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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren in einem Verbrennungsmotor
mit einer Kurbelwelle, wobei steuerbare Ventile und steuerbare Luft- und
Kraftstoff-Eingabeeinrichtungen
an jedem Zylinder vorgesehen sind. Das Verfahren umfasst die Schritte
des Steuerns der Ventile und der Luft- und Kraftstoff-Eingabeeinrichtungen,
so dass der Motor in einem ersten Taktmodus betrieben wird, in dem
sich die Kurbelwelle im Wesentlichen eine erste winklige Distanz
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zündvorgängen des Motors dreht, des
Steuerns der Ventile und der Luft- und Kraftstoff-Eingabeeinrichtungen,
so dass der Motor in einem zweiten Taktmodus betrieben wird, in
dem sich die Kurbelwelle im Wesentlichen eine zweite winklige Distanz
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zündvorgängen des Motors dreht, wobei
die zweite winklige Distanz ungleich der ersten winkligen Distanz
ist, und des Steuerns der Ventile und der Luft- und Kraftstoff-Eingabeeinrichtungen,
so dass ein Übergang
von dem ersten Taktmodus zu dem zweiten Taktmodus durchgeführt wird.
Eine Übergangskraftstoffsteuerung,
um eine Wandbenetzungsverringerung zu kompensieren, die auf einen
Zylindertrennmodus zur Reduzierung des Abtriebsmoments folgt, ist
zum Beispiel aus der GB-A-2,282,675 bekannt.
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Hintergrund
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Bei
Verbrennungsmotoren ist es möglich,
einen Betrieb in unterschiedlichen Taktmodi zu erreichen, d.h. die
Zylinder können
von Zeit zu Zeit in unterschiedlichen Taktzyklen betrieben werden.
Zum Beispiel kann der Motor in einem Viertaktmodus oder einem Achttaktmodus,
durch die Verwendung von Zylinderdeaktivierung, betrieben werden.
Bei Motoren mit Ventilen, die von der Kurbelwellenbewegung abhängig sind,
können
jedoch lediglich Taktmodi, die ein Vielfaches von vier sind, d.h.
vier, acht, zwölf, sechzehn
usw., erreicht werden. Im Gegensatz hierzu können bei Motoren, wo die Ventile
frei gesteuert werden, z.B. unabhängig von der Kurbelwelle, andere
Taktmodi, einschließlich
Sechstakt, erzielt werden.
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Bei
einigen Übergängen von
einem Taktmodus zu einem anderen, treten während der Übergangsperiode Probleme auf.
Diese Probleme werden teilweise durch die Tatsache verursacht, dass
mögliche
Zündvorgangsereignisse
auf Fälle
beschränkt sind,
wo die Kolben in ihrem oberen Totpunkt (TDC) sind, und die Positionen
der Kolben in Bezug auf die Kurbelwelle festgelegt sind. Somit müssen bei
diesen Fällen
besondere Überlegungen
unternommen werden, um einen Übergang
zu erreichen, in dem der Betrieb des Motors nicht nachteilig beeinflusst
wird, und wobei, in dem Fall des Fahrzeugantriebs, der Fahrer und
die Passagiere nicht irgendeinem Unbehagen ausgesetzt sind.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung es zu ermöglichen,
die Taktmodi von einem Verbrennungsmotor zu ändern, bei denen der Betrieb des
Motors nicht gestört
wird.
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Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung es zu ermöglichen,
die Taktmodi von einem Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug zu ändern, ohne
die Fahrbarkeit bzw. das Fahrverhalten des Fahrzeugs zu beeinträchtigen.
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Es
ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Komfort des
Fahrers und der Passagiere in einem Fahrzeug zu verbessern, das
durch einen Verbrennungsmotor motorisch betrieben wird, wenn der
Motor die Taktmodi ändert.
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Diese
Aufgaben werden durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art
erzielt, wobei das Verfahren ferner das Steuern zumindest einer Übergangsverbrennungslast
an oder nahe dem Übergang aufweist,
wobei die Übergangsverbrennungslast zumindest
teilweise auf der Basis der ersten und/oder der zweiten winkligen
Distanz bestimmt wird.
