnen in der Regel (außer wennnoch Kraftstoff im Zylinder vorhanden ist, zum Beispiel in Formeines Wandfilms oder in Form von unverbrauchtem Kraftstoff) lediglichFrischgas, aber kein zündfähiges Luft-Kraftstoffgemischgezündetwird.This signals that in the 4-cylinder internal combustion engine only two cylinders are fired torque-forming. In other words, as long as it is set, this bit signals that two cylinders of the internal combustion engine, in 7 the cylinders Z1 and Z3 are either hidden or switched off. To achieve a fresh gas filling in the deactivated cylinders Z1, Z3 is in 7 shown that the cylinders to be turned off later are first blanked out during two injection cycles before they are switched off in a subsequent cycle. In 7 For example, suppression by a thick dot and shutdown by a thick X in a horizontal black bar representing one injection cycle are shown. Basically, it is not necessary that, as in 7 A blanking occurs during two injection cycles before a cylinder is turned off. Basically, for the whereabouts of fresh gas in the deactivated cylinder blanking during the injection cycle immediately before the shutdown. By the name zwbas in 7 it is indicated that the ignition takes place after the setting of the bit B zas with a reduced delta ignition angle, ie with improved ignition angle efficiency. This improved ignition angle efficiency ideally compensates for the contributions made by the suppression of the cylinders Z1 and Z3 to the torque formation of the internal combustion engine. The hidden cylinders reduce the overall efficiency of the internal combustion engine according to 2 because they no longer receive fuel. Even if ignitions occur in this cylinder, as in 7 is shown in the lines for the cylinders Z1 and Z3 by the Zündpfeile after fading, these ignitions cause no more torque, because in them usually (except when there is fuel in the cylinder, for example in the form of a wall film or in Form of unconsumed fuel) only fresh gas, but no flammable air-fuel mixture is ignited.
    [0046] Beidem in 7 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel wird der ZylinderZ1 schließlichabgeschaltet, nachdem er währendzweier vorher erfolgter Einspritzzyklen ES1 und ES2 ausgeblendetwar. Der Beginn der mechanischen Abschaltung, das heißt der Zeitpunkt,zu welchem notwendige Vorbereitungen zur Abschaltung einzelner Zylinderder Brennkraftmaschine abgeschlossen sind, ist in 7 durch dasgesetzte Bit B_zashw symbolisiert. Zu diesem Zeitpunkt werden dieEinlassventile der abzuschaltenden Zylinder beziehungsweise ZylinderbankZ1 und Z3 geschlossen. Einen Takt später werden auch die Auslassventiledieser Zylinder geschlossen; siehe Bezugszeichen E und A in 7.In 7 ist weiterhin zu erkennen, dass die ZylinderZ0 und Z2 sowohl währendder Ausblendung wie auch während derAbschaltung der Zylinder Z1 und Z3 weiter betrieben werden. Genauergesagt werden sie mit reduziertem Zündwinkel, das heißt verbessertemZündwinkel-Wirkungsgrad,angedeutet durch das Bezugszeichen zwbas bei erhöhtem Befüllungsgrad, vorzugsweise beieinem Zündwinkel-Wirkungsgradvon 100 % betrieben.At the in 7 The first embodiment shown, the cylinder Z1 is finally turned off after he was hidden during two previous injection cycles ES1 and ES2. The beginning of the mechanical shutdown, that is, the time at which necessary preparations for switching off individual cylinders of the internal combustion engine are completed is in 7 symbolized by the set bit B_zashw. At this time, the intake valves of the cylinder or cylinders Z1 and Z3 to be shut off are closed. One stroke later, the exhaust valves of these cylinders are closed; see reference symbols E and A in FIG 7 , In 7 It can also be seen that the cylinders Z0 and Z2 continue to be operated both during the blanking as well as during the shutdown of the cylinders Z1 and Z3. More specifically, they are operated with reduced firing angle, that is, improved firing angle efficiency, indicated by the reference symbol zwbas with increased degree of filling, preferably at an ignition angle efficiency of 100%.
