DE60118304T2

DE60118304T2 - Abstellen einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60118304T2
Application number: DE60118304T
Authority: DE
Inventors: James Michael Trenton Kerns; Imad Hassan Dearborn Heights Makki; Mazen Dearborn Hammoud
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2000-08-02
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2021-07-14
Also published as: EP1178200A3; EP1178200B1; DE60118304D1; US6257194B1; EP1178200A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren einen mit elektronisch deaktivierbaren Ventilen ausgestatteten Verbrennungsmotor herunterzufahren, in welchem Kraftstoff in den Ansaugkanälen des Motors gemanagt wird um seine Freisetzung in die Atmosphäre zu verhindern.
Ein Modus, durch welchen Fahrzeuge Schadstoffe emittieren können, besteht während inaktiver Zeiten, in denen Kraftstoff verdampft und von dem Fahrzeug in die Atmosphäre hinein freigesetzt wird. Die zulässigen Höhen von Verdampfungsemissionen werden kontinuierlich gesenkt. Als eine Folge haben Fahrzeughersteller Systeme entwickelt und eingebaut, um aus Kraftstofftanks entstehende Kraftstoffdämpfe zu managen. Es werden auch Maßnahmen ergriffen um die Menge an unverbranntem Kraftstoff zu senken der sich im Motor befindet, und welcher während Zeiten, in denen das Fahrzeug nicht arbeitet, in die Atmosphäre hinein freigesetzt werden könnte.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt daß Motoren, die mit Ventilen ausgerüstet sind welche die Fähigkeit besitzen elektronisch deaktiviert zu werden, eine Möglichkeit bieten unverbrannten Kraftstoff während einer Motor-Abschaltprozedur zu managen, die mit herkömmlichen Motoren – welche keine Vorkehrungen zur Deaktivierung der Ventile besitzen – nicht möglich ist.
Ein hierin beanspruchter Gegenstand der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen den Betrieb eines Verbrennungsmotors einzustellen, welcher deaktivierbare Einlaß- und Auslaßventile enthält. Die Forderung zur Einstellung des Motorbetriebs wird erfaßt, und es wird bestimmt, ob eine Kraftstoffeinspritzung in dem Ansaugkanal eines Zylinders des Motors seit dem vorigen Verbrennungsereignis Kraftstoff eingespritzt hat. Wurde kein Kraftstoff eingespritzt, so wird ein Ansaug-Einschlußereignis verrichtet, und die Einlaß- und Auslaßventile werden in einer geschlossenen Stellung deaktiviert, um Kraftstoffdämpfe innerhalb des Zylinders einzuschließen. Wurde Kraftstoff eingespritzt, so werden ein erstes Ansaugereignis, ein Verbrennungsereignis, ein Ausstoßereignis und ein zweites Ansaugereignis verrichtet, gefolgt von der Deaktivierung der Einlaß- und Auslaßventile.
Ein Fertigungsartikel, der ein Computer-Speichermedium einschließt, das ein verschlüsseltes Computerprogramm enthält um den Betrieb von Einlaß- und Auslaßventilen eines Verbrennungsmotors und die Zündung der Zündkerzen zu regeln, schließt Code ein um eine Forderung zur Einstellung des Motorbetriebs zu bestimmen, und Code um zu bestimmen, ob seit einem vorigen Verbrennungsereignis Kraftstoff in einen Ansaugkanal hinein eingespritzt wurde. Der Artikel schließt außerdem Code ein um ein Ansaugereignis zu verrichten und um – für den Fall daß seit dem vorigen Verbrennungsereignis kein Kraftstoff eingespritzt wurde – den Betrieb dieser Einlaß- und Auslaßventile einzustellen; und Code um – für den Fall daß seit dem vorigen Verbrennungsereignis Kraftstoff eingespritzt wurde – ein erstes Ansaugereignis und ein Verbrennungsereignis zu verrichten.