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Dadurch
können
sämtliche
Abweichungen des Motor-Abtriebsmoments,
aufgrund von unregelmäßigen Motor-Zündvorgangsintervallen bei dem Übergang,
erledigt werden, durch ein Anpassen bzw. Regulieren der Verbrennungslasten,
um dem Einfluss von sich ändernden
Intervallen entgegenzuwirken.
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Vorzugsweise
wird, bei dem Übergang,
wo sich die Kurbelwelle im Wesentlichen eine dritte winklige Distanz
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zündvorgängen des Motors dreht, wobei
die dritte winklige Distanz ungleich der ersten und der zweiten winkligen
Distanzen ist, die Übergangsverbrennungslast
zumindest teilweise auf der Basis der dritten winkligen Distanz
in Bezug auf die erste winklige Distanz und/oder die zweite winklige
Distanz bestimmt.
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Die
Situation, wo drei Zündvorgangsintervallabstände während und
um einen Übergang
auftreten, kommt bei Änderungen
von Vier- zu Sechstaktmodi bei Motoren mit einer ungeraden Anzahl
von Zylindern vor. Durch ein Bestimmen einer Verbrennungslast, basierend
auf einem der Abstände
in Bezug zu zumindest einem der zwei anderen, kann Störungen bei
dem Motor-Abtriebsmoment aufgrund der Ungleichheit der Zündvorgangsintervallabstände bei dem Übergang
entgegengewirkt werden. Dies wird wiederum die Leistung des Motors
verbessern, und falls der letztere zum Fahrzeugantrieb verwendet wird,
den Komfort des Fahrers und der Passagiere sichern sowie die Fahrbarkeit
des Fahrzeugs unterstützen.
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Vorzugsweise
ist die Übergangsverbrennungslast
auf einen Zündvorgang
bezogen, der an dem Anfang oder dem Ende der Drehung der Kurbelwelle
um die dritte winklige Distanz stattfindet. Dadurch befindet sich
die Übergangsverbrennungslast zeitlich
nahe an dem Zeitintervall, in dem sich die Kurbelwelle die dritte
winklige Distanz dreht.
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Als
eine Folge davon vergeht eine minimale Zeitdauer zwischen der Ursache
des Problems, d.h. einem „AUS-Modus"-Zündvorgangsintervall,
und seiner Abhilfe gemäß der Erfindung,
d.h. einer Verbrennungslast, die angepasst ist, um das unähnliche Zündvorgangsintervall
zu kompensieren.
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Vorzugsweise
wird, wo eine der Übergangsverbrennungslasten
auf einen Zündvorgang
bezogen ist, bei dem sich die Kurbelwelle im Wesentlichen die erste
winklige Distanz zwischen dem Zündvorgang und
einem unmittelbar vorhergehenden Zündvorgang dreht, und sich die
Kurbelwelle im Wesentlichen die zweite winklige Distanz zwischen
dem Zündvorgang
und einem unmittelbar folgenden Zündvorgang dreht, die Übergangsverbrennungslast
zumindest teilweise auf der Basis der ersten und der zweiten winkligen
Distanz bestimmt.
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In
Fällen,
wenn ein Zündvorgangsintervallabstand
von einem anderen gefolgt wird, werden Verbrennungslasten, die an
jeden der Taktmodi angepasst sind, die für alle Zündvorgänge bei dem Übergang
angewandt werden, einen momentanen Abfall oder Anstieg bei dem Motor-Abtriebsmoment
vorsehen, wie untenstehend ausführlich
beschrieben wird. Durch ein Anpassen der Verbrennungslast an den Zündvorgang
zwischen den zwei Modi, kann dem Abfall oder Anstieg des Drehmoments
entgegengewirkt werden. Dies schafft einen ruhigen Betrieb des Motors
beim Übergang,
auch in Fällen
wo lediglich zwei Zündvorgangsintervallabstände bei
dem Übergang auftreten.