    [0047] 8 zeigtein zweites Ausführungsbeispiel zumVorbereiten und Durchführeneiner Zylinderabschaltung bei einer Brennkraftmaschine mit vierZylindern Z0, Z1, Z2 und Z3, wobei im Unterschied zu dem erstenAusführungsbeispielangestrebt wird, dass nach dem Abschalten der Zylinder Z1 und Z3 Verbrennungsgasin den Brennräumender abgeschalteten Zylinder verbleibt. Dazu wird erfindungsgemäß folgendeVorgehensweise vorgeschlagen: Zunächst werden alle Zylinder derBrennkraftmaschine, wie bereits oben unter Bezugnahme auf 7 erwähnt, inden erhöhtenstationärenFüllungszustand überführt unddort bei einem auf 50 % reduzierten Zündwinkel-Wirkungsgrad ηZW betrieben. Auch in 8 dauertdieser Betriebszustand so lange an, bis das Bit B_zas gesetzt wird.Analog zu dem ersten Ausführungsbeispielist auch bei dem zweiten Ausführungsbeispielgeplant, die Zylinder Z1 und Z3 abzuschalten. Um jedoch sicherzustellen,dass bei den abgeschalteten Zylindern Z1 und Z3 Verbrennungsgasim Brennraum verbleibt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, im Vorfeldder Abschaltung nicht etwa die abzuschaltenden Zylinder selber,sondern die anderen Zylinder Z0 und Z2 der Brennkraftmaschine auszublenden.Auch in 8 ist die Ausblendung durcheinen dicken ausgefülltenPunkt während einesdurch einen schwarzen Balken repräsentierten Einspritztaktessymbolisiert. Durch diese Ausblendung der beiden Zylinder Z0 undZ2 wird zunächsterreicht, dass der Ausblend-Wirkungsgrad gemäß 2 auf 50% absinkt. Um die von der Brennkraftmaschine abgegebene Leistungjedoch konstant auf 50 % zu halten, ist es dann erforderlich, diesenAbfall des Ausblend-Wirkungsgrades durch eine betraglich gleicheAnhebung des Zündwinkel-Wirkungsgrades, dasheißteine Verringerung des Zündwinkelszu kompensieren. Der Zündwinkelwird deshalb ab der erfolgten Ausblendung abgesenkt und folglichder Wirkungsgrad erhöht,wie dies durch das Bezugszeichen zwbas angedeutet ist. 8th shows a second embodiment for preparing and performing a cylinder shutdown in an internal combustion engine with four cylinders Z0, Z1, Z2 and Z3, which is sought in contrast to the first embodiment, that after switching off the cylinders Z1 and Z3 combustion gas in the combustion chambers of the deactivated cylinder remains. For this purpose, the following procedure is proposed according to the invention: First, all the cylinders of the internal combustion engine, as already described above with reference to 7 mentioned, transferred to the elevated stationary filling state and operated there at a reduced to 50% ignition angle efficiency η ZW . Also in 8th This operating state continues until the bit B_zas is set. Analogous to the first exemplary embodiment, it is also planned in the second exemplary embodiment to switch off the cylinders Z1 and Z3. However, in order to ensure that combustion gas remains in the combustion chamber in the deactivated cylinders Z1 and Z3, it is proposed according to the invention not to shut off the cylinders themselves but the other cylinders Z0 and Z2 of the internal combustion engine in the run-up to the switch-off. Also in 8th the blanking is symbolized by a thick filled dot during an injection stroke represented by a black bar. By this suppression of the two cylinders Z0 and Z2 is first achieved that the Ausblend efficiency according to 2 drops to 50%. However, to keep the power output from the engine constant at 50%, it is then necessary to reduce this waste the Ausblend efficiency by an equal amount of increase the Zündwinkel efficiency, that is to compensate for a reduction of the ignition angle. The firing angle is therefore lowered from the successful blanking and thus increases the efficiency, as indicated by the reference zwbas.
