DE102018106386A1 - Verfahren und system für einen verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Zuführen von Kraftstoff an einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs während eines Austritts aus einem Schubabschaltungs(DFSO)-Zustand bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren eine Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor unter Verwendung einer Verdichtungstakt-Direkteinspritzung während des Austritts aus dem DFSO-Zustand beinhalten, um einen ersten Verbrennungsmotordrehmomentschwellenwert zu erreichen, und kann ferner Erhöhen einer Trennung zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und einem Zündfunken, um das Verbrennungsmotordrehmoment auf einen zweiten, höheren Verbrennungsmotordrehmomentschwellenwert schrittweise zu erhöhen, und danach Übergehen bei der Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor von der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung zu einer Ansaugtakt-Direkteinspritzung beinhalten. Auf diese Weise können Drehmomenterhebungen während des DFSO-Austritts verringert werden.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Zuführen von Kraftstoff an einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs während eines Austritts aus einem Schubabschaltungs(deceleration fuel shut-off- DFSO)-Zustand.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK/KURZDARSTELLUNG
  • Verbrennungsmotoren können in einem Schubabschaltungs(DFSO)-Zustand betrieben werden, um Kraftstoff zu sparen. Dabei werden Kraftstoffeinspritzvorrichtungen ausgeschaltet, während Luft weiterhin durch die Zylinder strömt, und der Verbrennungsmotor fährt bei deaktivierter Kraftstoffzufuhr herunter. Sobald die Verbrennungsmotordrehzahl ausreichend gesunken ist, oder als Reaktion auf eine Erhöhung des Drehmomentbedarfs, kann aus dem DFSO-Zustand ausgetreten werden, wobei die Kraftstoffabgabe wieder aufgenommen wird. Während des DFSO-Austritts kann eine Drehmomenterhebung auftreten, wenn das Verbrennungsmotordrehmoment von negativ (Kraftstoffzufuhr abgeschaltet) zu positiv (Kraftstoffzufuhr angeschaltet) wechselt. Ferner kann der Verbrennungsmotor beim Austritt aus dem DFSO-Zustand mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis (air fuel ratio - AFR) betrieben werden, um die Effizienz von Abgaskatalysatoren, die mit Sauerstoff gesättigt wurden, als die Kraftstoffzufuhr deaktiviert war. Aufgrund des fetten AFR kann sich das Verbrennungsmotordrehmoment erhöhen, wobei die Drehmomenterhebung noch weiter verstärkt wird. Dies kann eine unerwünschte und spürbare Drehmomenterhebung verursachen, die durch die Kraftübertragung geleitet und durch den Fahrer wahrgenommen werden kann.
  • Beispielhafte Ansätze zur Verringerung von Drehmomenterhebungen beinhalten Ändern eines Kraftstoffeinspritzmodus. In Verbrennungsmotoren mit direkter Kraftstoffeinspritzung kann Kraftstoff zum Beispiel über einen Ansaugtakt-Direkteinspritzmodus (auch als Homogenmodus bezeichnet) und/oder einen Verdichtungstakt-Direkteinspritzmodus (auch als Schichtmodus bekannt) abgegeben wird. In dem Ansaugtakt-Direkteinspritz(direct injection - DI)-Modus enthalten die Brennkammern ein im Wesentlichen homogenes Gemisch aus Luft und Kraftstoff. In dem Verdichtungstakt-DI-Modus enthalten die Brennkammern geschichtete Schichten aus unterschiedlichen Luft/Kraftstoff-Gemischen, einschließlich eines stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Gemischs, das sich näher an der Zündkerze befindet, und einer unteren Schicht, die zunehmend magerere Luft/Kraftstoff-Gemische enthält. Der Verbrennungsmotorbetrieb kann gesteuert werden, wenn zwischen dem Schicht- und dem Homogenmodus gewechselt wird, um das angeforderte Drehmoment abzugeben, ohne dabei die Fahrbarkeit negativ zu beeinflussen.
  • Ein beispielhafter Ansatz ist durch Yamada et al. in der US-Patentschrift 6.240.354 gezeigt. Dort wird zur Erhöhung der Homogenladung und Drehmomentausgabe Kraftstoff zweimal eingespritzt: einmal während des Ansaugtakts und dann wieder während des Verdichtungstakts, um Drehmomentschwankungen zu verringern.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei einem solchen Ansatz erkannt. Als ein Beispiel führt die Verwendung von zwei Einspritzungen, eine während des Ansaugtakts und die andere während des Verdichtungstakts, zu einer brennbaren Gemischschicht benachbart zu einer Zündkerze, während der Rest der Brennkammer ein mageres Gemisch enthält. Dies erzeugt eine schwache geschichtete Ladungsverbrennung und ist möglicherweise nicht in der Lage, genug Anfangsdrehmoment während DFSO-Zustandsaustritten bereitzustellen. Folglich wird der Verbrennungsmotor während des DFSO-Austritts abgewürgt. Zusätzlich dazu kann die Verwendung von zwei Einspritzungen während eines DFSO-Austritts zusätzliche Steuerung und Komplexität erfordern, um eine genaue zeitliche Steuerung zwischen den Einspritzungen zu gewährleisten.
  • In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren zur Steuerung von Verbrennungsmotordrehmoment angegangen werden, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Zuführen von Kraftstoff an einen Verbrennungsmotor während des Austritts aus einem Schubabschaltungs(DFSO)-Zustands über eine Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (DI) an einer ersten Trennung von einem Zündfunkenereignis, bis ein Verbrennungsmotordrehmoment einen ersten Schwellenwert erreicht, anschließend Erhöhen einer Trennung zwischen der Verdichtungstakt-DI und dem Zündfunkenereignis, bis das Verbrennungsmotordrehmoment einen zweiten, höheren Schwellenwert erreicht und danach Übergehen zur Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor über eine Ansaugtakt-DI. Dabei kann der ersten Schwellenwert ein Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment sein, das vor dem DFSO-Austritt bestimmt wird, und kann ausreichen, um die Anfangserhöhung des Drehmoments zu liefern, die benötigt wird, wenn der Motor aus einem DFSO-Zustand austritt. Auf diese Weise kann ein Abwürgen des Verbrennungsmotors vermieden werden.
  • Als ein Beispiel kann einem Verbrennungsmotor unter ausgewählten Motorbetriebsbedingungen (z. B. leichten Verbrennungsmotorlastbedingungen) Kraftstoff unter Verwendung von Verdichtungstakt-Direkteinspritzung zugeführt werden, um eine Schichtladungsverteilung innerhalb eines Zylinders zu erreichen. Wenn Kraftstoff unter Verwendung der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung zugeführt wird, kann eine Steuerung eine Trennung zwischen einem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und einem Zündfunkenereignis lernen, die ein Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment (für die vorgegebenen Bedingungen) erzeugt, anschließend wird das Spitzenverbrennungsmotordrehmoment im Speicher der Steuerung als ein erster Drehmomentschwellenwert gespeichert. Während eines folgenden Austritts aus einem DFSO-Zustand kann die Steuerung dem Verbrennungsmotor Kraftstoff unter Verwendung von Verdichtungstakt-Direkteinspritzung zuführen, während die gelernte Trennung zwischen dem Verdichtungstakt-Direkteinspritzzeitpunkt und der Zündzeitpunkt angewendet wird. Sobald der Verbrennungsmotor das Spitzenverbrennungsmotordrehmoment erreicht hat, kann die Trennung zwischen dem Verdichtungstakt-Direkteinspritzzeitpunkt und dem Zündzeitpunkt erhöht werden, bis ein zweiter Drehmomentschwellenwert erreicht wird, der höher als der erste Drehmomentschwellenwert ist. Danach kann bei dem Verbrennungsmotor zur Kraftstoffzufuhr über Ansaugtakt-Direkteinspritzung übergegangen werden.
  • Auf diese Weise kann ein Verbrennungsmotor in der Lage sein, ein zuvor gelerntes Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment während eines Austritts aus DFSO-Zuständen bei einer verringerten Wahrscheinlichkeit von Abwürgen zu erzeugen. Die technische Wirkung der Erhöhung der Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündzeitpunkt nachdem das Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment erreicht wurde, besteht darin, dass der resultierende Abfall des Verbrennungsmotordrehmoments verwendet werden kann, um die Erhöhung des Verbrennungsmotordrehmoments zu kompensieren, die als Folge des Betreibens des Verbrennungsmotors mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR) während eines DFSO-Austritts zu kompensieren. Anstelle dessen, dass eine spürbare Drehmomenterhebung auftritt, wird demzufolge eine schrittweise Erhöhung des Drehmoments durch die Kraftübertragung bereitgestellt, die den Fahrer möglicherweise nicht stört. Indem bei dem Verbrennungsmotor von der Kraftstoffzufuhr über Verdichtungstakt-Direkteinspritzung zu Ansaugtakt-Direkteinspritzung übergangen wird, nachdem das Verbrennungsmotordrehmoment einen Schwellenwert überschritten hat, kann der Verbrennungsmotor mit einem eher homogenen Luft/Kraftstoff-Gemisch betrieben werden, das bei oder nahe einer Stöchiometrie gehalten wird, wodurch eine sauberere Verbrennung ermöglicht wird und geringere Emissionen erzeugt werden. Auf diese Weise kann bei dem Verbrennungsmotor von einer DSFO mit einem glatteren Drehmomentprofil übergangen werden, wodurch die Fahrbarkeit verbessert wird.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung ausführlicher beschrieben werden. Es ist nicht beabsichtigt, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands nennen, dessen Umfang einzig in den Patentansprüchen im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführte Nachteile beheben.
  • Figurenliste
    • 1 stellt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform eines Zylinders eines Verbrennungsmotors dar.
    • 2 stellt ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene eines beispielhaften Verfahrens zum Lernen einer Zieltrennung zwischen einem Zeitpunkt einer Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zeitpunkt eines Zündfunkenereignisses gemäß der vorliegenden Offenbarung dar.
    • 3 stellt ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene eines beispielhaften Verfahrens zum Anwenden und Aktualisieren der gelernten Zieltrennung während eines Austritts aus DFSO-Zuständen und zum Wechseln von Kraftstoffeinspritzmodi als Reaktion auf eine Verbrennungsmotordrehmomentausgabe nach dem DFSO-Austritt gemäß der vorliegenden Offenbarung dar.
    • 4 stellt ein prognostisches Beispiel für Verbrennungsmotoreinstellungen, die während eines DFSO-Austritts zur Verringerung von Drehmomenterhebungen vorgenommen werden, gemäß der vorliegenden Offenbarung dar.
    • 5 zeigt beispielhafte Kraftstoffeinspritzprofile, einschließlich beispielhafter Trennungen zwischen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und Zündzeitpunkt, die während eines DFSO-Austritts angewendet werden können, gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Einstellen eines Kraftstoffeinspritzmodus zum Verringern von Drehmomenterhebungen in einem Verbrennungsmotor, wie zum Beispiel in dem Verbrennungsmotorsystem aus 1. Dem Verbrennungsmotor kann Kraftstoff in einem ersten Einspritzmodus über eine Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (DI) vor einem Schubabschaltungs(DFSO)-Ereignis zugeführt werden. Eine Verbrennungsmotorsteuerung kann dazu konfiguriert sein, eine Steuerroutine, wie etwa die beispielhafte Routine aus 2, durchzuführen, um eine Trennung zwischen einem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-DI und einem Zeitpunkt des Zündfunkenereignisses zu lernen, die zu einem Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment, im Folgenden als ein erster Drehmomentschwellenwert bezeichnet, führt. Während eines folgenden Austritts aus DFSO-Zuständen, kann die Verbrennungsmotorsteuerung dazu konfiguriert sein, eine Steuerroutine, wie etwa die beispielhafte Routine aus 3, durchzuführen, um die Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor in dem ersten Einspritzmodus über die Verdichtungstakt-DI wieder aufzunehmen, während die gelernte Trennung angewendet wird, bis das Verbrennungsmotordrehmoment den ersten Schwellenwert erreicht. Danach kann die Verbrennungsmotorsteuerung die Trennung schrittweise erhöhen, wie bei 5 gezeigt, um die Verbrennungsmotordrehmomentausgabe schrittweise zu senken. Beispielhafte Kraftstoffzufuhr- und Zündzeitpunkteinstellungen, die während eines DFSO-Austritts vorgenommen werden können, sind bei 4 gezeigt. Auf diese Weise kann ein Verbrennungsmotordrehmoment während eines Austritts aus DFSO-Zuständen schrittweise erhöht werde, wobei Drehmomenterhebungen verringert werden.