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Beschreibung
der Figuren
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Untenstehend
wird die Erfindung ausführlich beschrieben
mit Hilfe der Zeichnungen, in denen
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1 schematisch
einen Teil eines Längsquerschnitts
eines Zylinders in einem Verbrennungsmotor, und eine als ein Block
abgebildete Steuervorrichtung, zeigt,
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2 und 3 Diagramme
der Kolbenbewegung und des Zündvorgangs
in jedem Zylinder in einem Fünfzylindermotor
zeigen, als eine Funktion des Kurbelwellenwinkels im Vierbeziehungsweise Sechstaktmodus,
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4 ein
Diagramm der Kolbenbewegung und des Zündvorgangs in jedem Zylinder
in einem Fünfzylindermotor
zeigt, als eine Funktion des Kurbelwellenwinkels bei einem Übergang
vom Viertaktmodus zum Sechstaktmodus,
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5 ein
Diagramm der Kolbenbewegung und des Zündvorgangs in jedem Zylinder
in einem Fünfzylindermotor
zeigt, als eine Funktion des Kurbelwellenwinkels im Achttaktmodus,
und
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6 ein
Diagramm ähnlich
dem in 4 zeigt, für
einen Übergang
vom Sechstaktmodus zum Achttaktmodus.
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Ausführliche
Beschreibung
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Für diese
Darstellung bezieht sich der Ausdruck „Taktzyklus" auf den Arbeitszyklus
in jedem Zylinder von einem Motor. Zum Beispiel umfasst ein Viertaktzyklus
die Takte Verdichten (Zündvorgang), Expansion,
Ausstoßen
und Ansaugen. Der Ausdruck „Taktmodus" bezieht sich auf
den Betriebsmodus des Motors hinsichtlich des Taktzyklus, in dem
die Zylinder arbeiten. Zum Beispiel, falls die Zylinder in einem Viertaktzyklus
arbeiten, ist dann der Motor in einem Viertaktmodus. Der Ausdruck „Motor-Zündvorgangsintervall" bezieht sich auf
das Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zündvorgängen in
dem Motor. Bei normalem Betrieb tritt jeder der aufeinanderfolgenden
Zündvorgänge in unterschiedlichen
Zylindern des Motors auf.
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1 zeigt
schematisch eine Anordnung an einem Zylinder 11 von einem
Inline-Fünfzylinder-Verbrennungsmotor.
Eine ähnliche
Anordnung ist in der PCT/SE99/01947 gezeigt, die hierin durch Bezugnahme
aufgenommen wird.
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Ein
Kolben 12 ist mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) über eine
Kolbenstange 13 verbunden. An jedem Zylinder sind zwei,
drei, vier, fünf
und mehr Ventile vorgesehen. In 1 werden lediglich
zwei Ventile 14, 15 gezeigt, ein Auslassventil 14 und
ein Einlassventil 15. Die Bewegung von jedem Ventil kann
individuell durch eine Steuervorrichtung 16 gesteuert werden.
Eine Betätigung
der Ventile kann mit einer hydraulischen, pneumatischen, elektromagnetischen,
piezoelektrischen oder jeder anderen bekannten Betätigungshilfe
durchgeführt
werden.
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Somit
können
die Ventile unabhängig
von der Kurbelwelle bewegt werden. Wie weiter unten erklärt wird,
kann der Motor in unterschiedlichen Taktmodi laufen, und die Möglichkeit
die Ventile unabhängig
von der Kurbelwelle zu steuern ist vorteilhaft, um unterschiedliche
Taktmodi des Motors zu erleichtern. Bestimmte Arten jedoch von Taktmodi,
z.B. Vier- und Achttaktmodus,
können
mit herkömmlichen, über eine
Nockenwelle betätigten
Ventilen erreicht werden. In dem letzteren Fall werden bekannte
Zylinderdeaktivierungstechniken verwendet.
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Luft-
und Kraftstoffeingabeeinrichtungen mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung
sind an jedem Zylinder vorgesehen, und durch die Steuervorrichtung 16 steuerbar.
Durch ein Steuern der Kraftstoffeingabeeinrichtungen kann die Verbrennungslast
bei jedem Zündvorgang
gesteuert werden. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 17 kann
sich in dem Einlassteil an dem Zylinder befinden, wie in 1 abgebildet,
oder in der Verbrennungskammer des Zylinders. Das Einlassventil 15 könnte ein
Teil der Luft- und Kraftstoffeingabeeinrichtungen sein, und verwendet
werden, um die Menge von angesaugtem Gas zu steuern. Alternativ
könnten
die Luft- und Kraftstoffeingabeeinrichtungen ein Drosselventil in
dem Einlass zu dem Zylinder umfassen. Dadurch kann ein Drosseln
mit dem Drosselventil, oder mit einer kombinierten Nutzung des Drosselventils
und des Einlassventils 15, durchgeführt werden.