Ein System zur Regelung eines Verbrennungsmotors, der ein dekativierbares Einlaßventil, ein dekativierbares Auslaßventil und eine Zündkerze in jedem Zylinder und eine Motor-Regeleinheit für die Regelung der Einstellung des Motorbetriebs aufweist, schließt einen Sensor ein um die Forderung zur Einstellung des Motorbetriebs zu erfassen, und Vorrichtungen um zu bestimmen ob eine Kraftstoffeinspritzung im Ansaugkanal des Zylinders seit dem vorigen Verbrennungsereignis in dem Zylinder Kraftstoff eingespritzt hat. Das System schließt außerdem Vorrichtungen ein um ein Ansaug-Einschlußereignis zu verrichten und um diese Einlaß- und Auslaßventile zu deaktivieren, wenn seit der vorigen Verbrennung kein Kraftstoff eingespritzt wurde; und Vorrichtungen um ein erstes Ansaugereignis und Verbrennung zu verrichten, wenn seit der vorigen Verbrennung Kraftstoff eingespritzt wurde.
Andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werdem dem Leser dieser Beschreibung offensichtlicht werden.
Die Erfindung wird nun, anhand eines Beispiels, unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben werden, in denen:
1 ein Schema ist, das den Motor und den Motorregler zeigt, welcher das Herunterfahren des Motors managt, auf welchen sich ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht;
2 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens ist, auf welchen sich ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht.
In 1 ist ein Motor 10 an einen Motorregler 12 angeschlossen. Der Motorregler 12 empfängt Eingaben für die Forderung zur Einstellung des Motorbetriebs 16 und von anderen Sensoren 14. Eine Forderung zur Einstellung des Motorbetriebs 16 kann durch den Fahrer oder Bediener des Fahrzeugs eingeleitet und durch Sensoren bestimmt werden, die mit dem Fahrzeugschlüssel und der Stellung des Zündschalters in Zusammenhang stehen. Alternativ könnte Motor 10 Teil eines Elektro-Hybridfahrzeugs sein, und die Forderung zur Einstellung des Motorbetriebs 16 könnte – als Ergebnis davon, daß Batterien oder andere Speichervorrichtungen voll sind – von einem Motormanagement-System gestellt werden. Andere Sensoren 14, wie sie den Fachleuten bekannt sind, können zum Beispiel ein Drossel-Stellungssensor, ein Kurbelwinkel-Drehsensor und ein Ansaugkrümmer-Absolutdrucksensor sein. der Motorregler 12 managt das Herunterfahren des Motors durch Regelung der Zündkerzen, der Einlaßventile, der Auslaßventile und der Drossel von Motor 10.
In 2 wird dem Drosselventil im Ansaugstrang des Motors befohlen zu schließen (Block 52), wenn bestimmt wurde daß eine Forderung zur Einstellung des Motorbetriebs aufgetreten ist (Block 50). Der Zweck der Schließung des Drosselventils ist es den Druck im Ansaugkanal zu senken und dadurch die Verdampfung von Kraftstoff innerhalb des Ansaugkanals zu unterstützen. Ist der Motor nicht mit einem Drosselventil ausgerüstet, wie es für einen vollständig nockenlosen Motor mit uneingeschränktem Bereich in den Ventileinstellungen der Fall sein kann, wird Schritt 52 ausgelassen. Für einen nockenlosen Motor kann alternativ eine späte Öffnung des Einlaßventils benutzt werden, um die Maximalgeschwindigkeit der frischen Ladung durch die Einlaßventile hindurch zu erhöhen, um Verdampfung zu fördern.
Unter erneutem Bezug auf 2 wird in Block 60 bestimmt ob seit dem jüngsten Verbrennungsereignis eine Kraftstoffeinspritzung innerhalb des Kanals aufgetreten ist. Hierin wird die Kraftstoffeinspritzungs-Ereigniseinstellung zum Schluß der Einspritzdauer genommen, und das Verbrennungsereignis wird zu seinem Beginn genommen, das heißt zur Zeit der Zündung der Zündkerze. Die Prüfung in Block 60 wird für jeden Zylinder des Motors verrichtet. Hat seit der letzten Zündung keine Kraftstoffeinspritzung stattgefunden, so muß der im Ansaugkanal verbleibende Kraftstoff gemanagt werden. Die Regelung geht zu Block 56 über, in welchem ein Ansauprozeß auftritt; das heißt das Einlaßventil wird während der Zeit einer abwärts gerichteten Kolbenbewegung geöffnet und geschlossen. Während des Ansaugereignisses wird der in dem Ansaugkanal verbleibende Kraftstoff in den Zylinder hinein gesaugt. Die Regelung geht zu Block 58 über, in welchem die Einlaß- und Auslaßventile abgeschaltet oder deaktiviert werden. Dadurch wird der während Schritt 56 in den Motor hinein angesaugte Kraftstoff innerhalb des Zylinders eingeschlossen.