    [0048] DieseAusblendung der Zylinder Z0 und Z2 gewährleistet, dass die ZylinderZ1 und Z3 während denihrer Abschaltung unmittelbar vorausgehenden Einspritzzyklen nochmit Kraftstoff befülltund momentenbildend befeuert werden können, ohne dass dies einenunerwünschtenAnstieg der von der Brennkraftmaschine abgegebenen Leistung zurFolge hätte;siehe die schraffiert umrandeten Taktzyklen in 8.Am Ende dieser Taktzyklen beginnt die eigentliche Abschaltung derZylinder Z1 und Z3, in 8 analog zur 7 angezeigtdurch das Bit B_zashw. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispielist hier jedoch aufgrund der unmittelbar zuvor noch erfolgten Verbrennungeines Luft-Kraftstoffgemischesnun wie gewünschtVerbrennungsgas in den abgeschalteten Zylindern Z1 und Z3 eingeschlossen.Der Einschluss des Verbrennungsgases wird in 8 dadurchrealisiert, dass quasi gleichzeitig mit dem Setzen des Bits B_zashwzunächstdie Einlassventile und einen Takt später die Auslassventile derZylinder Z1 und Z3 geschlossen werden; siehe Bezugszeichen E undA. Währendder Abschaltung der Zylinder Z1 und Z3 sind die zuvor ausgeblendetenZylinder Z0 und Z2 wieder aktiviert, um die gewünschte Ausgangsleistung derBrennkraftmaschine aufrechtzuerhalten.This blanking of the cylinders Z0 and Z2 ensures that the cylinders Z1 and Z3 can still be filled and fueled with fuel during the injection cycles immediately preceding their switch-off, without this resulting in an undesirable increase in the power output by the internal combustion engine; see the hatched clock cycles in 8th , At the end of these clock cycles, the actual shutdown of the cylinders Z1 and Z3 begins, in 8th analogous to 7 indicated by the bit B_zashw. In contrast to the first exemplary embodiment, however, combustion gas is now enclosed in the deactivated cylinders Z1 and Z3 as desired, due to the combustion of an air-fuel mixture which has just occurred. The inclusion of the combustion gas is in 8th realized in that almost simultaneously with the setting of the bit B_zashw first the intake valves and one stroke later the exhaust valves of the cylinders Z1 and Z3 are closed; See reference signs E and A. During the deactivation of the cylinders Z1 and Z3, the previously hidden cylinders Z0 and Z2 are reactivated to maintain the desired output of the internal combustion engine.
    [0049] Für die beidenzuvor unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschriebenenAusführungsbeispielewird empfohlen, den zeitlichen Abstand zwischen dem Ende des Zeitintervalls Δt2 und demBeginn der Ausblendung von mindestens einem Zylinder möglichstkurz zu halten, weil die Brennkraftmaschine während dieses zeitlichen Abstandesenergetisch ungünstigbetrieben wird. Dieser energetisch ungünstige Zustand resultiert ausder großenKraftstoffzufuhr an alle Zylinder der Brennkraftmaschine und auseiner großenproduzierten Abwärme,welche übereine Auspuffanlage mit einem Katalysator der Brennkraftmaschine andie Umgebung abgeführt werdenmuss. Die Überführung einzelnerZylinder in einen Zustand der Ausblendung sollte vorzugsweise während desbesagten Totzeitintervalls, währenddessenVorbereitungen zur Abschaltung der Zylinder getroffen werden, abgeschlossenwerden.For the two previously referring to the 7 and 8th described embodiments, it is recommended to keep the time interval between the end of the time interval .DELTA.t2 and the beginning of the blanking of at least one cylinder as short as possible, because the internal combustion engine is operated energetically unfavorable during this time interval. This energetically unfavorable state results from the large fuel supply to all cylinders of the internal combustion engine and from a large waste heat produced, which must be dissipated via an exhaust system with a catalyst of the internal combustion engine to the environment. The transfer of individual cylinders to a blanking state should preferably be completed during said dead time interval during which cylinder shutdown preparations are being made.