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Es
sollte auch angemerkt werden, dass die Luft- und Kraftstoffeingabeeinrichtungen
bekannte Anordnungen zum Überverdichten
des in den Zylinder eingespritzten Mediums, z.B. Turboaufladung oder
Turbokompressor, usw., umfassen können.
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Während des
Motorbetriebs können
die Ventile und die Luft- und Kraftstoffeingabeeinrichtungen so
gesteuert werden, dass der Motor in einem ersten Taktmodus betrieben
wird. In dem ersten Taktmodus werden die Ventile und die Luft- und
Kraftstoffeingabeeinrichtungen an jedem Zylinder so gesteuert, dass
ein erster Taktzyklus an jedem Zylinder durchgeführt wird.
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Als
ein Beispiel ist der erste Taktzyklus ein Viertaktzyklus, mit den
Takten Verdichten (und Zündvorgang),
Expansion, Ausstoßen
und Ansaugen. Bei Kennzeichnung der Zylinder des Motors als 1, 2,
3, 4, 5 bezüglich
ihrer relativen räumlichen
Position, ist eine geeignete Zündungsreihenfolge
zwischen den Zylindern 1, 2, 4, 5, 3. Jede alternative Zündungsreihenfolge
kann jedoch verwendet werden.
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2 zeigt
ein Diagramm der Lage des Kolbens (Sinuskurven) und der Zündvorgänge (große Punkte),
in jedem Zylinder in dem Fünfzylindermotor, als
eine Funktion des Kurbelwellenwinkels in einem Viertaktmodus, welcher
der erste Taktmodus in diesem Beispiel ist. Die Zündvorgänge sind
mit großen Punkten
angedeutet, und man kann sehen, dass das Intervall zwischen jedem
Zündvorgang
des Motors 144 Grad des Kurbelwellenwinkels beträgt, welches die Länge des
Viertaktzyklus, 720°,
geteilt durch die Anzahl der Zylinder: fünf, ist.
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Während des
Motorbetriebs können
die Ventile und die Luft- und Kraftstoffeingabeeinrichtungen so
gesteuert werden, dass der Motor in einem zweiten Taktmodus betrieben
wird. In dem zweiten Taktmodus werden die Ventile und die Luft-
und Kraftstoffeingabeeinrichtungen an jedem Zylinder so gesteuert,
dass ein zweiter Taktzyklus an jedem Zylinder durchgeführt wird.
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In
dem Beispiel hier ist der zweite Taktzyklus ein Sechstaktzyklus.
Dabei könnte
die Taktreihenfolge von jedem Zylinder folgende sein: Verdichten
(und Zündvorgang),
Expansion, Ausstoßen,
Ansaugen, Verdichten und Expansion. Diese Taktreihenfolge ist für Bedingungen
bei normalen Betriebstemperaturen des Motors geeignet. Die zusätzliche
Verdichtung von angesaugten Gasen vor der endgültigen Verdichtung und der
Zündvorgang
erhöht
die Dauer des Mischens von Kraftstoff und Luft um 200 Prozent, was
wiederum die Verbrennungsleistung steigert.
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Alternativ
könnte
die Taktreihenfolge von jedem Zylinder in einem Sechstaktzyklus
folgende sein: Verdichten (und Zündvorgang),
Expansion, Verdichten, Expansion, Ausstoßen und Ansaugen. Eine derartige
Taktreihenfolge ist bei einem Kaltstartbetrieb geeignet, da die
wiederholte Verdichtung und Expansion nach dem Zündvorgang den Wärmetransport
zu den Zylinderwänden
erhöht,
und eine Erwärmung
des Motors beschleunigt.
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Ungeachtet
der verwendeten Taktreihenfolge, falls der Motor in einem Niedertaktmodus
und bei einer relativ niedrigen äußeren Last
betrieben wird, wird die niedrige Verbrennungslast bei jedem Zündvorgang
zu einer geringen Effizienz führen,
größtenteils
aufgrund einer niedrigen Verbrennungstemperatur. Bei der gleichen äußeren Last
des Motors wird ein höherer
Taktmodus zu einer höheren
Effizienz bei jeder Verbrennung führen. Dies ist dadurch begründet, dass
höhere
Verbrennungslasten kombiniert mit längeren Zündvorgangsintervallen verwendet
werden, was zu höheren
Verbrennungstemperaturen führt.