Wurde seit dem jüngsten Verbrennungsereignis Kraftstoff eingespritzt, d.h. ein positives Ergebnis der Prüfung in Block 60, geht die Regelung zu Block 62 über, in welchem ein Ansaugereignis verrichtet wird. Der eingespritzte Kraftstoff wird während des Ansaughubs zusammen mit frischer Luft in den Zylinder hinein angesaugt. Die Einlaßventilereignisse – Einlaßventilöffnung, IVO, und Einlaßventilschließung, IVC – sind so ausgewählt, daß die Menge an angesaugter Luft mit dem angesaugten Kraftstoff im Verhältnis steht, um das gewünschte Lambda – das relative Luft/Kraftstoff-Verhältnis – zu ergeben. In Block 64 werden der Kraftstoff und die Luft innerhalb des Zylinders verbrannt. Die Zündungseinstellung wird vom MBT (Minimale Vorverlegung der Zündung für bestes Drehmoment) vorverlegt oder verzögert, um den mit dem Verbrennungsereignis erzeugten Drehmomentbetrag zu verringern. Das Ziel ist es, die Drehung des Motors schnell zu beenden. Drehmomenterzeugung ist kein erwünschtes Ergebnis; der Zweck des Verbrennungsereignisses ist es statt dessen den Kraftstoff zu zerstören, so daß er nicht zur Verfügung steht um später freigesetzt zu werden. Entweder Verzögerung oder Vorverlegung der Zündungseinstellung von MBT verringern jenes durch das Verbrennungsereignis erzeugte Drehmoment. Der Vorteil einer Vorverlegung des Verbrennungsereignisses ist es, daß vor dem Abgashub mehr Zeit zur Verfügung steht, um den angesaugten Kraftstoff und die Luft vollständig zu verbrennen. Es wird möglicherweise jedoch herausgefunden daß herkömmliche Motorregler keinen ausreichenden Bereich aufweisen um das Verbennungsereignis ausreichend vorzuverlegen, in welchem Fall womöglich eine Zündverzögerung bevorzugt wird. Es wird möglicherweise als bevorzugt gefunden die Auslaßventilöffnung, EVO, zur vorigen EVO vorverlegt zu bewirken. Indem man EVO vorverlegt wird die auf den Kolben ausgeübte Expansionsarbeit verringert. Vorverlegung von EVO ist eine andere Maßnahme, durch welche jener während des Herunterfahrens des Motors erzeugte Drehmomentbetrag gesenkt wird. Auf den Ausstoß (Block 66) folgend wird in Block 68 ein zweites Ansaugereignis verrichtet, dessen Zweck es ist im Ansaugkanal verbleibenden Kraftstoff anzusaugen. Auf die Ansaugung von Block 68 folgend werden die Einlaß- und Auslaßventile in Block 70 deaktiviert, um die Gase innerhalb des Zylinders einzuschließen.
Die hierin beschriebene Erfindung gilt für mittels Nockenwelle betätigte, mit elektronischen Ventil-Deaktivatoren ausgerüstete Einlaß- und Auslaßventile, elektromechanisch oder elektrohydraulisch betätigte Ventile mit uneingeschränkter Anpassungsfähigkeit der Einstellung, und Kombinationen daraus. Die wie oben besprochene Fähigkeit des Motors IVO, IVC oder EVO zu verändern wird jedoch von der dem System eigenen Anpassungsfähigkeit beschränkt.