    [0050] In 9 istschließlichein drittes Ausführungsbeispielfür daserfindungsgemäße Verfahren aufgezeigt.Es betrifft die Wiederinbetriebnahme der zuvor gemäß dem erstenoder dem zweiten Ausführungsbeispielabgeschalteten Zylinder Z1 und Z3. In 9 ist eineerste Variante fürein möglichesVorgehen bei der Wiederinbetriebnahme aufgezeigt. Das Ende der Abschaltungwird in 9 durch das Rücksetzendes Bits B_zashw angezeigt. Die erste Variante sieht vor, dass dieZylinder der Brennkraftmaschine ab dem Rücksetzen dieses Bits in einenNormalbetrieb aller vier Zylinder zurücküberführt werden. Diese Zurücküberführung erfolgtdurch Ansteuerung der Zylinder in umgekehrter Weise wie dies obenzur Vorbereitung der Abschaltung unter Bezugnahme auf die 4 – 6 erläutert wurde.Konkret bedeutet dies, dass nach dem Rücksetzen des Bits B_zashw zunächst alleZylinder der Brennkraftmaschine, also auch die zuvor abgeschaltetenZylinder bei erhöhtem stationären Füllungsgradvon 100 % bei gleichzeitig reduziertem Zündwinkel-Wirkungsgrad ηZW von 50 % betrieben werden, wie dies inden 4 – 5 für das Zeitintervall Δt3 beschriebenwurde. Es erfolgt dann eine Reduzierung des Füllungsgrades aller Zylinderauf 50 % bei gleichzeitiger Anhebung des Zündwinkel-Wirkungsgrades auf100 % so lange, bis der erwähnteNormalbetrieb der Brennkraftmaschine erreicht ist. In 9 wirddieser Zeitpunkt durch das Rücksetzendes Bits B zas symbolisiert. Das Aktivieren des Auslassventils während derbeschriebenen Zurückführung istin 9 durch das Bezugszeichen AA symbolisiert. Einen Taktspätererfolgt die Aktivierung des Einlassventils, angedeutet durch dasBezugszeichen EA.In 9 Finally, a third embodiment of the inventive method is shown. It relates to the recommissioning of the cylinders Z1 and Z3 previously deactivated according to the first or the second exemplary embodiment. In 9 a first variant for a possible procedure during the recommissioning is shown. The end of the shutdown will be in 9 by resetting the B_zashw bit. The first variant provides that the cylinders of the internal combustion engine from the reset of this bit in a normal operation of all four cylinders are returned. This reverse transfer is carried out by driving the cylinder in the reverse manner as above for the preparation of the shutdown with reference to the 4 - 6 was explained. Specifically, this means that after resetting the bit B_zashw, all cylinders of the internal combustion engine, ie also the previously deactivated cylinders, are operated at an increased stationary filling level of 100% with simultaneously reduced ignition angle efficiency η ZW of 50%, as described in US Pat 4 - 5 for the time interval Δt3 has been described. It then takes place a reduction in the degree of filling of all cylinders to 50% with simultaneous increase in the ignition angle efficiency to 100% until the aforementioned normal operation of the internal combustion engine is reached. In 9 This time is symbolized by resetting the bit B zas. The activation of the exhaust valve during the described recirculation is in 9 symbolized by the reference AA. One clock later, the activation of the inlet valve, indicated by the reference EA.
    [0051] Während dersoeben beschriebenen Zurücküberführung derBrennkraftmaschine in den Normalbetrieb kann auch eine temporäre Ausblendungeinzelner Zylinder der Brennkraftmaschine vorgesehen sein.During thejust described back transfer of theInternal combustion engine in normal operation can also be a temporary blankingbe provided individual cylinder of the internal combustion engine.
    [0052] Dassoeben beschriebene Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschinewird vorzugsweise in Form eines Computerprogramms realisiert. DiesesComputerprogramm kann gegebenenfalls zusammen mit weiteren Computerprogrammauf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Beidem Datenträgerkann es sich um eine Diskette, eine Compact Disc, einen sogenanntenFlash-Memory oder dergleichen handeln. Das auf dem Datenträger abgespeicherteComputerprogramm kann dann als Produkt an einen Kunden übertragenoder verkauft werden. Eine Übertragungan den Kunden kann auch ohne die Zuhilfenahme des Datenträgers über einelektronisches Kommunikationsnetzwerk, insbesondere das Interneterfolgen.Thejust described method for operating an internal combustion engineis preferably realized in the form of a computer program. ThisComputer program may optionally be together with additional computer programbe stored on a computer-readable medium. atthe diskit can be a floppy disk, a compact disc, a so-calledFlash memory or the like act. The stored on the diskComputer program can then be transmitted as a product to a customeror sold. A transmissionto the customer can also without the aid of the disk via aelectronic communication network, in particular the Internetrespectively.