  • 1 stellt ein Beispiel für einen Zylinder eines Verbrennungsmotors 10 dar. Der Verbrennungsmotor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem, das die Steuerung 12 beinhaltet, und durch eine Eingabe von einem Fahrzeugführer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 132 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (hier auch als „Brennkammer bezeichnet“) 14 des Verbrennungsmotors 10 kann Brennkammerwände 136 beinhalten, in denen ein Kolben 138 positioniert ist. Der Kolben 138 kann an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, sodass eine Wechselbewegung des Kolbens in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebesystem an mindestens ein Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlasser (nicht dargestellt) über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Verbrennungsmotors 10 zu ermöglichen. Ein Zylinderinnendrucksensor 125 kann innerhalb des Zylinders 14 des Verbrennungsmotors 10 eingebaut sein, um einen Verbrennungsdruck in dem Zylinder stellvertretend als einen indizierten effektiven Mitteldruck (indicated mean effective pressure - IMEP) zu erkennen.
  • Der Zylinder 14 kann über eine Reihe von Ansaugluftkanälen 142, 144 und 146 Ansaugluft aufnehmen. Der Ansaugluftkanal 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Verbrennungsmotors 10 kommunizieren. In einigen Beispielen können einer oder mehrere der Ansaugkanäle eine Aufladevorrichtung, wie etwa einen Turbolader oder einen Kompressor, beinhalten. Zum Beispiel zeigt 1 den Verbrennungsmotor 10, der mit einem Turbolader konfiguriert ist, der einen zwischen den Ansaugkanälen 142 und 144 angeordneten Verdichter 174 und eine entlang eines Abgaskanals 148 angeordnete Abgasturbine 176 beinhaltet. Der Verdichter 174 kann mindestens teilweise über eine Welle 180 durch die Abgasturbine 176 angetrieben werden, wenn die Aufladevorrichtung als Turbolader konfiguriert ist. In anderen Beispielen, wie etwa wenn der Verbrennungsmotor 10 mit einem Kompressor versehen ist, kann die Abgasturbine 176 jedoch optional weggelassen werden, wobei der Verdichter 174 durch mechanische Eingaben von einem Elektromotor oder dem Verbrennungsmotor angetrieben werden kann. Eine Drossel 162, die eine Drosselklappe 164 beinhaltet, kann entlang eines Ansaugkanals des Motors bereitgestellt sein, um die Durchflussgeschwindigkeit und/oder den Druck der Ansaugluft zu variieren, die den Motorzylindern bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann die Drossel 162 stromabwärts von dem Verdichter 174 positioniert sein, wie in 1 gezeigt, oder sie kann alternativ stromaufwärts von dem Verdichter 174 bereitgestellt sein.
  • Der Abgaskanal 148 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 Abgase von anderen Zylindern des Motors 10 aufnehmen. Es ist gezeigt, dass der Abgassensor 128 stromaufwärts von der Emissionssteuervorrichtung 178 an den Abgaskanal 148 gekoppelt ist. Der Sensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases ausgewählt sein, wie zum Beispiel einer linearen Lambdasonde oder UEGO-Sonde (universal exhaust gas oxygen sensor; Breitband- oder Weitbereichlambdasonde), einer binären Lambdasonde oder EGO-Sonde (wie dargestellt), einer HEGO-Sonde (beheizten EGO-Sonde), einem NOx-, HC- oder CO-Sensor. Bei der Emissionssteuervorrichtung 178 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator (three-way catalyst - TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen davon handeln.
  • Jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile beinhalten. Zum Beispiel weist der Zylinder 14 der Darstellung nach mindestens ein Einlasstellerventil 150 und mindestens ein Auslasstellerventil 156 auf, die in einem oberen Bereich des Zylinders 14 angeordnet sind. In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10, einschließlich des Zylinders 14, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile beinhalten, die in einem oberen Bereich des Zylinders angeordnet sind.
  • Das Einlassventil 150 kann über einen Aktor 152 durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Auf ähnliche Weise kann das Auslassventil 156 über den Aktor 154 durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Unter einigen Bedingungen kann die Steuerung 12 die den Aktoren 152 und 154 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen der jeweiligen Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Position des Einlassventils 150 und Auslassventils 156 kann durch entsprechende Ventilpositionssensoren (nicht gezeigt) bestimmt werden. Die Ventilaktoren können der Art mit elektrischer Ventilbetätigung oder der Art mit Nockenbetätigung oder einer Kombination daraus angehören. Die Einlass- und Auslassventilansteuerung können gleichzeitig gesteuert werden oder es kann eine beliebige von einer Möglichkeit zur variablen Einlassnockenansteuerung, zur variablen Auslassnockenansteuerung, zur dualen unabhängigen variablen Nockenansteuerung oder zur festgelegten Nockenansteuerung verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken beinhalten und eines oder mehrere aus Systemen zur Nockenprofilverstellung (cam profile switching - CPS), variablen Nockenansteuerung (variable cam timing - VCT), variablen Ventilansteuerung (variable valve timing - VVT) und/oder zum variablen Ventilhub (variable valve lift - VVL), die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, zum Variieren des Ventilbetriebs verwenden. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 alternativ ein über eine elektronische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über eine Nockenbetätigung, einschließlich CPS und/oder VCT, gesteuertes Auslassventil beinhalten. In anderen Beispielen können die Einlass- und Auslassventile durch einen gemeinsamen Ventilaktor oder ein gemeinsames Betätigungssystem oder einen Aktor oder ein Betätigungssystem zur variablen Ventilansteuerung gesteuert werden.
  • Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, bei dem es sich um das Volumenverhältnis zwischen dem Kolben 138 am unteren Totpunkt und am oberen Totpunkt handelt. In einem Beispiel liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen andere Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht sein. Hierzu kann es beispielsweise kommen, wenn Kraftstoffe mit einer höheren Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Verdichtungsverhältnis kann bei der Verwendung einer Direkteinspritzung aufgrund ihrer Auswirkung auf das Verbrennungsmotorklopfen ebenfalls erhöht sein.
  • In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10 eine Zündkerze 192 zum Initiieren der Verbrennung beinhalten. Das Zündsystem 190 kann der Brennkammer 14 über die Zündkerze 192 einen Zündfunken als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA (spark advance) von der Steuerung 12 unter ausgewählten Betriebsmodi bereitstellen.
  • Im Allgemeinen kann die Zündkerze einen elektrischen Strom an den Brennraum eines fremdgezündeten Verbrennungsmotors abgeben, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu zünden und die Verbrennung einzuleiten. In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen konfiguriert sein, um diesem Kraftstoff bereitzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel beinhaltet der Zylinder 14 der Darstellung nach eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 kann dazu konfiguriert sein, Kraftstoff, der von einem Kraftstoffsystem 8 aufgenommen wird, abzugeben. Das Kraftstoffsystem 8 kann eine/n oder mehrere Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und Kraftstoffverteiler beinhalten. Der Darstellung nach ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 direkt an den Zylinder 14 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW-1, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, direkt in diesen einzuspritzen. So stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 sogenannte Direkteinspritzung (nachfolgend als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bereit. Während die Einspritzvorrichtung 166 in 1 auf einer Seite des Zylinders 14 positioniert gezeigt ist, kann sie alternativ dazu oberhalb des Kolbens angeordnet sein, wie etwa in der Nähe der Position der Zündkerze 192. Eine solche Position kann das Mischen und Verbrennen verbessern, wenn der Verbrennungsmotor mit einem alkoholhaltigen Kraftstoff betrieben wird, da einige alkoholhaltige Kraftstoffe eine geringere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ dazu kann die Einspritzvorrichtung oberhalb und in der Nähe des Einlassventils angeordnet sein, um das Mischen zu verbessern. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 von einem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems 8 über eine Hochdruckkraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler zugeführt werden. Ferner kann der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, welcher der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt.
  • In einigen Beispielen können zusätzliche Kraftstoffeinspritzvorrichtungen in dem Ansaugkanal 146 statt in dem Zylinder 14 in einer Konfiguration angeordnet sein, welche die sogenannte Saugrohreinspritzung von Kraftstoff in den Einlasskanal bereitstellt, der dem Zylinder 14 vorgelagert ist. In noch anderen Beispielen kann der Zylinder 14 nur eine einzelne Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten, die dazu konfiguriert ist, unterschiedliche Kraftstoffe in variierenden relativen Mengen als Kraftstoffgemisch aus den Kraftstoffsystemen aufzunehmen, und die ferner dazu ausgelegt ist, dieses Kraftstoffgemisch entweder als Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung direkt in den Zylinder oder als Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung den Einlassventilen vorgelagert einzuspritzen. So versteht sich, dass die hier beschriebenen Kraftstoffsysteme nicht durch die hier beispielhaft beschriebenen konkreten Kraftstoffeinspritzvorrichtungsauslegungen beschränkt sein können.
  • Kraftstoff kann an den Zylinder während eines einzelnen Zyklus des Zylinders durch die Einspritzvorrichtung 166 abgegeben werden. Ferner können die Verteilung und/oder die relative Menge des abgegebenen Kraftstoffs und der Einspritzzeitpunkt mit den Betriebsbedingungen, wie etwa Schubabschaltungs(DFSO)-Austrittszustand, Verbrennungsmotorlast, Klopfen und Abgastemperatur, wie hier nachstehend beschrieben, variieren. Der direkt eingespritzte Kraftstoff kann zum Beispiel während eines Ansaugtakts sowie teilweise während eines vorhergehenden Ausstoßtakts, während des Ansaugtakts und teilweise während des Verdichtungstakts abgegeben werden. Demnach kann selbst bei einem einzelnen Verbrennungsereignis eingespritzter Kraftstoff zu unterschiedlichen Zeitpunkten aus der Direkteinspritzvorrichtung eingespritzt werden. Außerdem können bei einem einzelnen Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des abgegebenen Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, Ansaugtakts oder einer beliebigen geeigneten Kombination daraus durchgeführt werden.
  • Eine Verbrennungsmotorsteuerung, wie etwa die Steuerung 12, kann einen Zeitpunkt der Zylinderkraftstoffeinspritzung zum Betreiben des Zylinders 14 in einer Vielzahl von Einspritzmodi einstellen. Zum Beispiel kann die Steuerung den Zylinder in einem ersten Einspritzmodus betreiben, wobei ein geschichtetes Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder bereitgestellt wird. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung den Zylinder in einem zweiten Einspritzmodus betreiben, wobei ein homogenes Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder bereitgestellt wird. In dem ersten Einspritzmodus aktiviert die Steuerung 12 die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 während eines Verdichtungstakts (z. B. gegen Ende des Verdichtungstakts, wie etwa am oder beim Verdichtungstakt-OT), sodass Kraftstoff direkt in die Mulde des Kolbens 138, gesprüht wird. Im Folgenden kann der erste Einspritzmodus auch als die Verdichtungstakt-Direkteinspritzung bezeichnet werden. Als Folge der späten Verdichtungstakt-Kraftstoffeinspritzung, können geschichtete Luft/Kraftstoff-Schichten in dem Zylinder gebildet werden. Die der Zündkerze am nächsten gelegenen Schicht enthält ein stöchiometrisches Gemisch oder ein stöchiometrisch leicht fettes Gemisch und die folgenden Schichten enthalten zunehmend magerere Gemische. Dennoch kann das Gesamt-Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder während der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung mager (magerer als die Stöchiometrie) sein.
  • Unter ausgewählten Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen (z. B. bei einer leichten Last und niedrigeren Verbrennungsmotordrehzahlen) kann die Steuerung 12 den Verbrennungsmotor in dem ersten Einspritzmodus betreiben, wobei dem Verbrennungsmotor Kraftstoff über die Verdichtungstakt-DI zugeführt wird. Zusätzlich dazu kann die Steuerung 12 eine Trennung zwischen einem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Einspritzung und einem Zündzeitpunkt lernen, die zu einem Verbrennungsmotordrehmoment führt, das ein Schwellendrehmoment (z. B. ein wie in 2 gezeigtes Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment) erreicht. Die Steuerung kann die gelernte Trennung in einem Speicher der Steuerung speichern und die gelernte Trennung zu einem späteren Zeitpunkt anwenden, wie etwa wenn der Verbrennungsmotor beispielsweise aus einem DFSO-Zustand austritt, wie in 3 gezeigt. Wenn der Verbrennungsmotor aus dem DFSO-Zustand austritt, kann die Steuerung dabei die Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor in dem ersten Einspritzmodus wieder aufnehmen, indem Kraftstoff während des Verdichtungstakts eingespritzt wird. Ferner kann die Steuerung die Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Einspritzung und dem Zündzeitpunkt aus dem Speicher abrufen und anwenden, bis eine erste Schwellendrehmomentausgabe erreicht ist. Sobald die erste Schwellendrehmomentausgabe erreicht wurde, kann die Steuerung damit beginnen, die Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-DI und dem Zündzeitpunkt schrittweise zu erhöhen, um die Gesamtdrehmomentausgabe des Verbrennungsmotors auf einen zweiten, höheren Schwellenwert zu erhöhen. Danach kann die Steuerung 12 bei der Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor von dem ersten Einspritzmodus zu dem zweiten Einspritzmodus übergehen. Auf diese Weise kann die Steuerung den Übergang von dem ersten Einspritzmodus zu dem zweiten Einspritzmodus einstellen, um Drehmomenterhebungen zu verringern.
  • Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1 lediglich einen Zylinder eines Mehrzylinderverbrennungsmotors. Somit kann jeder Zylinder gleichermaßen seinen eigenen Satz Einlass-/Auslassventile, Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), Zündkerze usw. aufweisen. Es versteht sich, dass der Verbrennungsmotor 10 jede geeignete Anzahl an Zylindern, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylinder, beinhalten kann. Ferner kann jeder dieser Zylinder einige oder alle der verschiedenen Komponenten beinhalten, die in 1 unter Bezugnahme auf den Zylinder 14 beschrieben und abgebildet sind.
  • Kraftstofftanks in dem Kraftstoffsystem 8 können Kraftstoffe unterschiedlicher Arten enthalten, wie etwa Kraftstoffe mit unterschiedlichen Kraftstoffeigenschaften und unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen. Die Unterschiede können Unterschiede in Bezug auf den Alkoholgehalt, den Wassergehalt, die Oktanzahl, Verdampfungswärme, Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen davon usw. beinhalten. Ein Beispiel für Kraftstoffe mit unterschiedlicher Verdampfungswärme könnte Benzin als erste Kraftstoffart mit niedrigerer Verdampfungswärme und Ethanol als zweite Kraftstoffart mit größerer Verdampfungswärme beinhalten. In einem anderen Beispiel kann der Verbrennungsmotor Benzin als erste Kraftstoffart und ein alkoholhaltiges Kraftstoffgemisch, wie etwa E85 (das ungefähr zu 85 % aus Ethanol und zu 15 % aus Benzin besteht) oder M85 (das ungefähr zu 85 % aus Methanol und zu 15 % aus Benzin besteht), als zweite Kraftstoffart verwenden. Zu weiteren möglichen Stoffen gehören Wasser, Methanol, ein Gemisch aus Alkohol und Wasser, ein Gemisch aus Wasser und Methanol, ein Gemisch aus Alkoholen usw.
  • In noch einem anderen Beispiel kann es sich ferner bei beiden Kraftstoffen um Alkoholgemische mit variierender Alkoholzusammensetzung handeln, wobei die erste Kraftstoffart ein Benzin-Alkohol-Gemisch mit einer niedrigeren Alkoholkonzentration sein kann, wie etwa E10 (das ungefähr zu 10 % aus Ethanol besteht), während die zweite Kraftstoffart ein Benzin-Alkohol-Gemisch mit einer höheren Alkoholkonzentration sein kann, wie etwa E85 (das ungefähr zu 85 % aus Ethanol besteht). Darüber hinaus können sich der erste und der zweite Kraftstoff auch in Bezug auf weitere Kraftstoffeigenschaften unterscheiden, wie beispielsweise einen Unterschied hinsichtlich der Temperatur, Viskosität, Oktanzahl usw. Außerdem können sich die Kraftstoffeigenschaften eines oder beider Kraftstofftanks häufig ändern, zum Beispiel aufgrund täglicher Schwankungen beim Auffüllen des Tanks.
  • Die Steuerung 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als nichtflüchtiger Festwertspeicherchip 110 zum Speichern ausführbarer Anweisungen gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 112, Keep-Alive-Speicher 114 und einen Datenbus beinhaltet.
  • Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Verbrennungsmotor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung von eingeleitetem Luftmassenstrom (mass air flow - MAF) von einem Luftmassenstromsensor 122; der Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von einem Temperatursensor 116, der an eine Kühlhülse 118 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (profile ignition pickup - PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; der Drosselstellung (throttle position - TP) von einem Drosselpositionssensor; und eines proportionalen Pedalpositions(PP)-Signal von dem Pedalpositionssensor 134 und eines Krümmerabsolutdrucksignals (manifold absolute pressure - MAP) von dem Sensor 124. Ein Verbrennungsmotordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 aus dem PIP-Signal erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, einen Hinweis auf Vakuum oder Druck in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen. Sie Steuerung 12 kann eine Verbrennungsmotortemperatur basierend auf einer Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur ableiten, die von dem Temperatursensor 116 bestimmt wird. Die Steuerung 12 kann einen indizierten effektiven Mitteldruck (IMEP) basierend auf einer Ausgabe des Zylinderinnendrucksensors 125 schätzen.
  • Als ein Beispiel erzeugt die Steuerung 12 eine Verbrennungsmotordrehzahl aus dem PIP-Signal. Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl unter einen Schwellenwert fällt, kann die Steuerung 12 den Verbrennungsmotor in dem ersten Einspritzmodus betreiben, indem Kraftstoff an einem Ende des Verdichtungstakts eingespritzt wird. In einem anderen Beispiel kann die Steuerung ein Verbrennungsmotordrehmoment von dem MAP-Sensor bestimmen, und wenn das Verbrennungsmotordrehmoment unter ein Schwellendrehmoment fällt, kann die Steuerung den Verbrennungsmotor unter Verwendung des ersten Einspritzmodus betreiben. Das Betreiben in dem ersten Einspritzmodus kann die Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor nur während des Verdichtungstakts (z. B. nicht während des Ansaugtakts) beinhalten.
  • Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung 12 während des Betreibens des Verbrennungsmotors in dem ersten Einspritzmodus eine Trennung zwischen der Verdichtungseinspritzung und einem Zündfunken lernen, die ein Spitzenverbrennungsmotordrehmoment liefert. Die Steuerung 12 kann diese Trennung speichern und sie unter bestimmten Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen wie vorstehend beschrieben abrufen.
  • In noch anderen Beispielen kann die Steuerung 12 basierend auf verschiedenen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und des Verbrennungsmotors bestimmen, ob Eintrittsbedingungen für eine Schubabschaltung (DFSO) erfüllt sind. Zum Beispiel kann die Steuerung 12 in einen DFSO-Zustand als Reaktion auf einen Abfall des durch den Bediener bedingten Drehmomentbedarfs eintreten. Als Reaktion darauf, dass die DFSO-Eintrittsbedingungen erfüllt sind, kann die Steuerung 12 den Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffeinspritzung betreiben (indem z. B. die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 deaktiviert wird) und wobei die Zylinderventile weiterhin Luft durch den Zylinder pumpen. Als Folge des DFSO-Zustands kann der Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffzufuhr langsamer werden.
  • Während der DFSO kann die Steuerung 12 als Reaktion darauf, dass die Verbrennungsmotordrehzahl unter eine Schwellendrehzahl fällt (und über einer Nulldrehzahl bleibt), bestimmen, dass DFSO-Austrittsbedingungen erfüllt wurden. Dementsprechend kann die Steuerung die Kraftstoffzufuhr an den Zylinder durch Reaktivierung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 wieder aufnehmen und den Betrieb des Verbrennungsmotors in dem ersten Einspritzmodus wieder aufnehmen, wobei der Kraftstoff während des Verdichtungstakts des Verbrennungsmotorzyklus abgegeben wird. Zusätzlich dazu kann die Steuerung 12 die zuvor gelernte Trennung abrufen und diese Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündzeitpunkt dazu verwenden, einen ersten Drehmomentschwellenwert an dem DFSO-Austritt zu erreichen. Sobald das Drehmoment den ersten Schwellenwert erreicht hat, kann die Steuerung damit beginnen, die Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündzeitpunkt schrittweise zu erhöhen, sodass es eine schrittweise Erhöhung des Verbrennungsmotordrehmoments gibt (anstelle einer Drehmomenterhebung). In einem Beispiel kann die Steuerung 12 die Trennung erhöhen, indem der Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung nach früh verstellt wird. Sobald das Verbrennungsmotordrehmoment einen zweiten, höheren Schwellenwert erreicht hat, kann die Steuerung 12 zu dem zweiten Kraftstoffeinspritzmodus wechseln, wobei der Kraftstoff in dem Ansaugtakt eingespritzt wird. Die Steuerung 12 kann zusätzlich dazu eine Trennung zwischen einem Zeitpunkt der Ansaugtakt-Direkteinspritzung und dem Zündzeitpunkt einstellen sowie eine Kraftstoffmenge basierend auf einem durch den Betreiber bedingten Drehmomentbedarf einstellen.
  • In weiteren Beispielen kann es nötig sein, dass ein TWC (wie etwa der in 1 gezeigte TWC 178) beim Austritt aus dem DFSO-Zustand Umwandlungseffizienzen von Stickstoffoxiden (NOx) wiederherstellt. Die Steuerung 12 kann einstellen, dass das AFR fetter als die Stöchiometrie ist, indem die Kraftstoffzufuhr eingestellt wird, um die NOx-Umwandlungseffizienz zu verbessern.
  • Unter Bezugnahme auf 2 ist nun ein beispielhaftes Verfahren 200 zum Lernen einer Zieltrennung zwischen einem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und einem Zündzeitpunkt gezeigt. Insbesondere beinhaltet das Verfahren 200 Lernen der Trennung zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunken, die als eine Anfangstrennung während eines folgenden Austritts aus DFSO-Zuständen verwendet werden kann, beinhalten. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 200 und der übrigen hier beinhalteten Verfahren können durch eine Steuerung basierend auf in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Verbrennungsmotorsystems empfangenen Signalen, wie etwa den vorstehend in Bezug auf 1 beschriebenen Sensoren, ausgeführt werden. Die Steuerung kann Verbrennungsmotoraktoren des Verbrennungsmotorsystems einsetzen, um den Verbrennungsmotorbetrieb gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen.
  • Das Verfahren 200 beginnt bei 202, wobei die Steuerung Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen schätzt und/oder misst. Die geschätzten Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen können Verbrennungsmotordrehzahl, Verbrennungsmotorlast, Verbrennungsmotortemperatur, Umgebungsbedingungen (wie etwa Umgebungsdruck, -temperatur und -feuchtigkeit), durch den Betreiber bedingten Drehmomentbedarf, Krümmerdruck, Krümmerluftstrom, Abgaskatalysatorbedingungen, Abkühlzeit, Kraftstofftemperatur, Zündkerzentemperatur, Ladedruck usw. beinhalten.
  • Das Verfahren 200 geht zu 204 über, wobei bestimmt wird, ob eine Verbrennungsmotorlast niedriger als eine Schwellenverbrennungsmotorlast (z. B. in einem niedrigen Verbrennungsmotorlastbereich einer Verbrennungsmotordrehzahl/-last-Karte) ist. Als ein Beispiel kann bestimmt werden, ob die Verbrennungsmotorlast weniger als ein mittlerer effektiver Bremsdruck (brake mean effective pressure - BMEP) von 2 bar beträgt. Die Verbrennungsmotorlast kann basierend auf der Ausgabe eines oder mehrerer Sensoren, wie etwa eines Krümmerabsolutdruck(MAP)-Sensors, Drosselpositionssensors (TPS) und Verbrennungsmotordrehzahlsensors, geschätzt werden. Die Verbrennungsmotorlast kann unter Bedingungen, unter denen der durch den Betreiber bedingte Drehmomentbedarf niedrig ist, wie etwa beispielsweise während eines Kaltstarts des Verbrennungsmotors oder während eines Verbrennungsmotorleerlaufs, niedriger sein.