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Bei
einem Sechstaktmodus ist eine geeignete Zündungsreihenfolge zwischen
den Zylindern 1, 3, 5, 4, 2. Jede alternative Zündungsreihenfolge kann jedoch
verwendet werden. 3 zeigt ein Diagramm der Lage
des Kolbens (Sinuskurven) und der Zündvorgänge (große Punkte) in jedem Zylinder
als eine Funktion des Kurbelwellenwinkels in einem Sechstaktmodus,
welcher der erste Taktmodus in diesem Beispiel ist. Man kann sehen,
dass das Intervall zwischen jedem Zündvorgang des Motors 216 Grad
des Kurbelwellenwinkels beträgt,
welches die Länge
des Sechstaktzyklus, 1080°,
geteilt durch die Anzahl der Zylinder: fünf, ist.
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Somit
ist es bei einem Fünfzylindermotor, und
auch bei anderen Motoren mit einer ungeraden Anzahl von Zylindern,
möglich,
gleiche Abstände
zwischen Zündvorgängen zu
erreichen, bei beiden Modi, dem Viertaktmodus und dem Sechstaktmodus.
Außerdem
können
ein Achttaktmodus und höhere
Taktmodi mit gleich beabstandeten Zündvorgängen mit Motoren mit ungerader
Anzahl von Zylindern erlangt werden, siehe unten. Bei Motoren mit
gerader Anzahl von Zylindern sind ein Achttaktmodus und Zwölftaktmodus
mit gleich beabstandeten Zündvorgängen erreichbar.
Ein Sechstaktmodus und Zehntaktmodus mit gleich beabstandeten Zündvorgängen sind
jedoch bei Motoren mit einer geraden Anzahl von Zylindern nicht
erreichbar.
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Gemäß der Erfindung
können
die Ventile 14, 15 und die Luft- und Kraftstoffeingabeeinrichtungen 17 so
gesteuert werden, dass ein Übergang
von dem ersten Taktmodus zu dem zweiten Taktmodus gemacht wird,
und so, dass während
des Übergangs ein
verdichtetes Gemisch von Luft und Kraftstoff in jedem Zylinder bei
jedem Zündvorgang
vorhanden ist.
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Dass
das Gemisch von Luft und Kraftstoff verdichtet ist impliziert, dass
jeder Zündvorgang nahe
einem oberen Totpunkt (TDC) des jeweiligen Zylinders stattfindet.
Es impliziert auch, dass die jeweiligen Ventile bei jedem Zündvorgang
geschlossen sind. Da vier Takte benötigt werden, um das Abgas auszustoßen, ein
neues frisches Gemisch anzusaugen und das Letztere zu verdichten,
muss ein vorhergehender Zündvorgang
in einem bestimmten Zylinder zumindest vier Takte vor einem Zündvorgang
bei dem Übergang
(und außerhalb
des Übergangs
auch) stattgefunden haben.
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Für ein Verständnis des
Ablaufs bei einem Modusübergang
nehmen wir Bezug auf 4, die ein Diagramm der Lage
des Kolbens (Sinuskurven) und der Zündvorgänge (große Punkte) in jedem Zylinder,
als eine Funktion des Kurbelwellenwinkels, zeigt. Bis zu einem Kurbelwellenwinkel
von 720° in dem
Diagramm dreht sich die Kurbelwelle eine erste winklige Distanz
von 144° zwischen
jedem Zündvorgang
des Motors, wobei die Distanz das Zündvorgangsintervall bei dem
Viertaktmodus ist. Nach einem Kurbelwellenwinkel von 1080° in dem Diagramm
dreht sich die Kurbelwelle eine zweite winklige Distanz von 216° zwischen
jedem Zündvorgang des
Motors, wobei die Distanz das Zündvorgangsintervall
bei dem Sechstaktmodus ist. Es sollte angemerkt werden, dass Motoren
mit einer geraden Anzahl von Zylindern nicht zwischen Vier- und Sechstaktmodi
umändern,
und gleiche Abstände
zwischen den Zündvorgängen in
beiden Modi bieten können.