    权利要求:
    Claims (14)
    [1]
    Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschinemit einer Mehrzahl von Zylindern (Z0, Z1, Z2, Z3), umfassend folgendeSchritte: Abschalten von mindestens einem vorbestimmten Zylinder(Z1, Z3) der Brennkraftmaschine, insbesondere einer vorbestimmtenZylinderbank, so, dass das von der Brennkraftmaschine bereitgestellteDrehmoment vor und nach dem Abschalten des vorbestimmten Zylinderszumindest im Wesentlichen unverändertbleibt; dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Abschaltendes mindestens einen vorbestimmten Zylinders (Z1, Z3) eine Ausblendunggeeigneter Zylinder der Brennkraftmaschine erfolgt.Method for operating an internal combustion engine having a plurality of cylinders (Z0, Z1, Z2, Z3), comprising the following steps: switching off at least one predetermined cylinder (Z1, Z3) of the internal combustion engine, in particular a predetermined cylinder bank, such that that of the internal combustion engine provided torque ment remains at least substantially unchanged before and after switching off the predetermined cylinder; characterized in that before switching off the at least one predetermined cylinder (Z1, Z3), a blanking of suitable cylinders of the internal combustion engine takes place.
    [2]
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass wenn nach der Abschaltung Frischgas in dem Brennraum des abgeschaltetenZylinders verbleiben soll, die Ausblendung bei dem abzuschaltendenZylinder (Z1, Z3) wenigstens währenddesjenigen Einspritztaktes erfolgt, welcher zeitlich unmittelbarvor der Abschaltung liegt.Method according to claim 1, characterized in thatthat if after switching off fresh gas in the combustion chamber of the disconnectedCylinder should remain, the blanking at the offCylinder (Z1, Z3) at least duringof that Einspritztaktes takes place, which temporally immediatebefore the shutdown is.
    [3]
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass wenn nach der Abschaltung Verbrennungsgas in dem Brennraumdes abgeschalteten Zylinders verbleiben soll, die Ausblendung beimindestens einem der nicht von der späteren Abschaltung betroffenenZylinder (Z0, Z2) währendwenigstens einem Einspritztakt vor dem Abschalten erfolgt.Method according to claim 1, characterized in thatthat if after shutdown combustion gas in the combustion chamberthe deactivated cylinder is to remain, the suppression atat least one of those not affected by the later shutdownCylinder (Z0, Z2) duringat least one injection cycle before switching off.
    [4]
    Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Ausblendung des abzuschaltenden Zylinders(Z1, Z3) währendeines Totzeitintervalls zwischen einem Zylinder-Abschaltsignal,welches die Abschaltung einleitet, und dem Zeitpunkt der tatsächlichenAbschaltung (gesetztes Bit B_zashw) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterizedcharacterized in that the suppression of the cylinder to be shut down(Z1, Z3) duringa dead time interval between a cylinder stop signal,which initiates the shutdown and the time of the actual shutdownShutdown (set bit B_zashw) takes place.
    [5]
    Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass zeitlich vor dem Ausblenden folgender Schrittausgeführt wird: Erhöhen desFüllungsgradesaller Zylinder der Brennkraftmaschine im Ansprechen auf das Zylinder-Abschaltsignal bisauf einen vorgegebenen Füllungsgrad-Schwellenwert beigleichzeitigem Reduzieren des Zündwinkel-Wirkungsgrades (ηZW) der Brennkraftmaschine so, dass das Drehmomentder Brennkraftmaschine im Wesentlichen konstant bleibt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that before filling out the following step is performed: increasing the degree of filling of all cylinders of the internal combustion engine in response to the cylinder shutdown signal to a predetermined filling level threshold while reducing the ignition angle efficiency (η ZW ) of the internal combustion engine so that the torque of the internal combustion engine remains substantially constant.
    [6]
    Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass die Zeitdauer zwischen dem Erreichen des Füllungsgrad-Schwellenwertes und dem tatsächlichenBeginn der Ausblendung von mindestens einem Zylinder der Brennkraftmaschine(gesetztes Bit B_zas) möglichstklein gehalten wird.Method according to claim 5, characterized in thatthat the time period between reaching the filling degree threshold and the actualStart of the blanking of at least one cylinder of the internal combustion engine(set bit B_zas) as possiblekept small.
    [7]
    Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der mindestens eine bisher abgeschaltete Zylinder(Z1, Z3) im Ansprechen auf ein Endesignal (B_zashw) wieder momentenbildendin Betrieb genommen wird.Method according to one of the preceding claims, characterizedcharacterized in that the at least one previously disabled cylinder(Z1, Z3) in response to an end signal (B_zashw) again torque-formingis put into operation.