  • Wenn die Verbrennungsmotorlast niedriger als der Schwellenwert ist (z. B. „JA“ bei 204), geht das Verfahren 200 zu 208 über, wobei der Verbrennungsmotor in einem ersten Einspritzmodus betrieben wird, in dem Kraftstoff direkt in einen Zylinder am oder gegen Ende eines Verdichtungstakts eingespritzt wird (hier auch als Verdichtungstakt-Direkteinspritzung bezeichnet). Bei dem ersten Einspritzmodus kann es sich um einen standardmäßigen Einspritzmodus handeln, der bei niedrigen Verbrennungsmotorlastbedingungen angewendet wird. Wenn dem Verbrennungsmotor mit Verdichtungstakt-Direkteinspritzung Kraftstoff zugeführt wird, wird eine kleine isolierte Tasche oder Wolke aus Luft/Kraftstoff-Gemisch innerhalb des Zylinders direkt unter einer Zündkerze (wie etwa der in 1 gezeigten Zündkerze 192) erzeugt. Wenn ein Zündfunkenereignis in dem Zylinder erfolgt, entzündet sich nur dieses Taschen- oder „geschichtetes“ Wolkengemisch und verbrennt. Die Verbrennung der geschichteten Gemischwolke wird dazu verwendet, die verbleibende Luft in dem Zylinder zu erhitzen, wodurch eine Ausdehnung des Gases innerhalb des Zylinders bewirkt wird. In einigen Beispielen kann die Verdichtungstakt-Direkteinspritzung auch als Schichteinspritzmodus oder einfach Schichtmodus bezeichnet werden.
  • Wenn die Verbrennungsmotorlast höher als die Schwellenlast ist (z. B. „NEIN“ bei 204), geht das Verfahren 200 zu 206 über, wobei die Steuerung den Verbrennungsmotor in einem zweiten Kraftstoffeinspritzmodus betreibt, in dem Kraftstoff während eines Ansaugtakts des Verbrennungsmotorzyklus eingespritzt wird, um eine eher homogene Ladungsverteilung bereitzustellen. Der zweite Modus der Kraftstoffeinspritzung, in dem Kraftstoff während des Ansaugtakts eingespritzt wird, kann auch als Ansaugtakt-Direkteinspritzung oder Homogeneinspritzmodus bezeichnet werden. In dem zweiten Einspritzmodus wird Kraftstoff während des Ansaugtakts direkt eingespritzt (während die Luft in den Zylinder gezogen wird). Infolgedessen vermischt sich der Kraftstoff mit der ganzen Luft in dem Zylinder, was zu einer vollständigen Mischung und zur Bildung eines homogenen Luft-Kraftstoff-Gemischs führt. Die Steuerung kann einen Zeitpunkt der Ansaugtakt-Kraftstoffeinspritzung derart einstellen, dass die Kraftstoffeinspritzung während eines Ansaugtakts des Verbrennungsmotorzyklus erfolgt. Zum Beispiel kann die Steuerung den Zeitpunkt der Ansaugtakt-Direkteinspritzung derart einstellen, dass sie erfolgt, wenn sich der Kolben zwischen dem oberen Totpunkt (OT) und dem unteren Totpunkt (UT) des Ansaugtakts befindet. Ferner kann die Steuerung einen Zündzeitpunkt einstellen, um zum Beispiel ein maximales Bremsdrehmoment (maximum brake torque - MBT) zu bewirken. Das Verfahren 200 endet dann.
  • Nachdem unter Rückkehr zu 208 der erste Einspritzmodus als Reaktion darauf ausgewählt wurde, dass die Verbrennungsmotorlast unter der Schwellenlast liegt, geht das Verfahren 200 zu 210 über, wobei die Steuerung eine Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und einem Zündzeitpunkt einstellt. Die Steuerung kann einen Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Kraftstoffeinspritzung derart einstellen, dass die Kraftstoffeinspritzung am Ende des Verdichtungstakts des Verbrennungsmotorzyklus erfolgt. Zum Beispiel kann die Steuerung den Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung derart einstellen, dass sie erfolgt, wenn sich ein Kolben (wie etwa der in 1 gezeigte Kolben 138) an oder nahe einem oberen Totpunkt (OT) des Verdichtungstakts befindet. Ferner kann die Steuerung einen Zündzeitpunkt (zum Beispiel unter Verwendung des SA-Signals aus 1) derart einstellen, dass er bei einer Schwellentrennung von dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung erfolgt. In einem Beispiel kann der Zündzeitpunkt derart eingestellt werden, dass er an einer Trennung von dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Kraftstoffeinspritzung erfolgt, um ein maximales Bremsdrehmoment (MBT) oder ein Spitzendrehmoment für die vorgegebenen Betriebsbedingungen bewirkt.
  • Das Einstellen der Trennung kann Erhöhen der Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündzeitpunkt beinhalten. In einem Beispiel kann der Zündzeitpunkt nach spät verstellt werden, während der Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung beibehalten wird, um die Trennung zu erhöhen. In einem anderen Beispiel kann der Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung nach früh verstellt werden, während der Zeitpunkt des Zündfunkens beibehalten wird, um die Trennung zu erhöhen. Die Steuerung kann schrittweise die Trennung erhöhen, wie etwa indem der Zündzeitpunkt um jeweils 5 CAD (crank angle degree - Kurbelwinkelgrad) nach spät verstellt oder der Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (in Richtung des Verdichtungstakt-UT) um jeweils 5 CAD nach früh verstellt wird. Eine Größe der schrittweisen Erhöhung der Trennung kann eingestellt werden, um keine wesentlichen Drehmomentstörungen zu bewirken. Bei jeder schrittweisen Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündzeitpunkt kann die Steuerung einen oder mehrere Verbrennungsmotorparameter wie nachstehend erklärt überwachen.
  • Nach dem Einstellen geht das Verfahren 200 zu 212 über, wobei das Verfahren 200 Schätzen eines oder mehrerer Verbrennungsmotorparameter beinhaltet, die eine Verbrennungsmotorausgabe an der eingestellten Trennung angeben, wie etwa ein Verbrennungsmotorausgangsdrehmoment (engine output torque - EOT) und einen indizierten effektiven Mitteldruck (IMEP). Der IMEP gibt ein Drehmoment an, das während der Verbrennung erzeugt wurde, und stellt die Verbrennungseffizienz des Verbrennungsmotors dar. Die Steuerung kann den IMEP für jeden Zylinder und den IMEP für jeden Fahrzyklus des Verbrennungsmotors basierend auf einem Verbrennungsdrucksignal, das von einem Verbrennungsdrucksensor (wie etwa dem in 1 gezeigten Verbrennungsdrucksensor 125) empfangen wird, erfassen oder berechnen.
  • Das Verfahren 200 geht anschließend zu 214 über, wobei das Verfahren 200 Bestimmen, ob das EOT und der IMEP annehmbar sind. Insbesondere kann bestimmt werden, ob die Trennung zu einer ausreichend großen Verbrennungsmotorausgabe geführt hat. Das EOT und der IMEP können mit entsprechenden Schwellenwerten verglichen werden, um zu bestimmen, ob sie annehmbar sind. In einem Beispiel kann das EOT mit einem Schwellendrehmoment verglichen werden. Wenn das EOT höher als das Schwellendrehmoment ist, kann das EOT als annehmbar angesehen werden. Das Schwellendrehmoment kann bei einer vorgegebenen Frühzündung, Verbrennungsmotordrehzahl und Verbrennungsmotorlast geschätzt werden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Schwellendrehmoment auf 30 lb-ft eingestellt werden. In einem anderen Beispiel kann der IMEP als annehmbar angesehen werden, wenn die bei 210 eingestellte Trennung bewirkt, dass der IMEP zwischen 3 bar und 4 liegt. Wenn in einem anderen Beispiel der COV (coefficient of variation - Abweichungskoeffizient) des IMEP weniger als 10 % beträgt, kann der COV des IMEP als annehmbar angesehen werden. Die Steuerung kann bestätigen, dass sowohl das EOT als auch der IMEP annehmbar sind.
  • Wenn mindestens eines von dem EOT und dem IMEP nicht annehmbar ist (z. B. „NEIN“ bei 214), geht das Verfahren 200 zu 216 über, wobei die Steuerung die Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zeitpunkt des Zündfunkenereignisses weiter einstellt (z. B. weiter erhöht). Das Verfahren 200 fährt anschließend damit fort, die Schritte 212 und 216 erneut zu durchlaufen, wobei die Trennung kontinuierlich eingestellt wird, bis sowohl das EOT als auch der IMEP in annehmbaren Bereichen liegen.
  • Wenn sowohl das EOT als auch der IMEP annehmbar sind, geht das Verfahren 200 zu 218 über, wobei die Steuerung das bei 212 geschätzte EOT als gewünschtes (Ziel)Spitzenverbrennungsmotordrehmoment auswählt und den Wert des gewünschten Zielspitzenverbrennungsmotordrehmoments im Speicher der Steuerung speichert. Während eines folgenden Austritts aus DFSO-Zuständen kann die Steuerung das gelernte gewünschte Spitzenverbrennungsmotordrehmoment aus ihrem Speicher abrufen und es als Zielverbrennungsmotordrehmoment anwenden, wenn die Kraftstoffzufuhr an den Zylinder wieder aufgenommen wird, wie bei 3 ausgeführt. Zusätzlich dazu kann die Steuerung die Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündzeitpunkt, die dem gewünschten Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment entspricht, lernen und diese Trennung als eine Anfangstrennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündzeitpunkt anwenden, um das gewünschte Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment während des folgenden Austritts aus der DFSO wie in 3 gezeigt zu erreichen. In einem Beispiel kann die Steuerung das Spitzendrehmoment als eine Funktion der Trennung und ferner als eine Funktion der Verbrennungsmotorlast und der Lastbedingungen, bei denen das Spitzendrehmoment bewirkt wurde, lernen. Die gelernte Trennung und das gelernte Spitzendrehmoment können dazu verwendet werden, eine in dem Speicher der Steuerung gespeicherte Lookup-Tabelle auszufüllen oder zu aktualisieren.
  • In einem Beispiel kann die gelernte Trennung einer optimalen Trennung entsprechen, bei der Verbrennungsmotor- und Wärmeverluste minimiert werden. Ferner kann die Trennung als der Betriebspunkt gelernt werden, an dem das Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment und die Standardabweichung des IMEP (oder des IMEP) bei einer vorgegebenen Frühzündung, Verbrennungsmotordrehzahl und Verbrennungsmotorlast annehmbar sind. Als ein Beispiel kann es sich bei der gelernten Trennung um eine maximale Trennung handeln, die über den Punkt hinaus verwendet werden kann, bei dem Verluste in dem System auftreten können. Zum Beispiel kann eine beliebige Erhöhung über die bei 212 gelernte optimale Trennung hinaus zu einem Verlust von Verbrennungsmotorausgangsdrehmoment ohne eine wesentliche Änderung der Standardabweichung des IMEP oder zu einem Verlust der Schichtung führen. Zusätzlich dazu kann eine beliebige zusätzliche Änderung der Trennung die Standardabweichung des IMEP in großem Maße erhöhen, was zu unvollständiger Kraftstoffverdampfung und Flammenkernlöschung führt.
  • Unter Bezugnahme auf 3 ist nun ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Anwenden einer gelernten Trennung (zum Beispiel bei 210 des Verfahrens 200) während eines Austritts aus einem Schubabschaltungs(DFSO)-Zustand gezeigt. Insbesondere die unter einer vorhergehenden Bedingung der Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor gelernte Trennung zwischen einem Zeitpunkt einer Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und einem Zündfunkenereignis kann abgerufen und als Anfangstrennung während eines gegenwärtigen DFSO-Austrittszustands angewendet werden. In einem Beispiel kann das Verfahren aus 3 als Teil des Verfahrens aus 2, wie etwa bei 218, durchgeführt werden.
  • Das Verfahren 300 beginnt bei 302, wobei das Verfahren Bestimmen, ob die DFSO-Eintrittsbedingungen erfüllt sind, beinhaltet. Die DFSO-Eintrittsbedingungen können basierend auf verschiedenen Fahrzeug- und Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, wie etwa einer Kombination aus einem oder mehreren von durch den Betreiber bedingtem Drehmomentbedarf, Fahrzeuggeschwindigkeit, Verbrennungsmotordrehzahl und Verbrennungsmotorlast, bestimmt werden. In einem Beispiel können die DFSO-Eintrittsbedingungen als Reaktion darauf, dass der durch den Betreiber bedingte Drehmomentbedarf niedriger als ein Schwellenwert ist, als erfüllt angesehen werden. In einem anderen Beispiel können die DFSO-Eintrittsbedingungen als Reaktion darauf, dass ein Betreiber den Fuß von dem Gaspedal nimmt ohne dabei das Bremspedal zu betätigen (z. B. während eines Ausrollmanövers), als erfüllt angesehen werden. In noch einem anderen Beispiel können die DFSO-Eintrittsbedingungen als Reaktion darauf, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einen Schwellenwert fällt, oder dass das Fahrzeug auf einem Abwärtsabschnitt fährt, als erfüllt angesehen werden.
