DE60319309T2

DE60319309T2 - Innenverbrennungsmotor mit einem Prozessor und Zylindern, deren Ventile von elektromechanischen Schaltern angesteuert werden

Info

Publication number: DE60319309T2
Application number: DE60319309T
Authority: DE
Inventors: Loic 92250 Bernier
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2003-07-21
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2023-07-22
Also published as: FR2842863A1; DE60319309D1; ES2301771T3; ATE387569T1; EP1384862B1; FR2842863B1; EP1384862A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Innenverbrennungsmotor mit einer Zentraleinheit und elektromechanischen Schaltern zum Ansteuern von Ventilen gemäß der Präambel des Patentanspruches 1 (siehe beispielsweise WO 00/77349 ).
Es ist bekannt, dass in einem Innenverbrennungsmotor jeder Zylinder nach einem vorgegebenen Zyklus arbeitet, um ein Motordrehmoment zu erzeugen. So führt beispielsweise ein so genannter „Viertakt" Zylinder einen Zyklus aus, der einen Einlassschritt einer Treibstoffmischung in eine Verbrennungskammer, einen Komprimierungsschritt dieser Mischung bis zu ihrer Verbrennung, einen Ausdehnungsschritt der Verbrennungsgase, und einen Auslassschritt dieser Gase aus der Verbrennungskammer enthält.
Im Laufe eines Zyklus werden die Gasaustauschvorgänge zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Verbrennungskammer von Ein- und Auslassventilen gesteuert, wobei solche Ventile als „offen" („geschlossen") bezeichnet werden, wenn sie eine Gasaustausch zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Verbrennungskammer ermöglichen (verhindern).
Das Öffnen und Schließen eines Ventils wird durch den Zylinderbetrieb bestimmt. Bei einem Einlassschritt wird (werden) somit das (die) Einlassventil(e) geöffnet, wobei die Ein- und Auslassventile bei den Kompressions- und Ausdehnungsschritten geschlossen werden, und das (die) Auslassventil(e) beim Auslassschritt geöffnet wird (werden).
Die offenen oder geschlossenen Stellungen der Ventile werden entweder elektromechanisch oder mechanisch, wie unten beschrieben, angesteuert:
Im ersten Fall (mechanische Ansteuerung) ist das Ventil mechanisch mit dem Kolben verbunden und seine Stellung hängt von der Stellung des Kolbens in der Verbrennungskammer ab.
Im zweiten Fall, auf den die Erfindung angewandt wird, wird das Ventil von einer Vorrichtung oder von einem elektromechanischen Schalter angesteuert, der beispielsweise Federn in Verbindung mit Elektromagneten zum Steuern der Öffnungs- und der Schließvorgänge dieses Ventils enthält.
Die 1 zeigt ein solches Steuerglied zum Ansteuern eines Ventils 10, die in der geschlossenen Stellung, das heißt am Ventilsitz 12 anliegend, dargestellt ist. In dieser Stellung ist das Innere 14 der Verbrennungskammer des Zylinders 15 vom äußeren Teil 17 des Zylinders getrennt.
Das Ventil 10 wird dank des elektromechanischen Schalters geschlossen oder offen gehalten, der Federn 16 und 18 und Elektromagneten 20 und 22 enthält. Der Elektromagnet 20, der am weitesten von der Verbrennungskammer entfernt liegt, ist dazu bestimmt, eine Scheibe 24 anzuziehen, um diese an eine Fläche 26 des Magnetkreislaufs dieses Elektromagneten 20 anzulegen. Das Ventil 10 wird somit durch die Wirkung der Feder 16 auf seinen Stößel 27 geschlossen.
Der zweite Elektromagnet 22 ermöglicht die Ansteuerung des Ventils 10 in der offenen Stellung. Dazu wird die Spule dieses Elektromagneten 22 nach Abwahl der Spule des Elektromagneten 20 angewählt. Die Scheibe 24 trennt sich somit von der Fläche 26 des Magnetkreislaufs des Elektromagneten 20, wobei diese Trennung durch die Wirkung der Feder 18 erleichtert wird. Wenn der Elektromagnet 22 angesteuert wird, zieht er die Scheibe 24 gegen eine Fläche seines Magnetkreislaufs. Da diese Anziehung stärker ist, als die Wirkung der Feder 16, öffnet er das Ventil 10 durch die Wirkung eines Stößels 25, der fest mit der Scheibe 24 am Stößel 27 des Ventils 10 verbunden ist.
Darüber hinaus kann ein Einlassventil gemäß unterschiedlicher Hubmodi gesteuert werden, was bedeutet, dass die Bewegung dieses Ventils von einer geöffneten in eine geschlossene Stellung durchgeführt werden kann, indem man die Schalter unterschiedlich ansteuert, beispielsweise nach dem so genannten klassischen Hubmodus oder einem so genannten ballistischen Hubmodus, die beide in weiterer Folge beschrieben werden:

– beim klassischen Hubmodus werden die Momente des Öffnens und Schließens eines Ventils vom Schalter so bestimmt und gesteuert, dass die Bewegung des Ventils in diesen Momenten vom elektromechanischen Schalter kontrolliert wird;
– beim ballistischen Hubmodus wird der Moment des Schließens nicht gesteuert, sondern durch die Zeit bestimmt, die das Ventil benötigt, um von der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung zu kommen, und um ohne Halt wieder in die geschlossene Stellung zurück zu gelangen.