Claims

Ein Verfahren zur Einstellung des Betriebs eines Verbrennungsmotors, in welchem deaktivierbare Einlaß- und Auslaßventile angeordnet sind, das die Schritte umfaßt: Erfassen der Forderung nach Einstellung des Motorbetriebs; und Bestimmen ob eine Kraftstoffeinspritzung, die in einem Ansaugkanal eines in diesem Motor angeordneten Zylinders angeordnet ist, seit einem unmittelbar vorigen Verbrennungsereignis in diesem Zylinder Kraftstoff eingespritzt hat; und das die weiteren Schritte umfaßt: Verrichten eines Ansaug-Einschlußereignisses und Deaktivierung dieser Einlaß- und Auslaßventile; wenn seit diesem unmittelbar vorigen Verbrennungsereignis kein Kraftstoff eingespritzt wurde; Verrichten eines ersten Ansaugereignisses und eines Verbrennungsereignisses, wenn seit diesem unmittelbar vorigen Verbrennungsereignis Kraftstoff eingespritzt wurde.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiterhin den Schritt umfaßt ein im Ansaugsystem dieses Motors angeordnetes Drosselventil zu schließen, was jenem Schritt der Erfassung der Forderung nach Einstellung des Betriebs des Motors unmittelbar folgt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiterhin den Schritt umfaßt eine in diesem Zylinder angeordnete Zündkerze mit einer von einer vorherbestimmten Zündeinstellung vorverlegten Zündeinstellung zu zünden, um dieses Verbrennungsereignis einzuleiten.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiterhin den Schritt umfaßt eine in diesem Zylinder angeordnete Zündkerze mit einer von einer vorherbestimmten Zündeinstellung zurückverlegten Zündeinstellung zu zünden, um dieses Verbrennungsereignis einzuleiten.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiterhin den Schritt umfaßt auf dieses Verbrennungsereignis hin ein Ausstoßereignis zu verrichten.
Das Verfahren gemäß Anspruch 5, das weiterhin den Schritt umfaßt auf dieses Ausstoßereignis hin ein zweites Ansaugereignis zu verrichten.
Das Verfahren gemäß Anspruch 5, in dem: dieses Abgasventil eine einstellbare Ventilschließung umfaßt; und dieses Verfahren den Schritt umfaßt dieses Auslaßventil vor der Ventilschließung eines unmittelbar vorigen Auslaß vorverlegt zu schließen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 6, das weiterhin den Schritt umfaßt diese Einlaß- und Auslaßventile in einer geschlossenen Ventilstellung zu deaktivieren, um Kraftstoffdämpfe innerhalb dieses Zylinders einzuschließen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem diese Deaktivierung dieser Einlaß- und Auslaßventile diese Einlaß- und Auslaßventile dazu bringt eine geschlossene Ventilstellung einzunehmen, um Krraftstoffdämpfe innerhalb dieses Zylinders einzuschließen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem: dieses Abgasventil eine einstellbare Ventilschließung umfaßt; und dieses Verfahren den Schritt umfaßt dieses Ventil vor der Ventilöffnung eines unmittelbar vorigen Ansaugereignisses verzögert zu öffnen.
Ein Fertigungsartikel, der umfaßt: ein Computer-Speichermedium, das darin verschlüsselt ein Computerprogramm aufweist, um den Betrieb von in einem Verbrennungsmotor angeordneten Einlaß- und Auslaßventilen und die Zündkerzenzündung während der Einstellung des Motorbetriebs zu regeln, wobei diese Einlaß- und Auslaßventile deaktivierbar sind und diese Zündkerze in einem Zylinder dieses Motors angeordnet ist, und dieses Computer-Speichermedium umfaßt: Code zur Bestimmung der Forderung nach Einstellung des Motorbetriebs; Code zur Bestimmung, ob seit einer unmittelbar vorigen Verbrennung innerhalb dieses Zylinders Kraftstoff in einen Ansaugkanal nahe diesem Zylinder eingespritzt wurde; Code zur Verrichtung eines Ansaugereignisses und der Einstellung des Betriebs dieser Einlaß- und Auslaßventile, für den Fall daß seit diesem unmittelbar vorigen Verbrennungsereignis kein Kraftstoff eingespritzt wurde; und Code zur Verrichtung eines ersten Ansaugereignisses und eines Verbrennungsereignisses, für den Fall daß seit diesem unmittelbar vorigen Verbrennungsereignis Kraftstoff eingespritzt wurde.