    [8]
    Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass die erneute Inbetriebnahme der bisher abgeschalteten Zylinderin der Weise erfolgt, dass zunächstalle Zylinder der Brennkraftmaschine mit einem Füllungsgrad betrieben werden,welcher dem Füllungsgrad-Schwellenwertentspricht, wobei der Zündwinkel-Wirkungsgrad(ηZW) so weit verringert ist, dass das vonder Brennkraftmaschine abgegebene Drehmoment zumindest im Wesentlichenkonstant bleibt.A method according to claim 7, characterized in that the re-commissioning of the previously disabled cylinder is carried out in such a way that all cylinders of the internal combustion engine are initially operated with a degree of filling, which corresponds to the degree of filling threshold, the ignition angle efficiency (η ZW ) so is greatly reduced that the torque output by the internal combustion engine remains at least substantially constant.
    [9]
    Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,dass der Füllungsgradaller Zylinder nachfolgend bei gleichzeitiger Vergrößerung desZündwinkel-Wirkungsgrades(ηZW) so weit verringert wird, bis der Zündwinkel-Wirkungsgrad wiedermaximal ist und die Brennkraftmaschine in einem Normalbetrieb betriebenwird.A method according to claim 8, characterized in that the degree of filling of all cylinders is subsequently reduced with simultaneous increase in the ignition angle efficiency (η ZW ) until the ignition angle efficiency is maximum again and the internal combustion engine is operated in a normal mode.
    [10]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 7 – 9, dadurch gekennzeichnet,dass mindestens ein Zylinder der Brennkraftmaschine während der Überführung derbisher abgeschalteten Zylinder in den Normalbetrieb temporär ausgeblendetwird.Method according to one of claims 7 - 9, characterizedthat at least one cylinder of the internal combustion engine during the transfer ofpreviously disabled cylinder temporarily hidden in normal operationbecomes.
    [11]
    Computerprogramm mit Programmcode für ein Steuergerät einerBrennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet dass das Computerprogrammausgebildet ist zur Durchführungdes Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 – 10.Computer program with program code for a control unitInternal combustion engine, characterized in that the computer programis designed to carry outof the method according to any one of claims 1-10.
    [12]
    Datenträger,gekennzeichnet durch das Computerprogramm nach Anspruch 11.disk,characterized by the computer program of claim 11.
    [13]
    Steuergerätfür eineBrennkraftmaschine mit einer Mehrzahl von Zylindern, wobei das Steuergerät ausgebildetist zur Ansteuerung der Brennkraftmaschine gemäß der folgenden Schritte: Abschaltenvon mindestens einem vorbestimmten Zylinder (Z1, Z3) der Brennkraftmaschine,insbesondere einer vorbestimmten Zylinderbank, so, dass das vonder Brennkraftmaschine bereitgestellte Drehmoment auch nach erfolgterAbschaltung des vorbestimmten Zylinders zumindest im Wesentlichenbetraglich unverändertbleibt; dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät weiterhinausgebildet ist, vor dem Abschalten des mindestens einen vorbestimmtenZylinders (Z1, Z3) eine Ausblendung geeigneter Zylinder der Brennkraftmaschinevorzunehmen.control unitfor oneInternal combustion engine with a plurality of cylinders, wherein the control unit is formedis for controlling the internal combustion engine according to the following steps:Switch offat least one predetermined cylinder (Z1, Z3) of the internal combustion engine,in particular a predetermined cylinder bank, such that the ofthe engine provided torque even after completedShutdown of the predetermined cylinder at least substantiallyunchangedremains;characterized in thatthe controller continuesis formed before switching off the at least one predeterminedCylinder (Z1, Z3) a blanking of suitable cylinder of the internal combustion enginemake.
    [14]
    Brennkraftmaschine mit einer Mehrzahl von Zylindern,umfassend ein Steuergerätnach Anspruch 13 zum Ansteuern der Zylinder während des Betriebs der Brennkraftmaschine.Internal combustion engine with a plurality of cylinders,comprising a control unitaccording to claim 13 for driving the cylinder during operation of the internal combustion engine.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-03-24| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2018-06-21| R016| Response to examination communication|
    2020-07-17| R016| Response to examination communication|
    2020-08-24| R018| Grant decision by examination section/examining division|
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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