Anders ausgedrückt verwendet der klassische Modus ein Öffnungssignal und ein Schließsignal für die Ventile, währenddessen der ballistische Modus nur mit einem Öffnungssignal arbeitet.
Die vorliegende Erfindung ergibt sich aus der Feststellung, dass externe Parameter, die mit der Motorfunktion nichts zu tun haben, wie beispielsweise die Fahrweise des Fahrzeugs, bei der Steuerung des Hubmodus der Ventile berücksichtigt werden müssen. Es wäre beispielsweise unangebracht, bei einer sportlichen Fahrweise einen ballistischen Hubmodus anzuwenden, bei dem starke Beschleunigungen und hohe Drehzahlen im Spiel sind, da dieser Modus ein stärkeres dynamisches Hemmnis darstellt, als ein klassischer Modus, bei dem die Öffnungszeit des Ventils festgelegt ist.
Deshalb betrifft die vorliegende Erfindung einen Motor mit einem Prozessor und Zylindern, die mit Ventilen ausgestattet sind, die mithilfe von elektromechanischen Schaltern angesteuert werden, der dadurch gekennzeichnet sind, dass der Prozessor Mittel zur Steuerung der Ventilbewegungen nach einem klassischen Hubmodus, mit einer Steuerung für die Öffnung und einer Steuerung für die Schließung der Ventile und einem ballistischen Hubmodus, mit nur einer einzigen Steuerung für die Öffnung und die Schließung des Einlassventils enthält, je nachdem, welche Informationen über den Motor und die Fahrweise des Fahrzeugs anstehen.
Der Prozessor enthält Mittel zum Ändern des vom Fahrzeuglenker angewählten Drehmoments (C_roh) in ein gefiltertes Drehmoment (C_gefiltert), die die Variationen dieses angesteuerten Drehmoments (C_roh) abschwächen, und um einen Hubmodus für die Ventile in Abhängigkeit von diesem gefilterten Drehmoment festzulegen.
Von da an steuert der Prozessor die Verwendung eines klassischen oder ballistischen Hubmodus der Ventile an, der der Fahrweise des Fahrzeugs und dem Motorbetrieb angepasst ist, wodurch eben dieser Betrieb optimiert wird.
Darüber hinaus können Übergangsstrategien zwischen den verschiedenen Betriebsmodi entwickelt und angewandt werden, beispielsweise durch einfaches Laden von Programmen in den Prozessor.
Gemäß einer Umsetzungsform enthält der Prozessor Mittel zum Empfang von Informationen über den Motor, die zumindest mit einem der folgenden Parameter zu tun haben: die Motordrehzahl, das angesteuerte Drehmoment des Motors, die Temperatur der Kühlflüssigkeit, die Zusammensetzung und/oder die Temperatur der Auspuffgase, den eingelegten Gang, und/oder die Treibstoffmenge, die in die Zylinder eingespritzt wird.
Der Prozessor kann auch Mittel zum Empfang von Informationen über die Fahrweise des Fahrzeugs enthalten, die zumindest mit einem der folgenden Parameter zu tun haben: die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Weg, auf dem sich das Fahrzeug befindet, ein Fortbewegungstyp des Fahrzeugs.
Gemäß einem Beispiel enthält der Prozessor Mittel, damit die Änderung des Hubmodus dann erfolgt, wenn die Drehzahl oder das Drehmoment des Motors Grenzwerte erreicht, wobei diese Grenzwerte unterschiedlich sind, je nachdem, ob die Änderung des Hubmodus von einem ersten Hubmodus zu einem zweiten übergeht, oder von einem zweiten Hubmodus auf einen ersten.
Der Prozessor enthält beispielsweise Mittel zur Ansteuerung des klassischen Modus, ohne Übergang, ausgehend von einem ballistischen Modus für alle Zylinder.
Wenn der Motor zwei Zylinderpaare enthält, die in einem Viertakt-Zyklus arbeiten, so wird ein erster Zylinder eines Paares gegenüber dem zweiten Zylinder dieses Paares um einen halben Zyklus versetzt. Der Prozessor enthält dabei Mittel zur aufeinander folgenden Ansteuerung des ballistischen Modus, ausgehend von einem klassischen Modus für Ventile eines ersten Zylinders eines ersten Paares, gefolgt von Ventilen des zweiten Zylinders dieses zweiten Paares, danach für Ventile eines ersten Zylinders eines zweiten Paares und schließlich für Ventile des zweiten Zylinders des zweiten Paares.
In diesem Fall kann der Prozessor Mittel enthalten, damit der Abstand zwischen der Ansteuerung der Ventile des ersten Zylinders des ersten Paares und der Ansteuerung der Ventile des zweiten Zylinders des ersten Paares gleich dem Abstand zwischen der Ansteuerung der Ventile des ersten Zylinders des zweiten Paares und der Ansteuerung der Ventile des zweiten Zylinders des zweiten Paares ist.
Gemäß einer Umsetzungsform enthält der Prozessor Mittel zur Ansteuerung von Ventilen unterschiedlicher Zylinder nach ein und demselben Hubmodus.
In einem Beispiel enthält der Prozessor Mittel zur Ansteuerung von Einlassventilen, die durch elektromechanische Schalter mit Elektromagnet gesteuert werden.
Der elektromechanische Schalter enthält beispielsweise zumindest einen Elektromagneten und zumindest eine Feder, sodass die Bewegungen eines Einlassventils durch das Anziehen einer beweglichen Scheibe angesteuert werden, die mit diesem Ventil fest verbunden ist, mithilfe eines Elektromagneten und/oder durch die Ansteuerung der Bewegung dieses Ventils anhand der Feder.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung erkenntlich, die als Beispiel, und nicht als Einschränkung zu verstehen ist, und sich auf folgende Abbildungen bezieht:
die 1, die bereits beschrieben wurde, stellt einen elektromagnetischen Schalter mit Elektromagneten zum Steuern eines Ventils dar,
die 2 stellt die Funktionsweise einer Mikroprozessor Steuereinheit für Ventile dar, wie sie der Erfindung entspricht,
die 3 stellt ein Drehmoment dar, das von einem Motor in Abhängigkeit von seiner Drehzahl und den verschiedenen erfindungsgemäßen Betriebsmodi geliefert wird,
die 4 stellt Operationen zum erfindungsgemäßen Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern dar, die von Drehzahlvariationen des Motors ausgelöst werden,
die 5 stellt Operationen zum erfindungsgemäßen Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern dar, die von den angesteuerten Drehmomentvariationen im Motor ausgelöst werden,
die 6a, 6b und 6c stellen Betriebstests eines Motors dar, die darauf ausgerichtet sind, die Aktivierung oder Deaktivierung der Zylinder gemäß der Erfindung anzusteuern,
die 7a, 7b, 7c und 7d stellen Anwendungen der Tests zur Aktivierung und Deaktivierung von Zylindern dar, wie sie in den 6a, 6b und 6c beschrieben wurden,
die 8a und 8b stellen die Drehmomente dar, die von den Zylindern eines erfindungsgemäßen Motors bei einer Deaktivierung von Zylindern gebildet werden,
die 8c stellt die Betriebsabstände bei einer Deaktivierung dar,
die 8d stellt die Entwicklung der Drehmomente dar, die von den Zylindern eines erfindungsgemäßen Motors bei einer Aktivierung von Zylindern gebildet werden,
die 9 ist ein Diagramm, das das Drehmoment darstellt, das von einem Motor je nach dessen Drehzahl und der Anzahl an aktivierten Einlassventilen für jeden Zylinder gebildet wird,
die 10 stellt die Chronologie der Aktivierung eines Einlassventils entsprechend einer ersten Variante der Erfindung dar,
die 11 stellt die Chronologie der Aktivierung eines Einlassventils entsprechend einer zweiten Variante der Erfindung dar, und
die 12 ist ein Diagramm, das das Drehmoment darstellt, das von einem Motor in Abhängigkeit von dessen Drehzahl und einem verwendeten Steuermodus für jedes Ventil gebildet wird.
In der nachfolgend beschriebenen Umsetzung der Erfindung kontrolliert eine Steuereinheit 30 (2) die elektromechanischen Schalter der Ventile eines Motors (nicht dargestellt) in der Art, dass dessen Verbrauch optimiert wird, indem man die Anzahl der aktivierten Zylinder im Motor, also jener, die ein Drehmoment erzeugen, verändert.
Diese Einheit 30 wird darüber hinaus verwendet, um das rohe Drehmoment, das vom Fahrzeuglenker angesteuert wird, und das nachfolgend C_roh genannt wird, in ein gefiltertes Drehmoment zu filtern, das nachfolgend C_gefiltert genannt wird, um beispielsweise durch das Eindämmen zu brutaler Drehmomentschwankungen einen bestimmten Fahrkomfort zu erzeugen.
Zu diesem Zweck erhält diese Einheit 30 Informationen über die Fahrweise des Fahrzeugs, wie beispielsweise den Fahrmodus oder die Fahrzeuggeschwindigkeit, sowie Informationen über den Motorbetrieb, also über die Drehzahl R, das vom Fahrzeuglenker angesteuerte Drehmoment C_roh, die Temperatur T des Kühlsystems, die Menge Q an Treibstoff, der in jeden Zylinder eingespritzt wird, und den durchschnittlichen Gehalt G der Abgase.
Die Einheit 30 steuert somit die elektromechanischen Schalter der Motorventile in Übereinstimmung mit einer zuvor festgelegten Kartografie (beispielsweise empirisch festgelegt) an, unter Festlegung der Anzahl an aktiven Zylindern, die, je nach Informationsstand den Treibstoffverbrauch des Motors optimieren.
Wenn jedoch nicht die nötigen Vorkehrungen getroffen werden, können diese Steuerungen der elektromechanischen Schalter den Motorbetrieb beeinträchtigen. Eine Störung im Bereich der Synchronisierung des Ventilbetriebs der verschiedenen Zylinder kann beispielsweise Vibrationen bei Motorbauteilen (Zylinder, Kurbelwelle, usw.) und/oder Unterbrechungen im Bereich des vom Motor gebildeten Drehmoments hervorrufen. Darüber hinaus kann eine Deaktivierung eines (mehrerer) Zylinder(s) eine Verlängerung der Reaktionszeit bei einer Beschleunigungsauslösung hervorrufen, was wiederum bei Überholvorgängen gefährlich werden könnte.
Um solche Störungen zu vermeiden, steuert die Zentraleinheit 30 die Schalter deaktivierter, oder anders ausgedrückt, geschlossen gehaltener Ventile an, nachdem nacheinander drei unterschiedliche Betriebsmodi des Motors festgelegt wurden, die nachfolgend in der Reihenfolge der Festlegung beschrieben werden:

– Der erste Betriebsmodus bezieht sich auf die Anzahl der aktiven Zylinder, das bedeutet, auf die Anzahl der Zylinder, die ein Motordrehmoment erzeugen. In der im Beispiel betrachteten Umsetzung besteht der Motor aus vier Zylindern, die entsprechend einem Modus mit vier Zylindern betrieben werden können, wobei die vier Zylinder ein Motordrehmoment erzeugen, oder entsprechend einem Modus mit zwei Zylindern, wobei lediglich diese beiden Zylinder ein Motordrehmoment erzeugen. Dazu werden die Ventile der aktiven Zylinder aktiv gehalten, das bedeutet, dass sie entsprechend einem bereits beschriebenen Viertaktzyklus angesteuert werden, während die Ventile der inaktiven Zylinder deaktiviert, und somit in der geschlossenen Stellung gehalten werden. In dieser Umsetzung werden alle Einlassventile mit Schaltern angesteuert, die, so wie der Schalter in der 1, mit Elektromagneten ausgestattet sind. Weiters werden die Auslassventile der Zylinder 1 und 4 elektromechanisch angesteuert, während die Auslassventile der Zylinder 2 und 3 mit koppelbaren Schaltgliedern mit hydraulischen Anschlägen angesteuert werden.
– Der zweite Betriebsmodus bezieht sich auf die Anzahl und den Typ von aktiven Einlassventilen in jedem Zylinder. Denn in diesem Beispiel enthält jeder Zylinder zwei Einlassventile, die unabhängig voneinander von zwei unabhängigen elektromechanischen Schaltern angesteuert werden können, wie dies in der 1 beschrieben ist. Somit kann man ein oder zwei Einlassventile für jeden aktiven Zylinder verwenden oder ansteuern. Darüber hinaus erfüllt in diesem Beispiel jedes der beiden Ventile unterschiedliche Funktionen: ein Ventil, das mit gerade bezeichnet wird, kontrolliert eine Lufteinlassleitung, während das zweite Ventil, das mit ungerade bezeichnet wird, eine Luft- und Treibstoffleitung kontrolliert.
– Der dritte Betriebsmodus bezieht sich auf den verwendeten Hubmodus für jedes aktive Ventil. In diesem Beispiel geht man davon aus, dass die Einlassventile nach einem klassischen Modus angesteuert werden können, sodass die Momente der Öffnung und der Schließung dieser Ventile bestimmt und gesteuert werden, oder nach einem ballistischen Modus, sodass die Momente der Schließung eines Ventils nicht gesteuert, sondern durch die Zeit bestimmt werden, die nötig ist, um von einer geschlossenen Stellung ohne Stopp in die geöffnete Stellung, und wieder zurück in die geschlossene Stellung zu gelangen. Anders ausgedrückt verwendet der klassische Modus eine Steuerung zum Öffnen und eine Steuerung zum Schließen des Ventils, während der ballistische Modus nur eine Steuerung zum Öffnen verwendet.