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Ein
Zündvorgangsintervall-Übergang
vom Viertakt- zum Sechstaktmodus kann an jedem Zylinder initiiert
werden, aber in diesem Beispiel wird angenommen, dass der Übergang
an dem Zylinder Nummer 1 initiiert wird. Dies bedeutet, dass nach
720 Kurbelwellen-Grad die Steuervorrichtung 16 keine Signale
sendet, damit der folgende Zündvorgang
bei 864° in
Zylinder Nummer 2 stattfindet, wie es bei einem fortgesetzten Viertaktbetrieb
der Fall gewesen wäre.
Stattdessen sendet die Steuervorrichtung Signale, damit der folgende
Zündvorgang
in Zylinder Nummer 4 bei 1008° stattfindet.
Dies bedeutet, dass sich die Kurbelwelle eine dritte winklige Distanz
von 288° zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Zündvorgängen des
Motors dreht.
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Es
ist nicht möglich,
dass der Zündvorgang nach
demjenigen bei 720° nach
216° vorkommt,
aufgrund der oben erwähnten
Erfordernisse, welche die Wahl des Zylinders, in dem ein darauffolgender Zündvorgang
stattfinden kann, auf diejenigen einschränken, wo zumindest vier Takte
nach einem vorhergehenden Zündvorgang
in dem gleichen Zylinder beendet sind. Dies wird deutlich durch
ein Betrachten des Diagramms in 4. Damit
ein Zündvorgang
bei 720° +
216° = 936° stattfinden
kann, um die TDC-Bedingung zu erfüllen, müsste der Zündvorgang in dem Zylinder Nummer
3 vorkommen. Da jedoch der vorhergehende Zündvorgang in Zylinder 3 bei
576° stattfand,
wurden lediglich zwei Takte (360°)
nach dem letzten Zündvorgang
beendet, und ein frisches Gemisch kann nicht in dem Zylinder vorhanden
sein.
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Somit
wird während
des Übergangs
ein Intervall zwischen zwei Zündvorgängen des
Motors länger
als die normalen Zündvorgangsintervalle
des Vier- und Sechstaktbetriebs. Dies erzeugt ein „Loch" in der Abfolge von
Zündvorgängen. Dieses
Loch kann eine zeitweilige Abnahme des Motor-Abtriebsmoments erzeugen,
und eine derartige Abnahme könnte
von dem Fahrer und den Passagieren eines Fahrzeugs, in dem der Motor
betrieben wird, als unangenehm empfunden werden. Außerdem kann
die Abnahme des Motor-Abtriebsmoments nachteilig für die Fahrbarkeit
des Fahrzeugs sein, und eine gefährliche
Situation bei dem Betrieb des Fahrzeugs bewirken.
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Vorzugsweise
werden die Luft- und Kraftstoffeingabeeinrichtungen 17 so
gesteuert, dass das Abtriebsmoment des Motors während des Übergangs im Wesentlichen kontinuierlich
ist. Genauer gesagt, werden Signale von der Steuervorrichtung 16 an
die Luft- und Kraftstoffeingabeeinrichtung 17 von einem der
Zylinder des Motors gesendet, um die Verbrennungslast durch ein
Anpassen der Kraftstoff- und Lufteingabe anzupassen, um zu kompensieren,
dass eines der Motor-Zündvorgangsintervalle
länger
ist als ein normales Vier- oder Sechstaktintervall.
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Eine
Verbrennungslast, die angepasst ist, um ungleichmäßige Motor-Zündvorgangsintervalle bei
einem Übergang
zwischen zwei Taktmodi zu kompensieren, wird hierin auch als eine Übergangsverbrennungslast
bezeichnet.
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Vorzugsweise
wird die Verbrennungslast bei dem Zündvorgang (bei 720° in 4)
erhöht,
bis zu dem Motor-Zündvorgangsintervalle
gemäß dem ersten
Taktmodus stattgefunden haben, und nach dem sich die Kurbelwelle
die dritte winklige Distanz (von 288°) zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Zündvorgängen des
Motors dreht. Bei dem Beispiel in 4 bedeutet
dies, dass die Luft- und Kraftstoffeingabeeinrichtung 17 des
Zylinders 1 Signale empfängt,
um die Einspritzung von Kraftstoff bei dem Ansaugtakt zu erhöhen, welcher
dem Zündvorgang
bei 720° vorhergeht.