  • Wenn die DFSO-Eintrittsbedingungen nicht bestätigt werden (z. B. „NEIN“ bei 302), geht das Verfahren 300 zu 304 über, wobei dem Verbrennungsmotor weiterhin Kraftstoff basierend auf geschätzten Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, wie etwa Verbrennungsmotordrehzahl, Verbrennungsmotorlast, durch den Betreiber bedingtem Drehmomentbedarf usw., zugeführt wird.
  • Als ein Beispiel kann das Fortsetzen der Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor die Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor unter Verwendung eines ersten Einspritzmodus, in dem Kraftstoff während eines Verdichtungstakts direkt eingespritzt wird, wenn die Verbrennungsmotorlast unter einer Schwellenlast (z. B. 4 bar) liegt, beinhalten. Das Betreiben des Verbrennungsmotors in dem ersten Einspritzmodus kann Einspritzen von Kraftstoff am Ende des Verdichtungstakts zum Bilden eines „geschichteten“ fetten Gemischs direkt unter einer Zündkerze beinhalten. Wenn in anderen Beispielen die Verbrennungsmotordrehzahl unter einer Schwellendrehzahl liegt (z. B. niedriger als 2200 U/min ist) oder wenn ein niedrigeres Verbrennungsmotordrehmoment angefordert wird, kann dem Verbrennungsmotor Kraftstoff zugeführt werden, indem der erste Einspritzmodus verwendet wird, in dem Kraftstoff während des Verdichtungstakts direkt eingespritzt wird.
  • Als ein anderes Beispiel kann das Fortsetzen der Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor die Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor unter Verwendung eines zweiten, unterschiedlichen Einspritzmodus, in dem Kraftstoff während eine Ansaugtakts direkt eingespritzt wird, wenn die Verbrennungsmotorlast höher als die Schwellenlast ist, beinhalten. Wenn in anderen Beispielen eine höhere Verbrennungsmotorleistung angefordert wird oder wenn der Verbrennungsmotor mit höheren Drehzahlen (z. B. höher als 2200 U/min) betrieben wird, kann dem Verbrennungsmotor Kraftstoff unter Verwendung der Ansaugtakt-Direkteinspritzung zugeführt werden, um ein homogenes Luft-Kraftstoff-Ladegemisch bereitzustellen. Die Steuerung kann basierend auf Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen von dem ersten Einspritzmodus zu dem zweiten Einspritzmodus übergehen und umgekehrt. Das Verfahren 300 endet dann.
  • Wenn die DFSO-Eintrittsbedingungen bestätigt sind (z. B. „JA“ bei 302), geht das Verfahren 300 zu 306 über, um den Verbrennungsmotor mit einer Abschaltung der Kraftstoffzufuhr zu verlangsamen. Als ein Beispiel kann die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet werden, indem Zylinderkraftstoffeinspritzvorrichtungen deaktiviert werden, während der Zylinderventilbetrieb beibehalten wird. Während der DFSO wird der Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffeinspritzung betrieben, während sich der Verbrennungsmotor dreht und Luft durch die Zylinder pumpt.
  • Das Verfahren 300 geht anschließend zu 308 über, wobei bestimmt wird, ob die DFSO-Austrittsbedingungen erfüllt sind. Die DFSO-Austrittsbedingungen können als Reaktion auf eine Erhöhung des durch den Betreiber bedingten Drehmomentbefehls, der eine Wiederaufnahme der Zylinderkraftstoffeinspritzung als Folge des Herunterdrückens eines Gaspedals durch den Betreiber erfordert, oder eine erwartete Erhöhung des Drehmomentbedarfs, wie etwa während das Fahrzeug auf einem Anstiegsabschnitt fährt, bestätigt werden. In noch einem anderen Beispiel können die DFSO-Austrittsbedingungen bestätigt werden, wenn der Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffzufuhr langsamer wird bis unter eine Schwellendrehzahl, unter welcher sich der Verbrennungsmotor möglicherweise abschaltet. Wenn die DFSO-Austrittsbedingungen nicht erfüllt sind (z. B. „NEIN“ bei 310), geht das Verfahren 300 zu 310 über, um den Verbrennungsmotor weiter zu verlangsamen, wobei die Abschaltung der Kraftstoffzufuhr und der Zylinderventilbetrieb beibehalten werden. Der Verbrennungsmotor bleibt anschließend in dem DFSO-Zustand, bis die DFSO-Austrittsbedingungen erfüllt sind.
  • Wenn die DFSO-Austrittsbedingungen erfüllt sind (z. B. „JA“ bei 308) geht das Verfahren 300 zu 312 über, um die Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor wieder aufzunehmen. Die Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr in dem Verbrennungsmotor kann Aktivieren oder Freigeben der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, die zuvor bei 306 deaktiviert worden waren, beinhalten. Wenn die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen freigegeben sind, kann die Steuerung Kraftstoff in den Verbrennungsmotor gemäß dem ersten (standardmäßigen) Kraftstoffeinspritzmodus, in dem Kraftstoff während des Verdichtungstakts eingespritzt wird, einspritzen.
  • Das Verfahren 300 geht zu 313 über, wobei die Steuerung ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR) derart einstellt, dass es fetter als eine Stöchiometrie ist. Dabei kann es nötig sein, dass ein TWC (wie etwa der in 1 gezeigte TWC 178) Umwandlungseffizienzen von Stickstoffoxiden (NOx) wiederherstellt. Die Steuerung 12 kann einstellen, dass das AFR fetter als die Stöchiometrie ist, indem die Kraftstoffzufuhr eingestellt wird, um die NOx-Umwandlungseffizienz zu verbessern.
  • Das Verfahren 300 geht zu 314 über, wobei die Steuerung ein zuvor gelerntes Zielspitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment (das zuvor bei 218 aus FIG. 2 während des mit Kraftstoff versorgten Betriebs des Verbrennungsmotors bestimmt wurde) abrufen und das Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment als einen ersten Drehmomentschwellenwert anwendet. Als nächstes wendet die Steuerung bei 316 eine zuvor gelernte Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Kraftstoffeinspritzung und dem Zündzeitpunkt, wie sie zuvor während des mit Kraftstoff versorgten Betriebs des Verbrennungsmotors bei 218 des Verfahrens 200 bestimmt wurde, als eine Anfangstrennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunkenereignis an dem Austritt aus der DFSO an. Die gelernte Trennung kann einer optimalen Trennung entsprechen, bei der Verbrennungsmotor- und Wärmeverluste minimiert werden. Die Anfangstrennung kann einen Anfangszeitpunkt der Verdichtungstakt-Kraftstoffeinspritzung und einen Anfangszündzeitpunkt beinhalten.
  • Das Verfahren 300 geht anschließend zu 318 über, wobei bestimmt wird, ob die Verbrennungsmotorausgabe beim Betrieb in dem ersten Einspritzmodus unter Anwendung der gelernten Trennung bei dem ersten Drehmomentschwellenwert liegt. Der erste Drehmomentschwellenwert kann dem Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment entsprechen, das beim Betrieb mit der gelernten Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Kraftstoffeinspritzung und des Zündzeitpunkts zuvor gelernt wurde. Indem die gelernte Trennung als die Anfangstrennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündzeitpunkt angewendet wird, kann es ermöglicht werden, dass der Verbrennungsmotor den ersten Drehmomentschwellenwert mit verringerten Drehmomentverlusten aufgrund von unvollständiger Kraftstoffverdampfung und Flammenkernlöschung erreicht. Dabei führt die gelernte Trennung zu einer lokal fetten Kraftstoffwolke (das heißt, ein Schichtgemisch), welche die Zündkerze unmittelbar vor der Zündung umgibt. Da die Flammengeschwindigkeit in dieser lokal fetten Kraftstoffwolke höher ist, erfolgt die Verbrennung schneller, als wenn dies in einer homogenen Wolke erfolgen würde. Der Verbrennungsprozess kann eher näher zu einem konstanten Volumenereignis als zu einem konstanten Druckereignis sein. Infolgedessen kann ein größeres Verbrennungsmotordrehmoment mit einer besseren Verbrennung erreicht werden.
  • Der Verwendung in dieser Schrift nach bezieht sich die Trennung auf eine Anzahl von Kurbelwinkelgrad vor dem oberen Totpunkt (OT), an dem der Zündfunke das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer während des Verdichtungstakts entzündet. Die gelernte oder Anfangstrennung entspricht einer optimalen Trennung, bei der das Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment und die Standardabweichung des IMEP bei einer vorgegebenen Frühzündung, Verbrennungsmotordrehzahl und -last annehmbar sind. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die Anfangstrennung auf 55 Kurbelwinkelgrad für eine vorgegebene Last und Verbrennungsmotordrehzahl eingestellt sein.
  • Wenn das Verbrennungsmotordrehmoment den ersten Drehmomentschwellenwert nicht erreicht hat („z. B. „NEIN“ bei 318), geht das Verfahren 300 zu 320 über, wobei die Anfangstrennung (oder gelernte Trennung) weiterhin zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunken angewendet wird, sodass das Verbrennungsmotordrehmoment auf den ersten Schwellenwert steigt.
  • Sobald das Verbrennungsmotordrehmoment den ersten Schwellenwert erreicht hat (z. B. „JA“ bei 318), geht das Verfahren 300 zu 322 über, wobei die Trennung aktualisiert wird, in diesem Fall von der Anfangstrennung erhöht wird. In einem Beispiel beinhaltet das Erhöhen der Trennung bei 324 Verstellen nach früh des Zeitpunkts der Verdichtungstakt-Kraftstoffeinspritzung (von dem Anfangszeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung), während der Zündzeitpunkt (bei dem Anfangszündzeitpunkt) beibehalten wird. Alternativ dazu kann die Trennung erhöht werden, indem bei 326 der Zündzeitpunkt (von dem Anfangszündzeitpunkt) nach spät verstellt wird, während der Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Kraftstoffeinspritzung (bei dem Anfangszeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung) beibehalten wird. Beispielhafte Trennungseinstellungen sind bei 5 beschrieben.
  • Das Einstellen der Trennung kann Erhöhen der Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündzeitpunkt beinhalten. In einem Beispiel kann der Zündzeitpunkt nach spät verstellt werden, während der Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung beibehalten wird, um die Trennung zu erhöhen. In einem anderen Beispiel kann der Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung nach früh verstellt werden, während der Zeitpunkt des Zündfunkens beibehalten wird, um die Trennung zu erhöhen. Die Steuerung kann schrittweise die Trennung erhöhen, wie etwa indem der Zündzeitpunkt um jeweils 5 CAD nach spät verstellt oder der Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (in Richtung des Verdichtungstakt-UT) um jeweils 5 CAD nach früh verstellt wird. Eine Größe der schrittweisen Erhöhung der Trennung kann eingestellt werden, um keine wesentlichen Drehmomentstörungen zu bewirken. Bei jeder schrittweisen Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündzeitpunkt kann die Steuerung einen oder mehrere Verbrennungsmotorparameter wie nachstehend erklärt überwachen.
  • Das Verfahren 300 geht von 322 zu 328 über, wobei bestimmt wird, ob das Verbrennungsmotordrehmoment einen zweiten Drehmomentschwellenwert erreicht hat. Der zweite Drehmomentschwellenwert kann derart eingestellt sein, dass er höher als der erste Drehmomentschwellenwert ist. Während eines Austritts aus DFSO-Bedingungen kann die Steuerung bei 313 das AFR derart einstellen, dass es fetter als die Stöchiometrie ist. Dennoch erhöht dieser fette Betrieb das Verbrennungsmotorausgangsdrehmoment. Diese Erhöhung des Drehmoments kann kompensiert werden, indem die Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zylinderzündereignis erhöht wird. Die Erhöhung der Trennung verursacht eine Senkung des Verbrennungsmotordrehmoments. Zusammen können das Betreiben mit einem AFR, das fetter als die Stöchiometrie ist, und das Erhöhen der Trennung dazu führen, dass das Verbrennungsmotordrehmoment allmählicher auf den zweiten, höheren Schwellenwert erhöht wird. Auf diese Weise können Drehmomenterhebungen während des Austritts aus der DFSO verringert werden.
  • Wenn das Verbrennungsmotordrehmoment den zweiten Drehmomentschwellenwert nicht erreicht hat („z. B. „NEIN“ bei 328), geht das Verfahren zu 330 über, wobei die Steuerung damit fortfährt, die Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und des Zündfunkens zu erhöhen, bis der zweite Drehmomentschwellenwert erreicht ist.