Die Aufeinanderfolge von Wahlmöglichkeiten von Betriebsmodi wird in den Blöcken 34, 38 und 39 dargestellt, wobei es die Mittel möglich machen, eine Auswahl zu treffen, die später im Detail anhand der 3 bis 13 beschrieben werden. Nach dieser Auswahl wird von der Einheit 30 ein Signal 32 ausgegeben, um jeden Schalter entsprechend der getroffenen Wahl anzusteuern.
Zuerst wird die Einheit 30 zur Festlegung des ersten Betriebsmodus, das bedeutet der Anzahl der aktiven Zylinder, über jene Parameter informiert, über die bereits gesprochen wurde, nämlich über das im Motor angewählte Drehmoment C_roh, die Motordrehzahl R, die Temperatur T des Kühlwassers, die Menge Q an Treibstoff, der in den Zylinder eingespritzt wird, über Informationen zur Fahrweise des Fahrzeugs und den durchschnittlichen Gehalt g der Abgase.
Nach dieser Datenerfassung erfolgt die Filterung des Drehmoments C_roh, das vom Fahrzeuglenker angesteuert wurde in ein Drehmoment C_gefiltert, das tatsächlich im Motor angesteuert wurde, gefolgt von der Auswahl eines Modus mit zwei oder vier Zylindern (Block 34).
Danach, und sobald ein Modus mit zwei oder vier Zylindern ausgewählt wurde, legt man (Block 36) das Drehmoment C_i fest, das von jedem aktiv gebliebenen Zylinder (i) erzeugt werden soll, um Unterbrechungen im vom Motor erzeugten Drehmoment während des Moduswechsels zu vermeiden.
Wenn das Drehmoment C_i festgelegt ist, wird dieses Datum übertragen (Block 37), und man legt für jeden aktiven Zylinder die Anzahl und den Typ der aktiven Einlasszylinder (Block 38) fest, sowie den klassischen oder ballistischen Hubmodus, der für jedes aktiv gebliebene Ventil (Block 39) im Zylinder i angewandt wird. Diese Festlegungen werden bei jedem Aufruf der Kontrollfunktion des Motors getroffen, das heißt bei jeder halben Umdrehung des Motors. Genauer ausgedrückt bedeutet dies, dass die verschiedenen Sollwerte einmal pro Zyklus in jedem Zylinder festgelegt werden. Da der Motor über vier Zylinder verfügt, und ein Zyklus zwei Umdrehungen umfasst, entspricht die Festlegung für jeden Zylinder somit der Dauer einer halben Motorumdrehung.
Die Schleife B, die in der 2 gezeigt wird, stellt die permanente Aktualisierung der Festlegungen der diversen Modi dar.
Bei der Auswahl der Betriebsmodi (Blöcke 34, 38 und 39) werden jene Daten verwendet, die mithilfe der vorherigen Motortests erstellt wurden, und anhand derer beispielsweise die Kurven aus der 3 erstellt werden können.
In dieser 3 hat man auf der Abszisse die Drehzahl R des Motors (in U/Min.) und auf der Ordinate das Drehmoment C_gefiltert, das im Motor angesteuert wurde (in Nm) aufgetragen. Die Kurven G₄₀ und G₄₂ begrenzen jeweils die Zonen 40 und 42 des Betriebs des getesteten Motors im Modus mit zwei Zylindern (Zone 40) oder im Modus mit vier Zylindern (Zone 42).
Anders ausgedrückt kann der getestete Motor ein Drehmoment C_F bei einer Drehzahl R_F liefern, wenn sich der Betriebspunkt F der Abszisse C_F und der Ordinate R_F in einer Zone befindet, die diesem Modus entspricht. Somit befindet sich der Betriebspunkt F, der in der 3 dargestellt ist, in der Zone 42, und nur der Modus mit vier Zylindern liefert das erforderliche Drehmoment C_F und die erforderliche Drehzahl R_F.
Basierend auf der 3 werden die Grenzen des Modus mit zwei Zylindern und mit vier Zylindern im Sinne von Motordrehzahl und Motordrehmoment festgelegt. Wenn die Drehzahl R unter der Mindestdrehzahl R_min des Modus mit zwei Zylindern, oder über der Höchstdrehzahl R_max dieses Modus mit zwei Zylindern liegt, kann vom Motor nur der Modus mit vier Zylindern verwendet werden.
Auch der Modus mit vier Zylindern beschränkt sich bei einer gegebenen Motordrehzahl R_F auf ein Höchstdrehmoment von C₄₂, während der Modus mit zwei Zylindern auf ein Höchstdrehmoment von höchstens C₄₀(max.) oder ein Mindestdrehmoment von C₄₀ (min.) beschränkt ist.
In gleicher Weise können die Grenzwerte für die Motordrehzahl für jeden Betriebsmodus bei einem gegebenen Drehmoment erstellt werden. Bei eifern festgelegten Drehmoment C_F des Motors weist der Modus mit zwei Zylindern beispielsweise eine Mindestdrehzahl R₁ auf, unter der der Modus mit zwei Zylindern nicht verwendet werden kann, ebenso wie eine Höchstdrehzahl R_max, über der der Modus mit zwei Zylindern ebenso wenig angewandt werden kann.
In weiterer Folge dieses Dokuments wird festgestellt werden, dass der Modus mit zwei Zylindern bei gleicher Drehzahl und gleichem Drehmoment günstiger ist, als der Modus mit vier Zylindern. Wenn also der Motor auf einem Betriebspunkt läuft, der sich in der Zone 40 befindet, dann ist der Modus mit zwei Zylindern vorzuziehen.
Wenn der Betriebspunkt F des Motors nahe der Zone 40 liegt, können wiederholte Moduswechsel auftreten, wenn dieser Punkt F zwischen den Zonen 40 und 42 schwankt, und wenn die Kurve G₄₀ als Grenzwert zum Auslösen des jeweiligen Modus verwendet würde. Ein leichter Anstieg der Drehzahl R des Motors von R_F bis zu einem Wert von über R₁ würde beispielsweise den Modus mit zwei Zylindern auslösen, und ein später eintretender leichter Abfall dieser Drehzahl unter den Wert von R₁ würde zurück zum Modus mit vier Zylindern führen.
Solche wiederholten und häufig auftretenden Moduswechsel würden die Fahrweise des Fahrzeugs etwas stören. Um solche Störungen zu vermeiden, werden bei der Änderung der Zahl der aktiven Zylinder zwei Stabilisierungsstrategien angewandt, die jeweils berücksichtigen, ob die Änderung auf eine Variation der Drehzahl R, oder auf eine Variation des Drehmoments C_gefiltert zurückzuführen ist, das am Motor angesteuert wird.
Falls es sich um eine Variation der Drehzahl R handelt, werden ein erster Drehzahlgrenzwert R₁ zum Auslösen des Modus mit vier Zylindern und ein zweiter Drehzahlgrenzwert R₁' zum Auslösen des Modus mit zwei Zylindern, der sich vom ersten unterscheidet, verwendet, um einen Stabilitätsbereich zwischen diesen beiden Grenzwerten, wie in der 4 dargestellt, zu definieren, die eine Vergrößerung eines Teils der 3 darstellt, auf der die Zonen 42 (Modus mit vier Zylindern) und 40 (Modus mit zwei Zylindern), sowie die Kurve G₄₀ dargestellt sind.
Es wurde auch ein Betriebspunkt F in der Zone 42 dargestellt, wo sich der Motor also im Modus mit vier Zylindern befindet. Wenn sich die Drehzahl R erhöht, und in die Zone 40 (Pfeil 46) übergeht, wird der Modus mit zwei Zylindern nur dann ausgelöst, wenn die Drehzahl R einen Grenzwert von R'₁ zum Auslösen des Modus mit zwei Zylindern erreicht, der über der Drehzahl R₁ auf der Kurve G₄₀ liegt, die zuvor bestimmt wurde (3). Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass im Drehzahlbereich [R₁; R'₁] der Modus mit vier Zylindern verlangt wird, obwohl der Modus mit zwei Zylindern in diesem Fall günstiger wäre.
Man wird in weiterer Folge feststellen, dass sich der Motor beim laufenden Modus mit zwei Zylindern stabilisiert, und im Bereich eines Betriebspunktes F' mit einer Drehzahl von R'_F' von über R'₁ läuft. Infolgedessen löst eine Verringerung der Motordrehzahl ausgehend vom Wert R'_F' (Pfeil 48) nur dann den Modus mit vier Zylindern aus, wenn diese Drehzahl unter den Grenzwert von R₁ zum Auslösen dieses Modus fällt.
Das oben beschriebene Beispiel bezieht sich auf einen Übergang vom Modus mit vier Zylindern auf einen Modus mit zwei Zylindern, der durch eine Erhöhung der Motordrehzahl ausgelöst wird, und auf einen Übergang vom Modus mit zwei Zylindern auf einen Modus mit vier Zylindern, der durch eine Verringerung der Motordrehzahl ausgelöst wird. In ähnlicher Weise verwendet der Übergang vom Modus mit vier Zylindern auf einen Modus mit zwei Zylindern, der durch eine Verringerung der Motordrehzahl ausgelöst wird, und der Übergang vom Modus mit zwei Zylindern auf einen Modus mit vier Zylindern, der durch eine Erhöhung der Motordrehzahl ausgelöst wird, einen Grenzwert R₂ (4) zum Auslösen des Modus mit vier Zylindern und einen Grenzwert R'₂ zum Auslösen des Modus mit zwei Zylindern, um einen Stabilitätsbereich [R'2; R2] festzulegen.
Falls die Änderung der Anzahl der aktiven Zylinder auf eine Veränderung des Drehmoments C_gefiltert zurückzuführen ist, die im Motor angefordert wurde, berücksichtigt die Stabilisierungsstrategie ebenso den Wert und die Varia tionen des Drehmoments C_roh, das vom Benutzer wie oben anhand der 5, 6a, 6b und 6c beschrieben, benutzt wird.
In der 5 wird ein Teil der 3 mit dem maximalen Drehmoment C40(max.) und dem minimalen Drehmoment C40(min.) des Modus mit zwei Zylindern aus der Kurve G40 (3) dargestellt, wobei diese Drehmomente C40(max.) und C40(min.) in weiterer Folge als Auslösegrenzwerte verwendet (und benannt) werden. Variationen dieses gefilterten Drehmoments (Kurve C_gefiltert) und rohen Drehmoments (Drehmoment C_roh) werden ebenfalls dargestellt.
Man stellt dabei fest, dass eine Erhöhung des Drehmoments C_roh eine Erhöhung des Drehmoments C_gefiltert mit einer Verspätung generiert, die auf die zuvor beschriebene Filterung durch die Einheit 30 (3) zurückzuführen ist.
Ursprünglich läuft der Motor in einem Modus mit zwei Zylindern, wobei sein Betriebspunkt F₁ einem Drehmoment entspricht, das unter dem Auslösegrenzwert von C₄₀ liegt. Wenn sich das Drehmoment C_gefiltert erhöht, und einen Testgrenzwert von C'₄₀(max.) erreicht, der unter dem Drehmoment C₄₀(max.) liegt, wird der Wert des Drehmoments C_roh als entscheidend dafür angesehen, ob der Modus mit vier Zylindern ausgelöst werden soll.
Wenn in diesem Fall der Drehmomentwert C_roh den Drehmomentwert C₄₀(max.) zum Auslösen erreicht hat, wird der Modus mit vier Zylindern ausgelöst.
Ein solcher Testgrenzwert C'₄₀(max.) wird verwendet, um Variationen des Drehmoments C_roh zu berücksichtigen, und einen Moduswechsel auszulösen, bevor das Drehmoment C_gefiltert den Auslösegrenzwert von C₄₀(max.) erreicht. Eine solche Verwendung ermöglicht die Einbeziehung von Situationen, in denen beispielsweise eine starke Erhöhung des Drehmoments C_roh benötigt wird, um einen Überholvorgang durchzuführen, und der Motor im Modus mit zwei Zylindern läuft.
In diesem Fall ist es zulässig, den Modus mit vier Zylindern auszulösen, bevor der Auslösegrenzwert C₄₀(max.) für diesen Modus vom Drehmoment C_gefiltert erreicht wird, und der benötigt wird, um die Erhöhung des benötigten Drehmoments auslösen zu können.
Analog zum Drehmoment C'₄₀(max.) werden die Testdrehmomente C'₄₀(min.), C''₄₀(max.) und C''₄₀(min.) für den Fall verwendet, dass man jeweils ein Auslösen des Modus mit zwei Zylindern durch die Erhöhung des benötigten Drehmoments, ein Auslösen des Modus mit zwei Zylindern durch eine Verringerung des benötigten Drehmoments und ein Auslösen des Modus mit vier Zylindern durch eine Verringerung des benötigten Drehmoments annimmt. Wenn beispielsweise das Drehmoment C_gefiltert den Testgrenzwert C''₄₀(min.) erreicht, während das Drehmoment C_roh den Grenzwert C₄₀(min.) erreicht, wird der Modus mit vier Zylindern ausgelöst.
In einem Sonderfall, nämlich wenn die Drehmomente C_gefiltert und C_roh stark variieren, der Motor in einem Modus mit vier Zylindern läuft, und sich das Drehmoment C_gefiltert in einer Betriebszone mit zwei Zylindern befindet, das Drehmoment C_roh diese Zone durchquert, und sich in einer Zone mit vier Zylindern befindet, dann ist es zulässig, den Modus mit vier Zylindern aufrecht zu erhalten, obwohl sich das Drehmoment C_gefiltert in der Zone mit zwei Zylindern befindet.
Darüber hinaus ist es zulässig, einen ersten Modus auszulösen, wenn, falls der Motor in einem zweiten Modus läuft, das benötigte Drehmoment C_roh stark variiert, sodass der erste Modus vorweggenommen wird.
Dazu definiert man maximale und minimale Grenzwerte für die Variation ΔC_roh des Drehmoments C_roh, die in den vier möglichen Moduswechseln verwendet werden, nämlich:

a) Übergang von einem Modus mit zwei Zylindern zu einem Modus mit vier Zylindern bei ansteigendem Drehmoment,
b) Übergang von einem Modus mit zwei Zylindern zu einem Modus mit vier Zylindern bei sinkendem Drehmoment,
c) Übergang von einem Modus mit vier Zylindern zu einem Modus mit zwei Zylindern bei ansteigendem Drehmoment,
d) Übergang von einem Modus mit vier Zylindern zu einem Modus mit zwei Zylindern bei sinkendem Drehmoment.

Der erste (a) und der dritte (c) Fall sind analoge Fälle, da eine Erhöhung ΔC_roh des Drehmoments angenommen wird.
Tatsächlich wechselt diesen beiden Fällen (a) und (c) der Motor den Modus, wenn das Drehmoment C_gefiltert einen Testgrenzwert erreicht hat, und die Variation dieses Drehmoments über dem höchsten angenommenen Grenzwert liegt. In diesen beiden Fällen ist ΔC_roh ebenso wie die höchsten und niedrigsten angenommenen Grenzwerte positiv.
Wenn die Erhöhung ΔC_roh des Drehmoments unter dem maximalen Grenzwert liegt, wird der Wert dieser Erhöhung mit einem minimalen Grenzwert verglichen, sodass, wenn diese Erhöhung ΔC_roh unter dem minimalen Grenzwert liegt, sie als schwach angesehen wird, und ein Moduswechsel daher nicht stattfindet.
Wenn diese Erhöhung ΔC_roh jedoch zwischen dem maximalen und minimalen Grenzwert liegt, wird diese Variation abgespeichert, um den Moduswechsel unabhängig vom Wert von C_roh auszulösen, wenn diese Variation aufrecht bleibt. Man zieht somit die Auslösung eines Modus vor, indem man die Variation des gespeicherten Drehmoments stetig extrapoliert.
Der zweite Fall (b) und der vierte Fall (d) sind insofern analog, als bei Annahme einer Verringerung ΔC_roh des Drehmoments C_roh der Motor den Modus wechselt, wenn das Drehmoment C_gefiltert einen Testgrenzwert erreicht hat, und die Variation des Drehmoments unter einem angenommenen Mindestgrenzwert liegt. In diesen beiden Fällen sind ΔC_roh und die minimalen und maximalen Grenzwerte jeweils negativ. Eine Variation des Drehmoments, die geringer ist, als der Grenzwert, bedeutet in absoluten Werten ausgedrückt, dass diese Variation über dem Absolutwert des Grenzwertes liegt.
Wenn diese Verringerung ΔC_roh des Drehmoments über dem Mindestgrenzwert liegt, wird diese Variation mit einem maximalen Grenzwert verglichen, sodass, wenn diese Verringerung ΔC_roh über dem minimalen Grenzwert liegt, sie als schwach angesehen wird, und ein Moduswechsel daher nicht stattfindet.
Wenn umgekehrt diese Erhöhung ΔC_roh dem minimalen und maximalen Grenzwert liegt, wird diese Variation abgespeichert, um den Moduswechsel auszulösen, wenn diese Variation aufrecht bleibt. Man zieht somit die Auslösung eines Modus vor, indem man die Variation des gespeicherten Drehmoments stetig extrapoliert.
Um diese Betriebsmodi bildlich darzustellen, beschreibt man zuerst ein Beispiel in Bezug auf den Fall a), das bedeutet in Bezug auf den Wechsel eines Modus mit zwei Zylindern zu einem Modus mit vier Zylindern bei Erhöhung des Drehmoments.
In diesem Beispiel greift man auf einen Test 50 zurück, der in der 6a dargestellt ist, und der eine Reihe von Operationen enthält, die alle halben Motorumdrehungen durchgeführt werden, um das eventuelle Auslösen des Modus mit vier Zylindern nach einer Erhöhung des Drehmoments festzulegen.
Dieser Test 50 verwendet eine Variable E_Umsch, deren Wert zwischen Null und Eins variiert, und so gestaltet ist, dass eine Ansteuerung 52 für die Anwendung des Modus mit vier Zylindern zum Motor übertragen wird, wenn ein Test (Block 53) erfasst, dass diese Variable E_Umsch gleich eins ist. Andernfalls wird der Modus mit zwei Zylindern beibehalten.
Bei einer ersten Operation testet die Zentraleinheit (Block 54) die Betriebsbedingungen des Motors und des Fahrzeugs. Denn in der beschriebenen Umsetzung wird der Modus mit vier Zylindern umgehend zwingend ausgelöst, wenn der Motor im so genannten „ventilierten" Modus (das heißt, wenn die Luftzufuhr zum Motor mechanisch von einer Drosselklappe kontrolliert wird) läuft, wenn der Motor ausgekuppelt ist, wenn kein Gang des Getriebes eingelegt ist, wenn der Motor mit Standgas läuft und/oder wenn der Lenker das Gaspedal nicht betätigt.
Die Zentraleinheit testet auch, ob das Drehmoment C_gefiltert einen Testgrenzwert C'₄₀(max.) erreicht hat, der in diesem Fall angenommen wird. Wenn dies nicht der Fall ist, wartet man (Block 55) eine halbe Motorumdrehung ab, bevor der Test erneut gestartet wird (Block 54).
Wenn das Drehmoment C_gefiltert anders ausgedrückt über dem Testdrehmoment C'₄₀(max.) liegt, wird der Variablen Einen der Wert 0 zugeordnet (Block 56), wenn das Drehmoment C_gefiltert den Test-Drehmomentgrenzwert C'₄₀(max.) von vor dem Ablauf dieses Tests 50 erreicht.
Umgekehrt kann gesagt werden, dass wenn der Grenzwert C'₄₀(max.) bei einem Test vor 50 überschritten wird, wird die Variable E_Umsch auf ihrem Wert festgehalten, der am Ende des vorherigen Tests festgelegt worden ist.
Danach wird der Drehmomentwert C_roh mit dem Auslösedrehmoment C₄₀(max.) (Block 58) verglichen. Wenn das Drehmoment C_roh über dem Drehmoment C₄₀(max.) liegt, wird der Modus mit vier Zylindern durch die Ausgabe eines Signals 56₁ ausgelöst, das die Umschaltung (Block 59) der Variablen E_Umsch vom Wert 0 auf den Wert 1 auslöst.
Wenn das benötigte Drehmoment C_roh unter C₄₀(max.) liegt, sendet der Kontroller ein Signal 56₀ aus, um die Variation ΔC_roh des Drehmoments C_roh im Vergleich zu den in diesem Test verwendeten maximalen Grenzwerten DC_max und minimalen Grenzwerten DC_min. zu bewerten. Zur Festlegung von ΔC_roh, wird das zu dem Zeitpunkt (t – 1) benötigte Drehmoment C_roh (t – 1) vom Drehmoment C_roh abgezogen, das zum Zeitpunkt t benötigt wird, wobei t eine Variable ist, die der Zeit ΔC_roh = (C_roh(t) – Δ_Croh(t – 1)) zugeordnet wird. Der Unterschied zwischen t und t – 1 entspricht der abgelaufenen Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Aufrufen der Funktion Motorkontrolle, das heißt jener Zeit, die während einer halben Motorumdrehung verstreicht (diese Zeit hängt also von der Motordrehzahl ab).
Wenn die Variation ΔC_roh über DC_max. liegt, sorgt ein Signal 60₁ für die Umschaltung der Variablen E_Umsch auf den Wert 1, wobei dem Motor der Modus mit vier Zylindern aufgedrängt wird. Dieser Test ist durch den Block 60 dargestellt.
Wenn die Variation ΔC_roh kleiner oder gleich DC_max. ist, wird diese Variation ΔC_roh mit dem Mindestgrenzwert DC_min. verglichen (Block 62). Wenn die Variation ΔC_roh unter DC_min. liegt, wird diese Variation ΔC_roh nicht berücksichtigt, und man behält (Block 63) die Variable E_Umsch auf 0, während ein neuer Berechnungszyklus ausgeführt wird.
Wenn ΔC_roh über DC_min. liegt, verändert man E_Umsch in E_Umsch + δ, wobei δ konstant ist, und dieser neue Wert E_Umsch gespeichert wird, nachdem überprüft worden ist (Block 53), ob er nicht eins erreicht, wodurch der Modus mit vier Zylindern ausgelöst würde.
Für den Übergang von einem Modus mit zwei Zylindern auf einen Modus mit vier Zylindern bei abnehmendem Drehmoment (oben genannter Fall (b)), leitet sich das Verfahren von jenem ab, das in Bezug auf die 6a beschrieben worden ist, jedoch mit den folgenden Änderungen:

– der Test 54 vergleicht das Drehmoment C_gefiltert mit einem Testgrenzwert C''₄₀(min.) (5), der über C₄₀(min.) liegt, um festzulegen, ob der Test durchzuführen ist,
– der Test 58 verwendet den Grenzwert C₄₀(min.) so, dass, wenn das nötige Drehmoment C_roh unter dem Grenzwert C₄₀(min.) liegt, der Modus mit vier Zylindern ausgelöst wird,
– der Test 60 vergleicht die Variation ΔC_roh mit einem Mindestgrenzwert, sodass, wenn diese Variation ΔC_roh unter diesem Mindestgrenzwert liegt, der Modus mit vier Zylindern ausgelöst wird, und
– der Test 62 vergleicht die Variation ΔC_roh mit einem Höchstgrenzwert, sodass, wenn ΔC_roh über diesem Höchstgrenzwert liegt, diese Variation nicht berücksichtigt wird, während, wenn ΔC_roh zwischen dem Höchstgrenzwert und dem Mindestgrenzwert liegt, die Variable E_Umsch in E_Umsch + δ verändert wird.