Vorzugsweise ist die Luft- und Kraftstoffeingabeeinrichtung so angepasst,
dass die Verbrennungslast im Wesentlichen zweimal so groß ist, verglichen mit
der Verbrennungslast bei dem vorhergehenden Zündvorgang. Man sollte jedoch
bedenken, dass dieser relative Wert der Verbrennungslast theoretisch ist,
d.h. Kalibrierungsfragen nicht in Betracht gezogen wurden. Der Grund
dafür,
dass die Verbrennungslast zweimal so groß sein soll wie die Verbrennungslast
bei dem vorhergehenden Zündvorgang, besteht
darin, dass das folgende Motor-Zündvorgangsintervall
zweimal so lang (288°)
wie das vorhergehende Motor-Zündvorgangsintervall
(144°) ist.
Dadurch wird das „Durchschnittsabtriebsmoment" kontinuierlich sein,
da die Verbrennungslasten bei jedem Zündvorgang der Länge des
dem Zündvorgang
folgenden Motor-Zündvorgangsintervalls
proportional sind. In anderen Worten, ist das Abtriebsmoment des Motors
während
des Übergangs
im Wesentlichen kontinuierlich.
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Alternativ
wird die Verbrennungslast bei dem Zündvorgang erhöht, der
an dem Ende des Motor-Zündvorgangsintervalls
der dritten winkligen Distanz auftritt.
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Als
eine weitere Alternative werden die Verbrennungslast an dem Anfang
des Motor-Zündvorgangsintervalls
der dritten winkligen Distanz, sowie die Verbrennungslast an dem
Ende des Motor-Zündvorgangsintervalls
der dritten winkligen Distanz, erhöht, um zusammen zu kompensieren,
dass die dritte winklige Distanz ungleich der ersten und zweiten winkligen
Distanz ist. Dadurch kann ein Kompensationsfaktor zwischen den zwei
fraglichen Verbrennungslasten verteilt werden. Dies schafft eine
ruhigere Kompensation der Ungleichheit der Zündvorgangsintervalle.
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Bei
der obigen Beschreibung wurde ein Übergang von einem Viertakt-
zu einem Sechstaktmodus beschrieben. Die Erfindung ist jedoch gleichermaßen bei Übergängen von
einem Sechstakt- zu
einem Viertaktmodus anwendbar, d.h. wo der erste Taktmodus ein Sechstaktmodus
ist, und der zweite Taktmodus ein Viertaktmodus ist.
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Außerdem ist
die Erfindung für Übergänge zwischen
höheren
Taktmodi anwendbar, z.B. von einem Sechstaktmodus zu einem Achttaktmodus
oder umgekehrt. Ein Beispiel eines Achttaktmodus ist in 5 gezeigt.
Die Zündvorgänge sind
mit großen Punkten
angedeutet, und man kann sehen, dass das Intervall zwischen jedem
Zündvorgang
des Motors 288 Grad des Kurbelwellenwinkels beträgt, welches die Länge des
Achttaktzyklus, 1440°,
geteilt durch die Anzahl der Zylinder: fünf, ist.
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6 zeigt
einen Übergang
von einem Sechstaktmodus zu einem Achttaktmodus. Bis zu 864 Grad
der Kurbelwellendrehung wird der Motor in einem Sechstaktmodus betrieben,
und danach übernimmt
der Achttaktmodus. Im Gegensatz zu dem Fall eines Übergangs
vom Vier- zum Sechstaktmodus, treten bei dem Übergang vom Sechs- zum Achttaktmodus
lediglich zwei Motor-Zündvorgangsintervallabstände auf,
einer von 216° und
der andere von 288°.
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Bei
jedem Taktmodus ist die Verbrennungslast von jedem Zündvorgang
von dem Abstand des Zündvorgangsintervalls
abhängig,
das dem jeweiligen Zündvorgang
unmittelbar folgt oder vorhergeht. Falls ein Verbrennungslast-Faktor
1 ist für
Verbrennungslasten bei einem Sechstaktmodus, ungeachtet von Kalibrierungsparametern,
würde ein
geeigneter Last-Faktor für
einen Achttaktmodus 1 1/3 sein, da die Zündvorgangsintervalle 288°/216° = 1 1/3
größer bei
dem Achttaktmodus sind.