  • Sobald das Verbrennungsmotordrehmoment den zweiten Drehmomentschwellenwert erreicht hat (z. B. „JA“ bei 328) geht das Verfahren 300 zu 332 über. Wenn das Verbrennungsmotordrehmoment den zweiten höheren Drehmomentschwellenwert erreicht hat, kann die Ladeverteilung innerhalb des Zylinders als eher homogen angesehen werden. Dementsprechend kann die Steuerung von dem ersten Schichteinspritzmodus zu dem zweiten, Homogeneinspritzmodus übergehen. Insbesondere geht die Steuerung von einer Verdichtungstakt-Kraftstoffzufuhr zu einer Ansaugtakt-Kraftstoffzufuhr über. Das Verfahren 300 endet.
  • Unter Bezugnahme auf 5 veranschaulicht nun eine beispielhafte Kraftstoffeinspritzprofile, die während eines Austritts aus DFSO-Bedingungen angewendet werden können. veranschaulicht eine Verbrennungsmotorposition entlang der x-Achse in Kurbelwinkelgrad (CAD). Verschiedene Kraftstoffeinspritzprofile (502, 503, 505, 507, 509, 511, 513 und 515) können durch eine Steuerung angewendet werden, um eine Trennung zwischen einem Zeitpunkt einer Zylinderdirektkraftstoffeinspritzung und einem Zündzeitpunkt beim Austritt aus einem DFSO-Zustand einzustellen. Jeder Kraftstoffimpuls (504, 508, 510, 512, 514, 516 und 518) bildet einen Zeitpunkt der Einspritzung relativ zu einer Zylinderkolbenposition ab. Die Kraftstoffimpulse sind durch schraffierte Balken gezeigt, während Zündfunkenereignisse durch einen Stern dargestellt sind. Basierend auf der Position des Zylinderkolbens zu einem beliebigen Zeitpunkt in dem Verbrennungsmotorzyklus kann Kraftstoff während eines Ansaugtakts (I), eines Verdichtungstakts (C), eines Arbeitstakts (P) oder eines Ausstoßtakts (E) eingespritzt werden. Die Zahlen auf der Y-Achse geben eine Verbrennungsereignisanzahl an, die von einem ersten Ereignis an gezählt wurde, bei dem die Kraftstoffzufuhr während eines DFSO-Austrittszustands wieder aufgenommen wurde. Zum Beispiel handelt es sich bei der Verbrennung #1 um das erste Kraftstoffzufuhrereignis (und Verbrennungsereignis), das unmittelbar nach der Bestätigung der DFSO-Austrittsbedingungen erfolgt. Anders gesagt, die Verbrennung #1 ist nicht das erste Verbrennungsereignis, das in dem Fahrzyklus auftritt, aber das erste Verbrennungsereignis, das in dem Verbrennungsmotor unmittelbar nach dem DFSO-Austritt mit keinem dazwischenliegendem Verbrennungsereignis erfolgt. Nachfolgende Verbrennungsereignisnummern stellen nachfolgende Verbrennungsereignisse dar, die ab dem Austritt aus der DFSO erfolgen.
  • Während der DFSO wird dem Verbrennungsmotor kein Kraftstoff zugeführt (Verlauf 502). Wenn die DFSO-Austrittsbedingungen erfüllt sind (wenn z. B. die Verbrennungsmotordrehzahl unter eine Schwellendrehzahl fällt), kann die Steuerung die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen reaktivieren und die Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor wieder aufnehmen. Wenn die DFSO-Austrittsbedingungen erfüllt sind, führt die Steuerung dem Verbrennungsmotor insbesondere während des Verdichtungstakts Kraftstoff zu (Kraftstoffimpuls 504). Dabei erfolgt die Verdichtungstakt-Direkteinspritzung näher zu einem Ende des Verdichtungstakts (näher zum OT als zum UT des Verdichtungstakts) und wird durch ein Zündfunkenereignis an einer Trennung s1 von dem Ende des Verdichtungstakts gefolgt. Bei der Trennung s1 handelt es sich um die Trennung, die während eines vorhergehenden Verbrennungsmotorzyklus (z. B. nicht gegenwärtigen DFSO-Austrittszustand) (wie in dem Verfahren 200 gezeigt) gelernt wurde, als der Verbrennungsmotor mit Verdichtungstakt-Direkteinspritzung betrieben wurde, der vor dem gegenwärtigen DFSO-Zustand (Verlauf 502) erfolgte. Die Steuerung ruft die Trennung s1 aus dem Speicher ab und wendet die Trennung s1 unmittelbar nach dem Austritt aus der DFSO an. Dabei ermöglicht die Trennung s1 zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (Kraftstoffimpuls 504) und dem Zündfunkenereignis (Stern), dass das Verbrennungsmotordrehmoment einen ersten Schwellenwert erreicht, wodurch ein Abwürgen des Verbrennungsmotors vermieden wird. Wie in Verfahren 300 ausgeführt, kann die Trennung s1 angewendet werden, bis ein Verbrennungsmotordrehmoment einen ersten Drehmomentschwellenwert erreicht hat, danach kann die Trennung zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunkenereignis wie nachstehend gezeigt erhöht werden.
  • Während eines Verbrennungsereignisses #2 (z. B. das Verbrennungsereignis, das unmittelbar nach dem Verbrennungsereignis #1 erfolgt), kann die Steuerung die Trennung von der Anfangs- oder gelernten Trennung s1 auf eine Trennung s2 erhöhen, wie in dem Kraftstoffeinspritzprofil 505 gezeigt ist. Dabei wird die Trennung zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (Kraftstoffimpuls 508) und dem Zündfunkenereignis (Stern) erhöht, indem der Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (Kraftstoffimpuls 508) nach früh verstellt wird, während das Zündfunkenereignis (Stern) beibehalten wird. Somit ist in diesem Beispiel CAD2 relativ zu CAD1 weiter nach früh verstellt. Dabei ist s2 größer als s1, wobei es sich bei s1 um die gelernte Trennung handelt, die ein Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment erreicht (wie in dem Verfahren 300 ausgeführt).
  • Während des nächsten Verbrennungsereignisses (#3) wird die Verdichtungstakt-Direkteinspritzung weiter nach früh verstellt, um die Trennung weiter zu erhöhen. Insbesondere beim Verbrennungsereignis #3 kann die Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (Kraftstoffimpuls 510) bei einer Trennung s3 von dem Zündfunken (Stern) sein. Dabei ist CAD3 relativ zu CAD2 und CAD1 weiter nach früh verstellt (oder s3 > s2 > s1). Dies wird bis zu einem Verbrennungsereignis #(n-2) fortgesetzt, wobei die Verdichtungstakt-Direkteinspritzung schrittweise nach früh verstellt wird, während der Zündzeitpunkt (Stern) beibehalten wird. Somit kann beim Verbrennungsereignis #(n-2) die Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (Kraftstoffimpuls 512) bei einer Trennung s(n-2) von dem Zündfunken (Stern) sein. Dabei ist CAD4 relativ zu jedem von CAD1, CAD2 und CAD3 weiter nach früh verstellt (oder s(n-2)>>s1). CAD4 ist zum Beispiel näher zu dem UT als dem OT des Verdichtungstakts.
  • Es versteht sich, dass während des Verbrennungsereignisses #1, wenn die Trennung s1 zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunkenereignis angewendet wird, eine lokal fette Kraftstoffwolke (geschichtet), welche die Zündkerze umgibt, unmittelbar vor der Zündung gebildet wird. Das Erhöhen der Trennung zwischen den Verdichtungstakt-Direkteinspritz- und den Zündfunkenereignissen in nachfolgenden Verbrennungsereignissen (zum Beispiel #2 bis #(n-2)) führt zu einer Zerstreuung der lokal fetten Kraftstoffwolke. Während die Kraftstoffwolke zerstreut wird, wird die lokal fette Kraftstoffwolke zunehmend magerer. Als Folge des Abmagerns der Schichtladung wird die Flammengeschwindigkeit verringert. In einigen Beispielen kann die Steuerung den Zündfunken langsam nach früh verstellen, um das ursprüngliche Drehmoment wiederherzustellen.
  • In einem Beispiel kann der Zündfunke entweder basierend auf einem Fahrerbedarf oder auf einer Rückkopplungszündfunkensteuerung nach früh verstellt werden. Wenn der Fahrer Leistung anfordert, kann der Zündfunke nach früh verstellt werden, um die Anforderung zu erfüllen. Wenn der Zündfunken nach früh verstellt wird, kann das Ende der Verdichtung ebenfalls nach früh verstellt werden, um die gewünschte Trennung beizubehalten. Wenn das Ende der Einspritzung nach früh verstellt wird, verringert sich das Fenster zum Einspritzen von Kraftstoff. Wenn dieses Fenster zu klein wird (die minimale Einspritzvorrichtungsimpulsbreite erreicht), kann die Steuerung von der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung zu der Ansaugtakt-Direkteinspritzung wechseln, um eine ungenaue Kraftstoffabgabe zu vermeiden. Wenn die Kraftstoffmasse größer als ein Schwellenwert wird, muss ein Teil der Kraftstoffzuführ, wenn nicht sogar die gesamte Kraftstoffzuführ, zu der Ansaugtakt-Direkteinspritzung bewegt werden, um eine ungenaue Kraftstoffabgabe zu vermeiden.
  • In einem anderen Beispiel kann der Zündfunken basierend auf einer Rückkopplungszündfunkensteuerung, zum Beispiel ohne Fahrereingabe, nach früh verstellt werden. Während die Trennung zwischen dem Ende der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunken zunimmt, verringert sich das tatsächliche Verbrennungsmotorausgangsdrehmoment, was die Verbrennungsmotordrehzahl weiter verringern kann. Sobald die Verbrennungsmotordrehzahl unter eine gewünschte fällt, kann die Rückkopplungszündfunkensteuerung damit beginnen, den Zündfunken nach früh zu verstellen, um die Verbrennungsmotordrehzahl auf eine gewünschte zu erhöhen. Sobald die Trennung zwischen dem Ende der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunken größer als eine Schwellentrennung wird, und wenn die Verbrennungsmotordrehzahl die gewünschte Verbrennungsmotordrehzahl erreicht hat, kann der Verbrennungsprozess als „homogen“ angesehen werden und die Steuerung kann von der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung zu der Ansaugtakt-Direkteinspritzung wechseln. Auf diese Weise kann der Übergang von der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung zu der Ansaugtakt-Direkteinspritzung ohne eine wesentliche Änderung des Verbrennungsmotorausgangsdrehmoments erfolgen.
  • Während der Zündfunke nach früh verstellt wird, hat der Kraftstoff jedoch weniger Zeit, um sich zu zerstreuen, und die Ladung kehrt zu einer Schichtposition zurück. Wenn unter solchen Bedingungen die Verbrennungsmotordrehzahl zu sinken beginnt, kann die Steuerung die optimale oder Anfangstrennung s1 zwischen dem Ende der Einspritzung und dem Zündfunken wiederherstellen, um die gewünschte Verbrennungsmotordrehzahl wiederherzustellen.
  • Alternativ dazu kann es anstelle des Verstellens nach früh der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (Kraftstoffimpuls 504) relativ zu dem Zündfunken möglich sein, die Trennung zu erhöhen, indem der Zündfunke von dem ursprünglichen Zündzeitpunkt nach spät verstellt, während der Anfangszeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkte wie in der gezeigt beibehalten wird. Wie in dem Kraftstoffeinspritzprofil 515 gezeigt, kann der Zündfunke (Stern) nach spät verstellt werden, während die Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (Kraftstoffimpuls 504) nicht verändert wird. Auf diese Weise kann die Trennung zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunken erhöht werden.
  • Während die Trennung zwischen dem Ende der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunken erhöht wird, beginnt die Ladeverteilung innerhalb des Zylinders, sich von einem Schichtgemisch und hin zu einem Homogengemisch zu bewegen. Infolgedessen beginnt das Verbrennungsmotordrehmoment zu sinken. Somit kann bei dem im Kraftstoffeinspritzprofil 511 gezeigten Verbrennungsereignis #(n-1) bei der Kraftstoffzufuhr von der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung zu der Ansaugtakt-Direkteinspritzung (514) übergegangen werden. In einem Beispiel kann bei der Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor von der Verdichtungseinspritzung zur Ansaugeinspritzung übergegangen werden, wenn die Trennung zwischen der Verdichtungseinspritzung und dem Zündfunken eine Schwellentrennung erreicht. Zum Beispiel kann es sich bei der Schwellentrennung um s(n-1) handeln, wobei s(n-1) größer als die Anfangstrennung s1 zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunken ist (wie in dem Kraftstoffeinspritzprofil 503 gezeigt). Ferner kann eine Trennung zwischen der Ansaugtakt-Direkteinspritzung (514) und dem Zündfunken basierend auf Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, wie etwa Verbrennungsmotorlast, Verbrennungsmotordrehzahl, Verbrennungsmotortemperatur, Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dergleichen, eingestellt werden. In einigen Beispielen kann in Abhängigkeit von Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen die Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (Kraftstoffimpuls 518) zusätzlich zu der Ansaugtakt-Direkteinspritzung (Kraftstoffimpuls 516) verwendet werden. Als ein Beispiel kann die Ansaugtakt-Einspritzung (Verlauf 516) magerer als die Stöchiometrie sein, und die Verdichtungstakt-Einspritzung (Verlauf 518) kann fetter als die Stöchiometrie sein, um fette Verbrennungsbedingungen an der Zündkerze zu erreichen, um eine Verschmutzung der Zündkerze zu verringern.