Wenn der Motor im Modus mit vier Zylindern läuft, werden die Testzyklen 66 (6b) und 80 (6c) von der Einheit 30 analog zum Zyklus 50 durchgeführt, um das eventuelle Auslösen des Modus mit zwei Zylindern zu überwachen, wobei der Zyklus 66, beziehungsweise der Zyklus 80 in Betracht gezogen werden, wenn die Auslösung eines Modus mit zwei Zylindern auf eine Erhöhung des Drehmoments, beziehungsweise auf eine Verringerung des Drehmoments zurückzuführen ist.
In anderen Worten ist die 6b ein Organgramm, das dem Fall c) entspricht, das heißt dem Übergang von einem Modus mit vier Zylindern auf einen Modus mit zwei Zylindern bei einem steigenden Drehmoment.
Der Testzyklus 66 enthält Operationen, die beschrieben wurden, wie den Test (Block 54) der Bedingungen des Fahrbetriebs des Fahrzeugs und der Rücksetzung der Variablen E_Umsch (Block 56), wenn der angenommene Testgrenzwert (C'₄₀(min.)) bei Ausführung des Tests überschritten wird.
In weiterer Folge vergleicht ein Test (Block 68) das angeforderte Drehmoment C_roh mit dem Grenzwert C₄₀(min.) zur Auslösung des Modus mit zwei Zylindern. Wenn das Drehmoment C_roh über dem Grenzwert C₄₀(min.) zur Auslösung liegt, wird der Modus mit zwei Zylindern erstellt.
Wenn jedoch das Drehmoment C_roh stark ansteigt, kann dieser Anstieg die Auslösung des Modus mit vier Zylindern kurz nach dessen Abwahl zur Folge haben. Mit anderen Worten kann diese Erhöhung des Drehmoments so geartet sein, dass der Betriebspunkt des Motors die Zone 40 des Modus mit zwei Zylindern rasch durchquert, und sich erneut in der Zone 42 des Modus mit vier Zylindern einpendelt. In diesem Fall ist das Auslösen des Modus mit zwei Zylindern zu vermeiden.
Deshalb verwendet man das Drehmoment C₄₀(max.) zur Auslösung, um einen Test (Block 70) durchzuführen, der das Drehmoment C_roh mit dem Drehmoment C₄₀(max.) vergleicht. Wenn letzteres unter dem Drehmoment C_roh liegt, geht man davon aus, dass das Drehmoment C_roh stark genug ansteigt, um das Auslösen des Modus mit zwei Zylindern durch die Beibehaltung (Block 72) von E_Umsch auf 0 zu verhindern. Wenn jedoch C_roh unter C₄₀(max.) liegt, erfolgt der Wechsel des Modus durch die Beibehaltung (Block 74) von E_Umsch auf 1.
Falls das Drehmoment C_roh unter C₄₀(min.) liegt, wird die Variation ΔC_roh dieses Drehmoments mit dem Höchstgrenzwert DC'_max (Block 76) und dem Mindestgrenzwert DC'_min verglichen. Wenn also die Abweichung ΔC_roh über DC'_max liegt, wird der Modus mit zwei Zylindern (Block 74) ausgelöst.
Wenn dagegen ΔC_roh unter DC'_max liegt, wird die Variation ΔC_roh so mit DC'_min verglichen, dass, wenn sie unter DC'_min liegt, der Wert E_Umsch auf Null gehalten wird (Block 78), um einen Moduswechsel zu verhindern, oder wenn sie über DC'_min liegt, E_Umsch auf E_Umsch + δ (Block 79) festgelegt wird, um einen Moduswechsel, wie zuvor beschrieben, vorwegzunehmen.
Anhand der 6c wird nun der Fall d) beschrieben, nämlich der Wechsel vom Modus mit vier Zylindern auf einen Modus mit zwei Zylindern, aufgrund einer Verringerung des angeforderten Drehmoments.
In der 6c wird ein Testzyklus 80 in Bezug auf einen Wechsel von einem Modus mit vier Zylindern auf einen Modus mit zwei Zylindern aufgrund einer Verringerung des angeforderten Drehmoments dargestellt. Dieser Zyklus enthält die bereits beschriebenen Operationen 54 und 56, wobei das Drehmoment C₄₀''(max.) als Testdrehmoment verwendet wird. Wenn das Drehmoment C_roh das Drehmoment C₄₀''(max.) erreicht, vergleicht ein Test 82 das Drehmoment C_roh mit dem Drehmoment C₄₀(max.) zum Auslösen des Modus mit zwei Zylindern, wie dies in der 3 beschrieben ist.
Analog zur Operation 70 im Test 66 vergleicht ein Test (Block 84) bei einem Drehmoment C_roh unter diesem Grenzwert C₄₀(max.) den Wert des Drehmoments C_roh mit dem Grenzwert-Drehmoment C₄₀(min.), um festzulegen, ob das Drehmoment C_roh nicht etwa rasch sinkt, weil dadurch die Auslösung des Mo dus mit zwei Zylindern rasch von einer Auslösung des Modus mit vier Zylindern abgelöst würde.
Dies ist der Fall, wenn das Drehmoment C_roh unter dem Grenzwert C₄₀(min.) liegt, wodurch die Auslösung des Modus mit zwei Zylindern verhindert würde, indem man die Variable E_Umsch auf Null (Block 85) beließe.
Wenn umgekehrt, C_roh über C₄₀(min.) zu liegen käme, würde die Variable E_umsch auf Eins forciert (Block 86), um ein Auslösen des Modus mit zwei Zylindern zu erwirken.
Wenn das Drehmoment C_roh nicht unter C₄₀(max.) liegt, vergleichen die Tests 88 und 90 die Variation ΔC_roh des geforderten Drehmoments mit dem maximalen Grenzwert DC''_max. und dem minimalen Grenzwert DC''_min., sodass die Anwahl des Modus mit zwei Zylindern ausgelöst wird, wenn diese Variation ΔC_roh unter DC''_max. (Block 88) liegt, oder, gegebenenfalls der Wert von E_Umsch verändert wird, wenn diese Variation unter DC''_min. liegt.
In den 7a, 7b und 7c werden Beispiele für Variationen des Drehmoments C_roh und C_gefiltert dargestellt, auf die die zuvor beschriebenen Testzyklen angewandt werden.
Die 7a besteht aus drei Diagrammen 7a.1, 7a.2 und 7a.3, wobei das Diagramm 7a.1 ein Beispiel für die Variation der Drehmomente C_roh und C_gefiltert (auf der Ordinate, in Nm) im Verhältnis zu einer Zeitachse (in der Abszisse) darstellt. In diesem Beispiel läuft der Motor in einem Modus mit zwei Zylindern, wenn das Drehmoment C_gefiltert Testgrenzwert von C'₄₀(max.) zu einem Zeitpunkt t₀ übersteigt, während das Drehmoment C_roh zwischen dem Drehmoment C'₄₀(max.) und C₄₀(max.), und seine Variation ΔC_roh zwischen DC_max. und DC_min. (Diagramm 7a.2) liegt.
Infolgedessen steigt zu diesem Zeitpunkt t₀ die Variable E_Umsch im Verhältnis zur Zeit stetig um einen Index δ (8) an, entsprechend jener Operation, die durch den Block 64 des Tests 50 (6a) dargestellt ist.
Diese Erhöhung der Variablen E_Umsch endet, sobald das Drehmoment C_gefiltert zum Zeitpunkt t₁ unter den Grenzwert C'₄₀ (entsprechend dem Test 54 in der 6a) sinkt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Variable E_Umsch gleich Null. Im Laufe ihrer Variation hat die Variable E_Umsch den Wert Eins nicht erreicht, und der Modus mit zwei Zylindern bleibt somit aufrecht.
In der 7b betrachtet man ein zweites Beispiel für die Variationen der Drehmomente C_roh und C_gefiltert (Diagramm 7b.1), sodass zum Zeitpunkt t₀, wo das Drehmoment C_gefiltert einen Wert aufweist, der über dem Grenzwertdrehmoment C'₄₀(max.) liegt, das Drehmoment C_roh bis zu einem Zeitpunkt t₁ mit einer Variation ΔC_roh zwischen DC_max. und DC_min ansteigt. Danach pendelt sich das Drehmoment C_roh ein, und die Variation ΔC_roh geht gegen Null.
Da die Variation ΔC_roh ab dem Zeitpunkt t₀ (Diagramm 7b.2) zwischen DC_max. und DC_min liegt, steigt die Variable E_Umsch ab diesem Zeitpunkt t₀ solange um den Wert δ an, bis sie zum Zeitpunkt t₃ den Wert 1 erreicht, an dem der Modus mit vier Zylindern ausgelöst wird.
In der 7c wird ein drittes Beispiel für die Variation der Drehmomente C_roh und C_gefiltert (Diagramm 7c.1) so dargestellt, dass das Drehmoment C_gefiltert das Grenzwertdrehmoment C'₄₀(max.) zum Zeitpunkt t₁ erreicht, und das Grenzwertdrehmoment C₄₀(max.) zum Zeitpunkt t₃. Im Laufe der Zeit, die zwischen den beiden Zeitpunkten t₁ und t₃ verstrichen ist, erhöht sich das Drehmoment C_roh mit einer Variation ΔC_roh zwischen DC_max. und DC_min so, dass die Variable E_Umsch ab dem Zeitpunkt t₁ um einen konstanten Schritt von δ ansteigt.
Zu einem Zeitpunkt t₂, der zwischen t₁ und t₃ liegt, erreicht das Drehmoment C_roh dennoch das Grenzwertdrehmoment C₄₀(max.) sodass die Variable E_Umsch sofort auf 1 gesetzt wird (Block 59 in der 6a), wodurch der Modus mit vier Zylindern ausgelöst wird.
In der 7d wird ein letztes Beispiel für die Variation der Drehmomente C_roh und C_gefiltert dargestellt, wobei dieses Beispiel jenen Testzyklus anwendet, der in der 6b beschrieben wird. In diesem Beispiel erreicht das Drehmoment C_gefiltert das Drehmoment C₄₀(min.) zu einem Zeitpunkt t₁ und das Drehmoment C₄₀(max.) zu einem Zeitpunkt t₂.
Die Variation des Drehmoments C_roh ist dennoch so geartet, dass das Drehmoment C_roh zum Zeitpunkt t₁ über dem Auslösedrehmoment C₄₀(max.) liegt.
Infolgedessen wird die Variable E_Umsch auf Null gehalten und der Modus mit vier Zylindern wird über den gesamten Zeitraum [t₁; t₂] hinweg entsprechend dem Test 6b (Block 70) beibehalten.
Die oben beschriebenen Tests steuern die Aktivierung oder die Deaktivierung der Zylinder. In dieser Anwendung der Erfindung werden die Aktivierungen/Deaktivierungen gemäß Strategien durchgeführt, die angewandt werden, um Funktionsstörungen im Motor, wie sie zuvor beschrieben worden sind, zu vermeiden.
Zur Beschreibung solcher Strategien geht man davon aus, dass, wenn der Motor im Modus mit vier Zylindern läuft, er ein Drehmoment liefert, das in Richtung eines Drehmoments C_gefiltert tendiert, wie: (C1 + C2 + C3 + C4)/4 = Cgefiltert wobei jeder Zylinder i ein Drehmoment C_i(C₁, C₂, C₃ oder C₄) erzeugt, das gleich diesem Drehmoment C_gefiltert ist (manchmal zur Vereinfachung Co genannt).
Wenn der Motor in einem Modus mit zwei Zylindern läuft, bei dem beispielsweise die Zylinder 1 und 4 aktiv, und die Zylinder 2 und 3 abgewählt sind, dann verbrauchen die abgewählten Zylinder 2 und 3 Energie, um ihre Bewegung aufrecht zu erhalten. Diese Energie kann einem negativen Drehmoment – C_Reibung entsprechen, das von diesen Zylindern geliefert wird, das heißt: C₂ = C₃ = – C_Reibung.
Um Unterbrechungen im Drehmoment C_gefiltert, das vom Motor bei der Abwahl der beiden Zylinder 2 und 3 geliefert wird, zu vermeiden, müssen sich die Drehmomente C1 und C4, die von den Zylindern 1 und 4 geliefert werden, erhöhen, um zuerst die verringerten Motordrehmomente der Zylinder 2 und 3 auszugleichen, und danach jene Drehmomente –2C_Reibung, die von den Zylindern 2 und 3 verbraucht werden.
Anders ausgedrückt muss bei der Abwahl der Zylinder 2 du 3 die folgende Gleichung überprüft werden, um dem Motor die Gelegenheit zu geben, im Modus mit zwei Zylindern ein Drehmoment C_gefiltert abzuliefern: [C1 + C4 – (2 × CReibung)])/4 = Cgefiltert,das Drehmoment, das somit von den aktiven Zylindern 1 und 4 geliefert wird, muss demnach folgendes Aussehen haben: C1 = C4 = 2 × Cgefiltert + CReibung.
Der Übergang von einem Modus zum anderen kann unerwünschte Vibrationen oder Schwingungen am Fahrzeug verursachen. Um solche Störungen zu verhindern, erfolgt der Übergang vom Modus mit vier Zylindern auf den Modus mit zwei Zylindern progressiv, so wie dies anhand der 8a und 8b und in der folgenden Tabelle 1 erklärt wird.
Die 8a zeigt die Entwicklung der Drehmomente C_1/4, die von den aktiv gehaltenen Zylindern 1 und 4 geliefert werden, und C_2/3, die von den beiden abgewählten Zylindern geliefert werden. In dieser Abbildung wurde auf der Ordinate der Wert C dieser Drehmomente in Nm aufgetragen, und auf der Abszisse der Fortschritt der Deaktivierung. Dieser Fortschritt wird durch die Anzahl der oberen Totpunkte (PMH) dargestellt, die von den Zylindern ab einem ersten PMH₀ ausgeführt wurden, bei dem der Modus mit zwei Zylindern ausgelöst wurde. Dieser PMH₀ wurde in diesem Beispiel von einem inaktiv gehaltenen Zylinder ausgeführt.
Man verwendet einen Variationsfaktor k, mit dem das Drehmoment C_1/4 so angehoben werden kann, um die Verringerung des Drehmoments C_2/3 auszugleichen. Bei jedem Betriebszyklus des Motors entspricht das Drehmoment C_1/4 dem Drehmoment C_gefiltert (1 + n·k), während das Drehmoment C_2/3 dem Drehmoment C_gefiltert (1 – n·k) entspricht, wobei n der Anzahl der vom Motor ausgeführten Zyklen vom Zeitpunkt der Entscheidung über den Moduswechsel an bis zum Moduswechsel selbst entspricht.
Die Anzahl n an Zyklen hängt vom nötigen Entwicklungsmodus ab, das bedeutet von einer mehr oder weniger raschen Entwicklung der von den Zylindern gelieferten Drehmomente, und von einem Mindestdrehmomentwert C_mini, der von den Zylindern 2 und 3 erreicht werden kann, einem Grenzwert, ab dem keine Verbrennung mehr im Zylinder stattfindet.