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Unter
Bezugnahme auf 6, falls Verbrennungslasten
bei sämtlichen
Zündvorgängen bis
zu und einschließlich
demjenigen bei 864° so
gesteuert werden, dass ihr Last-Faktor 1 ist, und Verbrennungslasten
von sämtlichen
nachfolgenden Zündvorgängen so
gesteuert werden, dass ihr Last-Faktor 1,33 ist, wird es einen momentanen
Abfall des Motor-Abtriebsmoments bei dem Übergang geben. Der Grund dafür ist, dass
die Verbrennungslast bei dem Zündvorgang
bei 864° der
Kurbelwellenwinkeldrehung zu klein ist, um das größere Zündvorgangsintervall
zu kompensieren, das dem Zündvorgang
unmittelbar folgt. Dies könnte
den Komfort des Fahrers und der Passagiere eines Fahrzeugs, in dem
der Motor betrieben wird, beeinflussen, und könnte auch die Fahrbarkeit des
Fahrzeugs beeinflussen.
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Ähnlich,
immer noch unter Bezugnahme auf 6, falls
Verbrennungslasten bei sämtlichen Zündvorgängen bis
zu und einschließlich
demjenigen bei 648° so
gesteuert werden, dass ihr Last-Faktor 1 ist, und Verbrennungslasten
von sämtlichen
nachfolgenden Zündvorgängen so
gesteuert werden, dass ihr Last-Faktor 1,33 ist, wird es eine momentane
Zunahme des Motor-Abtriebsmoments bei dem Übergang geben. Der Grund dafür ist, dass
die Verbrennungslast bei dem Zündvorgang
bei 864° der
Kurbelwellenwinkeldrehung zu groß ist, da das Intervall zwischen
648° und
864° der
Kurbelwellenwinkeldrehung kleiner als die Aufeinanderfolgenden ist.
Wie in dem Fall mit einem Abfalldes Abtriebsmoments, könnten der
Komfort des Fahrers und der Passagiere und die Fahrbarkeit eines
Fahrzeugs, in dem der Motor betrieben wird, beeinflusst werden.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform der
Erfindung wird die Verbrennungslast, die auf den Zündvorgang
bei 864° bezogen wird,
zumindest teilweise auf der Basis der Zündvorgangsintervalle vor und
nach dem Zündvorgang,
d.h. 216° und
288°, bestimmt.
Im Allgemeinen wird eine der Übergangsverbrennungslasten,
die auf einen Zündvorgang
bezogen wird, an dem sich die Kurbelwelle im Wesentlichen eine erste
winklige Distanz zwischen dem Zündvorgang
und einem unmittelbar vorhergehenden Zündvorgang dreht, und sich die
Kurbelwelle im Wesentlichen die zweite winklige Distanz zwischen dem
Zündvorgang
und einem unmittelbar folgenden Zündvorgang dreht, zumindest
teilweise auf der Basis der ersten und der zweiten winkligen Distanz
bestimmt.
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Vorzugsweise
ist die Größenordnung
der Übergangsverbrennungslast
zwischen den Größenordnungen
der Verbrennungslasten der vorhergehenden und folgenden Zündvorgängen. Bei
dem Beispiel in 6 bedeutet dies, dass die Verbrennungslast
bei 864° einen
Last-Faktor zwischen 1 und 1 1/3 bekommt. Geeigneterweise wird der
Last-Faktor bei 864° als
(1 + (1 1/3))/2 = 1 1/6 bestimmt, d.h. der Durchschnittswert von
Last-Faktoren für
vorhergehende und folgende Zündvorgänge.
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Das
unter Bezugnahme auf 6 beschriebene Verfahren kann
bei jedem Übergang
von jedem Taktmodus zu jedem Anderen, bei Motoren mit jeder Anzahl
von Zylindern, angewandt werden. Insbesondere in einem Fall, wo
ein Übergang
von einem Acht- zu einem Sechstaktmodus durchgeführt wird, und auch in Fällen von Übergängen von
einem Viertakt- zu einem Achttaktmodus und umgekehrt, kann das unter
Bezugnahme auf 6 beschriebene Verfahren angewandt
werden.