  • Kurzum, wenn der Verbrennungsmotor aus der DFSO austritt, wechselt das Verbrennungsmotordrehmoment von negativ (Kraftstoffzufuhr aus) zu positiv (Kraftstoffzufuhr an). Dies verursacht eine spürbare Drehmomenterhebung, die durch die Kraftübertragung geleitet und durch den Fahrer wahrgenommen werden kann. Indem jedoch der erste Einspritzmodus verwendet wird, in dem Kraftstoff direkt während des Verdichtungstakts eingespritzt wird, und indem ferner die Trennung zwischen der Verdichtungseinspritzung und dem Zündfunken erhöht wird, können Drehmomenterhebungen während des Austritts aus einer DFSO verringert werden. Sobald eine Trennung zwischen dem Ende der Einspritzung und dem Zündfunken erreicht wurde, kann die Ladung homogener sein und die Steuerung geht von der Verdichtungskraftstoffzufuhr zu der Ansaugkraftstoffzufuhr über. Auf diese Weise kann ein glatterer Übergang beim Austritt aus der DFSO ohne Drehmomenterhebungen möglich sein.
  • Unter Bezugnahme auf 4 zeigt nun eine ein Beispiel für das Lernen einer Trennung zwischen einer Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und einem Zündfunken vor einem DFSO-Zustand und das Anwenden der gelernten Trennung während eines folgenden Austritts aus DFSO-Bedingungen. Die Verläufe 402 und 432 zeigen ein Verbrennungsmotordrehmoment während unterschiedlicher Sätze von Bedingungen (z. B. vor der DFSO und während eines Austritts aus der DFSO). Die Verläufe 404 und 436 zeigen den Betrieb des Verbrennungsmotors in verschiedenen Einspritzmodi unter den entsprechenden Bedingungen. Die Verläufe 406 und 438 zeigen die Trennung zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunken, während die Verläufe 408 und 440 eine Verbrennungsmotordrehzahl unter den entsprechenden Bedingungen zeigen. Die Verläufe 410 und 442 zeigen eine Ladeverteilung, während die Verläufe 412 und 444 ein Gesamt-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR) unter den vorstehend genannten Bedingungen zeigen. Für jeden Verlauf ist die Zeit entlang der x-Achse (horizontal) abgebildet, während die Werte jedes entsprechenden Parameters entlang der y-Achse (vertikal) abgebildet sind.
  • Zwischen Zeitpunkt t0 und t1 wird der Verbrennungsmotor derart betrieben, dass Kraftstoff während des Ansaugtakts (Verlauf 404) direkt eingespritzt wird. Bei der Ansaugtakt-Direkteinspritzung ist die Ladeverteilung (Verlauf 410) in dem Zylinder eher homogen (Verlauf 428). Wenn Kraftstoff während des Ansaugtakts eingespritzt wird, vermischt sich der Kraftstoff mit der Luft, und zwar derart, dass die Ladeverteilung, die innerhalb des Zylinders auftritt, gleichförmig oder gleichbleibend oder homogen in dem gesamten Volumen im Inneren des Zylinders ist. Infolge des gleichförmigen Vermischens kann es weder magere noch fette Kraftstofftaschen im Inneren des Zylinders geben. Wenn die Zündung erfolgt, wird daher die ganze Ladung innerhalb des Zylinders entzündet und brennt mit gleicher Effizienz und die durch die Anfangsverbrennung erzeugte Flamme breitet sich effektiver über das gesamte Gemisch aus.
  • Zwischen Zeitpunkt t0 und t1, wenn dem Verbrennungsmotor Kraftstoff über die Ansaugtakt-Direkteinspritzung zugeführt wird, kann ein Gesamt-AFR (Verlauf 412) bei oder nahe dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis 430 liegen. Dennoch kann es in Abhängigkeit von Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen (wie etwa Verbrennungsmotordrehzahl, Verbrennungsmotordrehmoment, Verbrennungsmotortemperatur, Verbrennungsmotorlast usw.) möglich sein, den Verbrennungsmotor über die Ansaugtakt-Direkteinspritzung zu betreiben, sodass das Gesamt-AFR innerhalb eines Bereichs (z. B. 11:1 bis 15:1) liegt. Wenn zum Beispiel ein höherer durch den Betreiber bedingter Drehmomentbedarf besteht, kann der Verbrennungsmotor mit einem Gesamt-AFR, deren Stöchiometrie fetter als eine Stöchiometrie ist (z. B. 11:1) betrieben werden, bis der Drehmomentbedarf erfüllt ist. Danach kann das Gesamt-AFR auf oder nahe der Stöchiometrie eingestellt werden. Unter einigen Betriebsbedingungen, kann die Steuerung, wenn erhöhte Kraftstoffeffizienz gewünscht ist, den Verbrennungsmotor mit Kraftstoff betreiben, der während des Ansaugtakts eingespritzt wird und ein Gesamt-AFR aufweist, das magerer als die Stöchiometrie ist (z. B. 15:1).
  • Zwischen t1 und t3 kann der Verbrennungsmotor auf leichte Lastbedingungen treffen. Dabei bleibt eine Verbrennungsmotordrehzahl (Verlauf 408) unter einer ersten Schwellendrehzahl 424. Infolgedessen kann bei der Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor von der Ansaugtakt-Direkteinspritzung zu der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (Verlauf 404) bei Zeitpunkt t1 übergegangen werden. Zusätzlich dazu kann der Verbrennungsmotor weiterhin mit der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung betrieben werden, bis die Verbrennungsmotordrehzahl (Verlauf 408) die erste Schwellendrehzahl 424 erreicht. Somit wird dem Verbrennungsmotor zwischen t1 und t3 Kraftstoff unter Verwendung der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung zugeführt.
  • Bei der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (auch bekannt als Schichtmodus) wird Kraftstoff nahe einem Ende eines Verdichtungstakts eingespritzt, was zu einer eher geschichteten Ladeverteilung (Verlauf 426) führt. Dabei wird eine kleine isolierte Tasche oder Wolke aus Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb des Zylinders direkt unter der Zündkerze erzeugt, wodurch eine lokal fette Schichtladungsverteilung gebildet wird. Obwohl das AFR in der Schichtwolke fett ist, kann das Gesamt-AFR (Verlauf 412) magerer als die Stöchiometrie 430 sein, wenn dem Verbrennungsmotor unter Verwendung der Verdichtungstakt-Einspritzung Kraftstoff zugeführt wird. Als ein Beispiel kann dem Verbrennungsmotor mit der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung Kraftstoff zugeführt werden und Einlassluft kann eingestellt werden, um ein Gesamt-AFR zu erreichen, das innerhalb eines Bereichs von 11:1 bis 40:1 liegt. Dabei kann der fette Betrieb benötigt werden, um Katalysatorumwandlungseffizienzen wiederherzustellen/beizubehalten.
  • Zusätzlich zur Kraftstoffzufuhr während des Verdichtungstakts kann die Steuerung darüber hinaus eine Trennung (Verlauf 406) zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und einem Zündfunkenereignis einstellen. Bei Zeitpunkt t1, wenn bei der Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor von der Ansaugtakt-Direkteinspritzung zu der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung übergegangen wird, kann die Trennung (Verlauf 406) auf eine Schwellentrennung 421 eingestellt werden. Die Schwellentrennung kann basierend auf einem oder mehreren von der Verbrennungsmotordrehzahl (Verlauf 408) und dem Verbrennungsmotordrehmoment (Verlauf 402) eingestellt werden.
  • Zwischen t1 und t2 kann die Trennung (Verlauf 406) zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunken erhöht werden. Während die Trennung (Verlauf 406) zunimmt, beginnt das Verbrennungsmotordrehmoment (Verlauf 402) zuzunehmen, bis es ein Schwellendrehmoment 414 erreicht, und danach beginnt das Verbrennungsmotordrehmoment (Verlauf 402) abzunehmen, während die Trennung (Verlauf 406) weiterhin vergrößert wird. Insbesondere nimmt das Verbrennungsmotordrehmoment zu, bis eine optimale Trennung (oder das Schwellendrehmoment 414) erreicht ist. Sobald die optimale Trennung erreicht ist, führt jede weitere Erhöhung der Trennung zu einer Senkung des Drehmoments.
  • Bei t2 lernt die Steuerung, dass das bei der Trennung (Markierung 416) erzeugte Verbrennungsmotordrehmoment (Verlauf 402) ein Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment ist. Diese Trennung (Markierung 416) und das Schwellendrehmoment oder Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment (414) wird im Speicher der Steuerung gespeichert. Die Steuerung ruft die gelernte Trennung und das Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment unter anderen Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen (z. B. während eines DFSO-Austritts) wie nachstehend gezeigt ab.
  • Bei Zeitpunkt t3 tritt der Verbrennungsmotor aus dem leichten Lastzustand heraus und die Verbrennungsmotordrehzahl (Verlauf 408) übersteigt die erste Schwellendrehzahl 424. In einem Beispiel kann bei der Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor zurück zu der Ansaugtakt-Direkteinspritzung (Verlauf 404) übergegangen werden, um die zunehmenden Verbrennungsmotorlastanforderungen zu erfüllen. In anderen Beispielen kann die Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor bei der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung für eine bestimmte Zeit beibehalten werden, und anschließend kann basierend auf Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen zurück zu der Ansaugtakt-Direkteinspritzung übergegangen werden.
  • Somit wird die Trennung zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunken, die ein Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment bewirkt, während Verbrennungsmotorzyklen gelernt, wenn die Verdichtungstakt-Direkteinspritzung zur Kraftstoffzufuhr verwendet wird. In einem Beispiel kann die Steuerung die Trennung jedes Mal lernen, wenn dem Verbrennungsmotor unter Verwendung der Verdichtungstakt-Einspritzung Kraftstoff zugeführt wird, und dementsprechend den in dem Speicher gespeicherten Wert aktualisieren. In einem anderen Beispiel kann die Steuerung die Trennung lernen, wenn eine bestimmte Zeit seit dem letzten Lernen verstrichen ist.
  • Ein anderer Verbrennungsmotorbetrieb in dem gleichen Zyklus ist zwischen Zeitpunkt t4 und t8 gezeigt. Insbesondere zwischen t4 und t5 befindet sich der Verbrennungsmotor in einem Schubabschaltungs(DFSO)-Zustand. Währen des DFSO-Zustands sind die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen deaktiviert und dem Verbrennungsmotor wird kein Kraftstoff zugeführt. Da dem Verbrennungsmotor kein Kraftstoff zugeführt wird, kann bestimmt werden, dass das Gesamt-AFR (Verlauf 444) mager ist. Zusätzlich dazu wird der Verbrennungsmotor während der DFSO verlangsamt (angegeben durch eine sinkende Verbrennungsmotordrehzahl (Verlauf 440)) und das Verbrennungsmotordrehmoment (Verlauf 432) kann niedrig sein.
  • Bei Zeitpunkt t5 fällt die Verbrennungsmotordrehzahl (Verlauf 440) unter eine zweite Schwellendrehzahl 450. In einem Beispiel kann die zweite Schwellendrehzahl 450 niedriger als die erste Schwellendrehzahl 424 sein, die während eines vorhergehenden leichtlastigen Verbrennungsmotorzyklus verwendet wurde. In anderen Beispielen kann die erste Schwellendrehzahl 424 die gleiche oder eine andere als die Schwellendrehzahl 424 sein, die während eines vorhergehenden Verbrennungsmotorzyklus verwendet wurde. Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl (Verlauf 440) unter die zweite Schwellendrehzahl 450 fällt, werden die DFSO-Austrittsbedingungen als erfüllt angesehen und die Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor kann wieder aufgenommen werden.