Wenn das Drehmoment C_2/3, das von den Zylindern 2 und 3 geliefert wird, diesen Mindestwert C_mini erreicht, wird eine Strategie zur Abwahl, die in der 8b anhand der folgenden Tabelle 1 dargestellt ist, angewandt. Tabelle 1

Fortschritt der Abwahl	C1/4	C2/3
Schritt 1	C_gefiltert	C_gefiltert
Schritt 2	C_gefiltert(1 + k)	C_gefiltert·(1 – k)
	C_gefiltert(1 + 2·k)	C_gefiltert(1 – 2·k)
	C_gefiltert(1 + 3·k)	C_gefiltert(1 – 3·k)
	C_gefiltert(1 + 4·k)	C_gefiltert(1 – 4·k)
Schritt 3	2·C_gefiltert – C_mini	C_mini
	2·C_gefiltert – C_mini	C_mini
	2·C_gefiltert – C_mini	C_mini
Schritt 4	2·C_gefiltert + 1/2(C_Reibung – C_mini)
Schritt 5		–C_Reibung
	2C_gefiltert + C_Reibung
		–C_Reibung

In der Tabelle 1 werden das Drehmoment C_1/4, das von den Zylindern 1 und 4 geliefert wird (Spalte „C1/.4") und das Drehmoment C_2/3, das von den Zylindern 2 und 3 geliefert wird (Spalte „C2/3"), dargestellt. Diese Drehmomente variieren je nach Fortschritt der Abwahl der Zylinder 2 und 3, wobei dieser Fortschritt durch die Schritte dargestellt ist, die der jeweiligen Zeile in der Spalte "Fortschritt der Abwahl" entsprechen, wobei ein Schritt 1 wie ein Intervall Ei aus der 8b dargestellt ist.
Der erste Schritt (Schritt 1: E₁) der Abwahl der Zylinder 2 und 3 entspricht einem Motorbetrieb im Modus mit vier Zylindern, wobei die Drehmomente C_1/4 und C_2/3 dem durchschnittlichen Drehmoment C_gefiltert entsprechen, das vom Motor je Zylinder geliefert wird.
Sobald die Abwahl der Zylinder 2 und 3 von der Zentraleinheit (Schritt 2: E₂) beschlossen ist, steigt das Drehmoment C_1/4 das von den Zylindern 1 und 4 geliefert wird, linear an, sodass es in Richtung des gewünschten endgültigen Drehmoments 2C_gefiltert + C_Reibung tendiert.
Parallel dazu verringert sich das Drehmoment C_2/3 das von den Zylindern 2 und 3 geliefert wird, linear und tendiert in Richtung C_Reibung, so wie dies zuvor in der 8a beschrieben wurde.
Die Anzahl der nötigen Schritte, bevor das Drehmoment C_1/4, das von den Zylindern 1 und 4 geliefert wird, den Wert von 2·C_gefiltert – C_mini erreicht, und die Zylinder 2 und 3 das Drehmoment von C_mini erreichen, hängt von der Motordrehzahl der Drehmomente C_mini, C_gefiltert, und dem Wert k ab, der zuvor festgelegt wurde. Anders ausgedrückt, ist die Anzahl der nötigen Schritte nicht vorhersehbar.
Wenn die Zylinder 2 und 3 das Drehmoment von C_mini erreichen, kann das Drehmoment C_2/3 nicht mehr verringert werden, und wird positiv gehalten. Wenn im Gegenteil das Drehmoment C_2/3 unter diese Grenze absinkt, muss eine mechanische Energie auf die Zylinder 2 und 3 ausgeübt werden, um sie in Bewegung zu halten.
Deshalb sättigt man in einem dritten Schritt (Schritt 3: E₃) die Zylinder 1 und 4 auf dem Drehmoment 2·C_gefiltert – C_mini und die Zylinder 2 und 3 auf dem Drehmoment C_mini parallel zur Übermittlung eines Signals zum Auslösen der Schließung der Ventile der Zylinder 2 und 3.
Die Abwahl der Zylinder 2 und 3 beginnt zu einem Zeitpunkt, sodass die Abwahl der Zylinder so erfolgt, dass die Verbrennungsgase in den abgewählten Zylindern erhalten bleiben, was bedeutet, dass man Verzögerungen bei der Ausführung der Ansteuerung der elektrohydraulischen Wirkglieder berücksichtigt, die die Auslassventile ansteuern. Diese Reaktionszeit der Schalter, das heißt der Magnetventile, des Ölkreislaufs und der Anschläge, wird empirisch bestimmt. Sie hängt von der Drehzahl und vom Druck und/oder von der Öltemperatur ab.
Die Anzahl der halben Umdrehungen des Motors, die der Reaktionszeit entsprechen, wird somit bei jedem Aufruf der Funktion der Drehzahl und des Drucks oder der Öltemperatur erhoben. Wenn diese Zeit zwei halben Umdrehungen des Motors entspricht, beginnt die Abwahl bei einem oberen Totpunkt (PMH) eines aktiv gehaltenen Zylinders. Wenn diese Zeit beispielsweise 3 halben Umdrehungen des Motors entspricht, beginnt die Ansteuerung des Magnetventils beim PMH eines abwählbaren Zylinders.
Im Laufe der Abwahl der Zylinder 2 und 3 (Schritt 4: E₄), das heißt während des Zeitraums, der beispielsweise zwei PMH entspricht, die für die Schließung der Auslassventile durch die elektrohydraulischen Wirklglieder nötig sind, liefern die Zylinder 1 und 4 ein Zwischendrehmoment, das 2C_gefiltert + (C_Reibung – C_mimi) entspricht, während dieses Drehmoment am Ende der Abwahl (Schritt 5: E₅) auf 2C_gefiltert + C_Reibung gehalten wird, wobei das Drehmoment, das von jedem der Zylinder 2 und 3 geliefert wird, gleich –C_Reibung ist.
Dazu ist es notwendig, dass die Ansteuerung des Schließvorgangs der geschlossen gehaltenen Auslassventile bei einem PMH ausgelöst wird, der einem Zylinder entspricht, der aktiv gehalten wird (für den Fall, dass die Reaktionszeit zwei halben Motorumdrehungen entspricht), so wie dies in weiterer Folge anhand der 8c beschrieben wird, auf der ein Schema dargestellt ist, das sich auf solche Messungen bezieht, und auf dem die Verzögerung δt dargestellt ist, die sich zwei PMH annähert, und die für die Ausführung der Schließansteuerung der Auslassventile durch elektrohydraulische Wirkglieder nötig ist, wobei eine solche Verzögerung empirisch festgelegt worden ist.
Darüber hinaus wird auch eine Verzögerung δt' für die Druckbeaufschlagung der Stößel auf der Zeitachse der Abszissen dargestellt.
Unter Annahme dieser beiden Verzögerungen δt und δt' und der Tatsache, dass die Abgase in den abgewählten Zylindern verbleiben müssen, scheint es so, als ob die elektrohydraulischen Wirkglieder nach dem Beginn einer Auslassphase (Ec) eines aktiven Zylinders in seiner letzten Auslassphase und vor Beginn der Auslassphase des nächsten Zyklus mit Druck beaufschlagt werden müssen.

Die Anwahl der beiden Zylinder 2 und 3 beim Übergang von einem Modus mit zwei Zylindern auf einen Modus mit vier Zylindern ist unten anhand der Tabelle 2 in der 8d beschrieben, wobei ein Schritt i', der in der Tabelle 2 beschrieben wird, einem Zeitraum E'i aus der 8d entspricht. Tabelle 2

Fortschritt der Abwahl	C1/4	C2/3
Schritt 1		–C_Reibung
	2C_gefiltert+ C_Reibung
		–C_Reibung
	2C_gefiltert + C_Reibung	–C_Reibung
Schritt 2	2·C_gefiltert + 1/2 (C_Reibung – C_mini)
Schritt 3		C_mini
Schritt 4	(2 – k)·C_gefiltert – C_mini
		C_mini + 2·k·C_gefiltert
	(2 – 3·k)·C_gefiltert – C_mini
		C_mini + 4·k·C_gefiltert
	-	-
Schritt 5	C_gefiltert	C_gefiltert

In einem ersten Schritt (Schritt 1') funktioniert der Motor in einem Modus mit zwei Zylindern, so dass die aktiven Zylinder 1 und 4 ein Drehmoment C_1/4 liefern, das 2 × C_gefiltert + C_Reibung entspricht, während die Zylinder 2 und 3 ein negatives Drehmoment C_Reibung liefern.
In einem zweiten Schritt (Schritt 2') überträgt man einen Befehl zur Reaktivierung der Zylinder 2' und 3'. Dieser Befehl wird zur elektrohydraulischen Vorrichtung übertragen, die die Auslassventile der abgewählten Zylinder ansteuert, wenn die Zylindernummer, die Reaktivierungszeit und diese Steuermittel und die Motordrehzahl mit der Ausführungsverzögerung dieses Befehls, wie später beschrieben, kompatibel sind. Andernfalls wird der Befehl beim nächsten oberen Totpunkt übermittelt. Während dieser Wartezeit wird die effektive Reaktivierung der Auslässe nicht durchgeführt.
Im Laufe dieser Wartezeit wird ein Totpunkt vor der Reaktivierung des Auslasses der abgewählten Zylinder das angesteuerte Drehmoment der Zylinder 1 und 4 bis auf einen Wert von 2·C_gefiltert + 1/2(C_Reibung – C_mini) erhöht.
Beim kommenden Totpunkt (Schritt 3) überträgt das Drehmoment C_2/3 ein Drehmoment C_mini, das in weiterer Folge (Schritt 4) so ansteigt, dass es in Schrittfolgen bis zu C_gefiltert tendiert, die jenen entsprechen, die zuvor für die Abwahl der Zylinder beschrieben worden sind.
Die Verwendung einer Zentraleinheit und elektromechanischer Schalter ermöglicht es, diverse ergänzende Motor Betriebsmodi zur Wahl eines Modus mit einer gewissen Zahl an aktiven Zylindern in Betracht zu ziehen.
Wie zuvor anhand der 2 beschrieben, werden diese ergänzenden Modi nach einer bestimmten Reihenfolge ausgewählt. So wählt man beispielsweise die Anzahl der aktiven Zylinder aus, gefolgt von der Zahl der aktiven Ventile je Zylinder und zuletzt den Hubmodus dieser aktiven Ventile.
In weiterer Folge geht man davon aus, dass jeder Zylinder über zwei Einlassventile verfügt, wobei diese Ventile unabhängig voneinander von einem elektromechanischen Schalter, so wie in der 1 beschrieben, angesteuert werden. Vier Verwendungsmodi für diese Ventile sind in der Einlassphase für jeden Zylinder vorbestimmt:

– Gemäß einem ersten Modus, der geschlossener Modus genannt wird, wird der Zylinder abgewählt, und keines der Einlassventile ist offen.
– Gemäß einem zweiten Modus, der ungerader Modus genannt wird, ist nur das Einlassventil, das die Treibstoffeinspritzung kontrolliert, offen.
– Gemäß einem dritten Modus, der gerader Modus genannt wird, ist nur das Einlassventil, das ausschließlich den Lufteinlass in die Verbrennungskammer kontrolliert, offen.
– Gemäß einem vierten Modus, der offener Modus genannt wird, sind beide Einlassventile offen.

Der Verwendungsmodus der Ventile wird ausgehend vom Motorbetrieb anhand eines Diagramms bestimmt, wie es in der 9 zu sehen ist. Es handelt sich dabei um ein Diagramm, auf dem das Drehmoment (Ordinaten) und die Drehzahl (Abszissen) dieses Motors in Bezug auf die Anzahl der aktiven Ventile je Zylinder dargestellt sind. Dabei erhält man zwei Kurven C1 und C2 zur Abgrenzung der Betriebsbereiche (Drehmoment, Drehzahl), die von diesem Motor erzielbar sind, je nachdem, ob ein einziges Einlassventil (Kurve C1) oder zwei Einlassventile (Kurve C2) je Zylinder aktiv sind.
Wie in dieser 9 dargestellt, kann man bei Verwendung eines einzigen Einlassventils bei geringer Drehzahl ein höheres Drehmoment erreichen, als bei Verwendung von zwei Einlassventilen. Umgekehrt kann bei hoher Drehzahl mit zwei Einlassventilen ein höheres Drehmoment erzielt werden.
Bei geringer Drehzahl lässt man den Motor also vorzugsweise mit einem einzigen Einlassventil laufen. Umgekehrt wird bei hohen Drehzahlen der Betrieb des Motors mit zwei Einlassventilen bevorzugt. Und wenn schließlich ein Zylinder abgewählt ist, sind beide Einlassventile zu schließen.
Diese Betrachtungen sind in der 9 durch die Zonen Z₁ und Z₂ dargestellt, sodass, wenn der Motor mit einem gegebenen und nötigen Drehmoment C und einer gegebenen Drehzahl R_H läuft, jener Modus bevorzugt wird, der der Zone entspricht, in der sich der Punkt H mit den Koordinaten (C_H, R_H) befindet.
Dennoch können wie beim Wechsel vom Modus mit zwei auf vier Zylinder, oder beim Wechsel vom Modus mit vier auf zwei Zylinder auch beim Wechsel der Anzahl der verwendeten Ventile je Zylinder Erschütterungen auftreten. Deshalb wird der Übergang von einem Modus mit einem Ventil zu einem Modus mit zwei Ventilen, oder umgekehrt, progressiv, und unter Einschaltung der nachfolgend beschriebenen vier Schritte angewandt:

– In einem ersten Schritt verändert ein erster Zylinder, der sich bei der Anwahl der Änderung im oberen Totpunkt befindet, beispielsweise von einem Modus mit zwei aktiven Ventilen auf einen Modus mit einem aktiven Ventil, seinen Betriebsmodus.
– Nach 4n – 2 halben Umdrehungen des Motors, wobei n je nach Motor festgelegt wird, vollzieht ein zweiter Zylinder, der sich gegenüber dem ersten Zylinder in einer umgehrten Phase befindet, ebenfalls diesen Moduswechsel, sobald er seinen oberen Totpunkt erreicht hat.
– 4n – 1 halbe Umdrehungen des Motors nach diesem zweiten Moduswechsel vollzieht ein dritter Zylinder diesen Moduswechsel an seinem oberen Totpunkt, und
– 4n – 2 halbe Umdrehungen des Motors nach dem Moduswechsel des dritten Zylinders vollzieht der vierte Zylinder den Moduswechsel, sobald er seinen oberen Totpunkt erreicht hat.

Ein solcher Ablauf wird in der 10 dargestellt, in der die angesteuerten "vorgegebenen" Betriebsmodi entsprechend einem Modus 90 mit zwei Einlassventilen oder 92 mit einem einzigen Einlassventil dargestellt werden.
In Abhängigkeit von diesen beiden Betriebsmodi wird der Betriebsmodus für jeden Zylinder „Zylinder 1", „Zylinder 2", „Zylinder 3" und „Zylinder 4" dargestellt.
Darüber hinaus wurden die Zeitpunkte für die ausgegebenen „Tops" zur Ansteuerung der Änderungen der Betriebsmodi gegenüber jedem Zylinder dargestellt, wobei diese Zeitpunkte jeweils den PMH des angesteuerten Zylinders entsprechen.
Wenn also die Vorgabe zum Umschalten des Motors von einem Modus mit 2 Einlassventilen auf einen Modus mit 1 Einlassventil zu einem Zeitpunkt T₀ ausgelöst wird, ändert der Zylinder 3, der sich zu diesem Zeitpunkt am oberen Totpunkt befindet, seinen Betriebsmodus mit zwei Ventilen auf einen Modus mit einem Ventil.
Nach einer Frist, die einer halben Motorumdrehung (in dieser Ausführung ist n = 2) entspricht, geht der Zylinder, der sich in der entgegen gesetzten Phase zum Zylinder 3 befindet, in den neuen vorgegebenen Betriebsmodus über. Es handelt sich somit um den Zylinder 2, der seinen Modus zum Zeitpunkt T₁ ändert.
An dieser Stelle sollte festgehalten werden, dass, wenn ein Zylinder abgewählt ist, man die Beibehaltung in der geschlossenen Stellung seiner beiden Einlassventile oder die Beibehaltung in der offenen Stellung eines seiner beiden Ventile ansteuern kann, um einen durchgehenden Treibstofffilm aufrecht zu erhalten.
Wenn darüber hinaus zwei Zylinder abgewählt sind, variieren die Vorgaben zur Bestimmung der Modi mit der jeweiligen Anzahl an aktiven Ventilen je Zylinder zwischen den angewählten und den abgewählten Zylindern. Man vermeidet beispielsweise die Ansteuerung eines Moduswechsels an Zylindern, deren Einlassventile geschlossen gehalten werden.
Eine solche Situation wird in der 11 dargestellt, in der man beobachten kann, dass die Vorgabe für die aktiven Zylinder 1 und 4 die Einschaltung des Modus mit nur einem Einlassventil 92 an einem Zylinder hervorruft, während die abgewählten Zylinder 2 und 3 in einem Modus (90) mit zwei Einlassventilen verbleiben.
Wenn die Anzahl der verwendeten Einlassventile festgelegt ist, und der Hubmodus für diese Einlassventile in Abhängigkeit von den Betriebsparametern des Motors ausgewählt wurde, wobei die Öffnung des Ventils nach einem ballistischen Hubmodus oder einem klassischen Hubmodus erfolgt.
Wir erinnern daran, dass bei einem klassischen Hubmodus die Zeitpunkte des Öffnens und des Schließens der Ventile festgelegt und angesteuert sind, während beim ballistischen Modus der Zeitpunkt des Schließens eines Ventils nicht angesteuert wird, sondern von der Zeit abhängt, die nötig ist, von einer geschlossenen in eine offene Stellung zu gelangen, und ohne Halt in die geschlossene Stellung zurückzukommen.
Anders ausgedrückt verwendet der klassische Hubmodus ein Signal zum Öffnen und ein Signal zum Schließen des Ventils, während der ballistische Hubmodus nur ein Signal zum Öffnen verwendet.
In der 11 ist der Hubmodus dargestellt, der für die aktiven Ventile je nach Betriebsbedingungen des Motors (Drehzahl, Drehmoment) verwendet wird. Es erscheint so, als wäre der ballistische Hubmodus von besonderem Vorteil, wenn die Motordrehzahl niedrig ist, also wenn der Motor beispielsweise im Leerlauf dreht.
Wenn jedoch das Drehmoment, das vom Motor geliefert werden muss, hoch ist, ist es notwendig, dass der Modus zum Öffnen der Einlassventile in die klassische Form zurückkehrt.
Deshalb wird, wenn der Motor im ballistischen Hubmodus läuft, der klassische Hubmodus sofort dann zwingend angewählt, wenn der Motor in einer Zone für klassischen Hubmodus läuft, da der ballistische Hubmodus nicht für mittlere bis starke Belastungen angewandt werden kann.
Umgekehrt erfolgt die Auslösung des ballistischen Modus mit denselben Strategiemitteln, wie sie auch bei der Verwaltung der Übergänge der Modi in Zusammenhang mit der Anzahl an aktiven Ventilen verwendet werden, nämlich:

– In einem ersten Schritt ändert ein erster Zylinder, der sich bei Ansteuerung des Moduswechsels, beispielsweise beim Wechsel von einem Modus mit zwei aktiven Ventilen auf einen Modus mit einem einzigen Ventil, im oberen Totpunkt befindet, seinen Betriebsmodus.
– Nach 4n – 2 halben Umdrehungen des Motors, wobei n je nach Motor festgelegt wird, vollzieht ein zweiter Zylinder, der sich gegenüber dem ersten Zylinder in einer umgehrten Phase befindet, ebenfalls diesen Moduswechsel, sobald er seinen oberen Totpunkt erreicht hat.
– 4n – 1 halbe Umdrehungen des Motors nach diesem zweiten Moduswechsel vollzieht ein dritter Zylinder diesen Moduswechsel an seinem oberen Totpunkt, und
– 4n – 2 halbe Umdrehungen des Motors nach dem Moduswechsel des dritten Zylinders vollzieht der vierte Zylinder den Moduswechsel, sobald er seinen oberen Totpunkt erreicht hat.

Vor der ersten Anwendung des ausgelösten Modus wird jedoch eine neue Verzögerung angewandt. Denn wenn die Drehmomentvorgabe schwingend ist, ist es vorzuziehen, eine Verzögerung einzuschalten, um einen direkten Übergang vom klassischen Modus zum ballistischen Modus zu verhindern. Das bedeutet, dass das vorgegebene Drehmoment innerhalb einer Zeitspanne, die zumindest der Verzögerungszeit entsprechen muss, unter einem Hysteresegrenzwert liegen muss, um vom klassischen Hubmodus in den ballistischen Hubmodus überzugehen. Jedes Mal, wenn das Drehmoment unter einen Hysteresewert fällt, wird daher die Verzögerung ausgelöst.
Analog zum Wechsel der Anzahl der aktiven Zylinder in Abhängigkeit von der Drehzahl (4), hängt die Änderung des Hubmodus von einem Stabilitätsbereich ab, sodass sich der Grenzwert (Kurve 120c) zum Auslösen des klassischen Hubmodus vom Grenzwert (Kurve 120b)) des ballistischen Hubmodus unterscheidet.

Claims

Motor mit einem Prozessor (30) und Zylindern, die mit Ventilen ausgestattet sind, die anhand von elektromechanischen Schaltern angesteuert werden, wobei der Prozessor (30) über Mittel (39) zum Ansteuern der Ventilhübe gemäß dem klassischen Hubmodus verfügt, mit einer Steuerung zum Öffnen und einer Steuerung zum Schließen der Ventile, oder einem ballistischen Hubmodus, mit einer einzigen Steuerung zum Öffnen oder Schließen des Einlassventils in Abhängigkeit von den Informationen (R, Croh, G, T, Q, PS) über den Motor und die Fortbewegung des Fahrzeugs, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Prozessor darüber hinaus Mittel zum Ändern des vom Fahrzeuglenker angewählten Drehmoments (Croh) in ein gefiltertes Drehmoment (Cgefiltert) enthält, die die Variationen dieses angesteuerten Drehmoments (Croh) abschwächen, und um einen Hubmodus für die Ventile in Abhängigkeit von diesem gefilterten Drehmoment festzulegen.
Motor nach Anspruch 1, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Prozessor Mittel enthält, um Informationen über den Motor zu empfangen, die zumindest mit einem der folgenden Parameter zu tun haben: die Motordrehzahl, das angesteuerte Drehmoment des Motors, die Temperatur der Kühlflüssigkeit, die Zusammensetzung und/oder die Temperatur der Auspuffgase, den eingelegten Gang, und/oder die Treibstoffmenge, die in die Zylinder eingespritzt wird.
Motor nach Anspruch 1 oder 2, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Prozessor Mittel enthält, um Informationen über die Fortbewegung des Fahrzeugs zu empfangen, die zumindest mit einem der folgenden Parameter zu tun haben: die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Weg, auf dem sich das Fahrzeug befindet, ein Fortbewegungstyp des Fahrzeugs.
Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Prozessor Mittel enthält, damit sich die Änderung des Hubmodus vollzieht, wenn die Drehzahl oder das Drehmoment dieses Motors Grenzwerte erreicht, wobei diese Grenzwerte unterschiedlich sind, je nachdem, ob die Änderung des Hubmodus von einem ersten Hubmodus auf einen zweiten übergeht, oder von einem zweiten Hubmodus auf einen ersten.
Motor nach einem der vorherigen Ansprüche, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Prozessor Mittel zur Ansteuerung des klassischen Hubmodus enthält, ohne Umwandlung, ausgehend von einem ballistischen Hubmodus für alle Zylinder.
Motor nach einem der vorherigen Ansprüche, der dadurch gekennzeichnet ist, dass dieser Motor zwei Zylinderpaare enthält, die gemäß einem Viertaktzyklus arbeiten, wobei eine erster Zylinder eines Paares gegenüber dem zweiten Zylinder dieses Paares um einen halben Zyklus versetzt ist; der Prozessor enthält dabei Mittel zur aufeinander folgenden Ansteuerung des ballistischen Modus, ausgehend von einem klassischen Hubmodus für Ventile eines ersten Zylinders eines ersten Paares, gefolgt von Ventilen des zweiten Zylinders dieses zweiten Paares, danach für Ventile eines ersten Zylinders eines zweiten Paares und schließlich für Ventile des zweiten Zylinders des zweiten Paares.
Motor nach Anspruch 6, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Prozessor Mittel enthält, damit der Zeitraum zwischen der Ansteuerung der Ventile des ersten Zylinders des ersten Paares und der Ansteuerung der Ventile des zweiten Zylinders des ersten Paares identisch mit dem Zeitraum zwischen der Ansteuerung der Ventile des ersten Zylinders des zweiten Paares und der Ansteuerung der Ventile des zweiten Zylinders des zweiten Paares ist.
Motor nach einem der vorherigen Ansprüche, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Prozessor Mittel zur Ansteuerung von Ventilen verschiedener Zylinder gemäß ein und demselben Hubmodus enthält.
Motor nach einem der vorherigen Ansprüche, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Prozessor Mittel zur Ansteuerung der Einlassventile enthält, die von elektromechanischen Schaltern mit Elektromagneten kontrolliert werden.
Motor nach einem der vorherigen Ansprüche, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der elektromechanische Schalter zumindest einen Elektromagneten und eine Feder enthält, sodass die Bewegungen eines Einlassventils gesteuert werden, indem eine bewegliche Scheibe, die fest mit diesem Ventil verbunden ist, mittels des Elektromagneten angezogen wird und/oder durch Ansteuerung der Bewegung dieses Ventils mittels Federkraft.