  • Wenn die Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor wieder aufgenommen wird, kann ein plötzlicher Sprung bei dem Drehmoment (Verlauf 434) auftreten. Diese spürbare Drehmomenterhebung wird durch die Kraftübertragung geleitet und kann durch den Fahrer wahrgenommen werden. Die Erfinder haben erkannt, dass es möglich ist, die Drehmomenterhebung während eines DFSO-Austritts zu vermeiden, indem von einer Verdichtungstakt-Einspritzung zu einer Ansaugtakt-Einspritzung übergegangen wird, indem die Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungseinspritzung und dem Zündfunkenereignis erhöht wird, wie nachstehend erörtert ist.
  • Unmittelbar nach dem DFSO-Austritt bei t5 wird dem Verbrennungsmotor unter Verwendung der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (Verlauf 436) Kraftstoff zugeführt. Zusätzlich dazu wird die Trennung (Verlauf 422), die während der vorhergehenden Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (zwischen Zeitpunkt t1 und t2) nun zwischen Zeitpunkt t5 und t6 angewendet. Wenn die Trennung (Verlauf 438) bei der gelernten Trennung oder der Schwellentrennung 422 gehalten wird, erreicht das Verbrennungsmotordrehmoment den ersten Schwellenwert 414. Dabei handelt es sich bei dem ersten Schwellenwert um den Spitzenverbrennungsmotorausgangsschwellenwert, der während des Zeitpunkts t1 und t2 bestimmt wurde. Sobald das Verbrennungsmotordrehmoment den ersten Schwellenwert 414 erreicht hat, kann die Trennung 438 zwischen t6 und t7 schrittweise erhöht werden.
  • Wenn der Verbrennungsmotor aus der DFSO austritt können Emissionen abgebaut werden. Während der DFSO, bei der keine Kraftstoffzufuhr stattfindet, kann das Abgas reich an Sauerstoff sein. Infolgedessen kann ein Dreiwegekatalysator (TWC) benötigt werden, um NOx-Umwandlungseffizienzen wiederherzustellen, wenn aus der DFSO ausgetreten wird und die Kraftstoffzufuhr wieder aufgenommen wird. Eine Art, den Katalysator zu reaktivieren, ist, den Verbrennungsmotor mit einem AFR (Verlauf 444) zu betreiben, das derart eingestellt ist, dass es fetter als die Stöchiometrie ist. Dieser fette Betrieb erhöht das Verbrennungsmotorausgangsdrehmoment, wobei eine Drehmomenterhebung deutlicher spürbar wird. Um dennoch dieser plötzlichen Erhöhung des Drehmoments entgegenzuwirken, kann die Trennung (Verlauf 438) zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunken schrittweise erhöht werden.
  • Wenn die Trennung (Verlauf 438) erhöht wird, während das Gesamt-AFR nahe der Stöchiometrie oder mager gehalten wird, beginnt das Verbrennungsmotordrehmoment (Verlauf 448) zu sinken. Somit besteht das Endergebnis des Erhöhens der Trennung, während ein Gesamt-AFR fett gehalten wird, darin, dass sich das Verbrennungsmotordrehmoment (Verlauf 432) allmählicher erhöht. Auf diese Weise können plötzliche Drehmomenterhebungen verringert werden, die andernfalls während eines DFSO-Austritts auftreten würden.
  • In einem Beispiel kann die Steuerung die fette AFR-Aktion solange verzögern, bis das Verbrennungsmotordrehmoment den ersten Schwellenwert (414) erreicht. Als ein Beispiel kann der Verbrennungsmotor von Zeitpunkt t5 bis t6 nahe der Stöchiometrie betrieben werden und anschließend kann der Verbrennungsmotor bei t6 mit dem fetten AFR betrieben werden. Das Verzögern des fetten AFR-Betriebs kann das Verbrennungsmotordrehmoment während des DFSO-Austritts allmählicher erhöhen.
  • Das Erhöhen der Trennung (Verlauf 438) zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunken verursacht, dass die Ladeverteilung (Verlauf 442) schrittweise homogener bzw. weniger geschichtet wird. Bei t7 kann die Ladeverteilung (Verlauf 442) näher zu einer homogenen Verteilung sein. Ferner erreicht das Verbrennungsmotordrehmoment bei t7 einen zweiten, höheren Schwellenwert (415). Wenn das Verbrennungsmotordrehmoment (Verlauf 432) den zweiten Schwellenwert (415) erreicht, kann bei dem Verbrennungsmotor von der Verdichtungstakt-Einspritzung zu der Ansaugtakt-Einspritzung (436) übergegangen werden. In einem Beispiel kann der zweite Schwellenwert (415) basierend darauf bestimmt werden, dass die Ladeverteilung homogener wird.
  • Zwischen t7 und t8 wird dem Verbrennungsmotor unter Verwendung der Ansaugtakt-Einspritzung (Verlauf 436) Kraftstoff zugeführt und das Gesamt-AFR (Verlauf 444) wird näher zur Stöchiometrie (430) gehalten. Zusätzlich dazu können ein Einspritzzeitpunkt der Ansaugtakt-Einspritzung und eine Menge an eingespritztem Kraftstoff basierend auf der Verbrennungsmotordrehzahl (Verlauf 440) und dem Verbrennungsmotordrehmoment (Verlauf 432) eingestellt werden. Es versteht sich, dass das AFR (Verlauf 412), das zwischen Zeitpunkt t1 und t3 verwendet wurde, als dem Verbrennungsmotor Kraftstoff unter Verwendung der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung zugeführt wurde, magerer als das Gesamt-AFR (Verlauf 444) ist, das zwischen Zeitpunkt t5 und t7 verwendet wird.
  • Auf diese Weise kann während eines Austritts aus DFSO-Bedingungen eine Trennung zwischen dem Ende einer Verdichtungstakt-Kraftstoffeinspritzung und einem Zündzeitpunkt schrittweise erhöht werden, um das Endverbrennungsmotordrehmoment schrittweise zu erhöhen und Drehmomenterhebungen zu vermeiden. Insbesondere ändert das Erhöhen der Trennung zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunkenereignis die Ladeverteilung. Da sich der Kraftstoff langsam zerstreut, gibt es einen Bereich, in dem das Gemisch nicht derart fett ist, wie es einmal war, jedoch nicht so mager wie ein Homogengemisch ist. Unter der Vorgabe, dass sich das Gemisch um die Zündkerze zerstreut, wird das lokal fette Gemisch ebenfalls magerer. Dieses Magerer-werden verringert die Flammengeschwindigkeit, was das Drehmoment verringert. Somit wirkt diese Verringerung des Drehmoments der Erhöhung des Drehmoments entgegen, die aufgrund eines fetteren AFR auftritt, das während eines DFSO-Austritts verwendet wird, um die Reaktivierung eines mit Sauerstoff gesättigten Abgaskatalysators zu steuern. Die technische Wirkung des Erhöhens der Trennung zwischen der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zündfunken während eines DFSO-Austritts besteht darin, dass das Verbrennungsmotordrehmoment zu sinken beginnt. Somit kann die Verringerung des Verbrennungsmotordrehmoments, die durch Erhöhen der Trennung verursacht wird, der Erhöhung des Verbrennungsmotordrehmoments entgegenstehen, die als Folge des Betreibens des Verbrennungsmotors mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR) (zur Erhöhung der Effizienz von Abgaskatalysatoren) auftritt. Anstelle des Auftretens einer riesigen Drehmomenterhebung erfolgt bei dem Verbrennungsmotor daher nun eine schrittweise Erhöhung des Drehmoments, wodurch der Übergang bei dem Verbrennungsmotordrehmoment während des DFSO-Austritts allmählicher wird.
  • Die vorstehend beschriebenen Systeme und Verfahren stellen ein Verfahren zum Umfassen von Folgendem während eines Austritts aus einem Schubabschaltungs(DFSO)-Zustand: Zuführen von Kraftstoff an einen Verbrennungsmotor über eine Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (DI) an einer ersten Trennung von einem Zündfunkenereignis, bis ein Verbrennungsmotordrehmoment einen ersten Schwellenwert erreicht, anschließend Erhöhen einer Trennung zwischen der Verdichtungstakt-DI und dem Zündfunkenereignis, bis das Verbrennungsmotordrehmoment einen zweiten, höheren Schwellenwert erreicht und danach Übergehen bei der Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor zu einer Ansaugtakt-DI. In einem ersten Beispiel für das Verfahren, kann das Verfahren zusätzlich oder alternativ beinhalten, dass es sich bei der ersten Trennung um eine gelernte Trennung handelt, die während einer vorhergehenden Verdichtungstakt-DI-Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor vor dem DFSO-Zustand gelernt wurde. Ein zweites Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass es sich bei dem Verbrennungsmotordrehmoment um ein Endverbrennungsmotorausgangsdrehmoment handelt, und dass die erste Trennung ein Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment bereitstellt, das einen integrierten effektiven Mitteldruck eines Verbrennungsmotorzylinders innerhalb eines Schwellendrucks hält. Ein drittes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten und des zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, dass der Verbrennungsmotor vor dem Austritt aus dem DFSO-Zustand bei abgeschalteten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen verlangsamt wird.
  • Ein viertes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis dritten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Trennung eine Differenz zwischen einem Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung und einem Zeitpunkt des Zündfunkenereignisses beinhaltet, und dass das Erhöhen der Trennung das Verstellen nach früh der Verdichtungstakt-DI, während der Zeitpunkt des Zündfunkenereignisses beibehalten wird, beinhaltet. Ein fünftes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis vierten Beispiels und beinhaltet ferner, dass das Erhöhen der Trennung das Verstellen nach spät eines Zeitpunkts des Zündfunkenereignisses, während ein Zeitpunkt der Verdichtungstakt-DI beibehalten wird, beinhaltet. Ein sechstes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis fünften Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor über die Ansaugtakt-DI die Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor während eines Ansaugtakts eines Verbrennungsmotorzyklus, einen Zeitpunkt der Ansaugtakt-DI, der weiter nach früh verstellt von einem unteren Totpunkt eines Kolbens in dem Ansaugtakt als die Verdichtungstakt-DI von einem oberen Totpunkt des Kolbens in einem Verdichtungstakt ist, beinhaltet. Ein siebtes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis sechsten Beispiels und beinhaltet ferner, dass ein Gesamt-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR) des Verbrennungsmotors während der Verdichtungstakt-DI während des Austritts aus einem DFSO-Zustand fetter als das Gesamt-AFR des Verbrennungsmotors unter Verwendung der Verdichtungstakt-DI vor dem Austritt aus dem DFSO-Zustand ist.
  • Die vorstehend beschriebenen System und Verfahren stellen zudem ein Verfahren bereit, umfassend Betreiben eines Verbrennungsmotors in einem ersten Einspritzmodus vor einem Schubabschaltungs(DFSO)-Zustand, in dem Kraftstoff in einem Verdichtungstakt eingespritzt wird, um eine Anfangstrennung zwischen einem Zeitpunkt einer Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und einem Zeitpunkt eines Zündfunkens, damit ein Verbrennungsmotordrehmoment einen ersten Drehmomentschwellenwert erreicht, Anwenden der Anfangstrennung und Betreiben des Verbrennungsmotors in dem ersten Einspritzmodus während eines Austritts aus dem DFSO-Zustand, um den ersten Drehmomentschwellenwert zu erreichen, Erhöhen einer Trennung zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zeitpunkt des Zündfunkens, um das Verbrennungsmotordrehmoment zu erhöhen, und wenn das Verbrennungsmotordrehmoment einen zweiten, höheren Drehmomentschwellenwert erreicht, Übergehen bei dem Verbrennungsmotor von dem ersten Einspritzmodus auf einen zweiten, unterschiedlichen Einspritzmodus, bei dem Kraftstoff während eines Ansaugtakts eingespritzt wird. In einem ersten Beispiel für das Verfahren kann das Verfahren zusätzlich oder alternativ beinhalten, dass der erste Einspritzmodus vor dem DFSO-Zustand ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR) beinhaltet, das magerer als der erste Einspritzmodus während des Austritts aus der DFSO ist. Ein zweites Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Übergehen bei dem Verbrennungsmotor von dem ersten Einspritzmodus auf den zweiten Einspritzmodus erfolgt, wenn die Trennung eine Schwellentrennung erreicht, wobei die Schwellentrennung größer als die Anfangstrennung ist.
  • Ein drittes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten und des zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, dass es sich bei dem ersten Drehmomentschwellenwert um ein gewünschtes Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment handelt, wenn ein indizierter effektiver Mitteldruck (IMEP) eines Zylinders innerhalb eines Schwellendrucks liegt. Ein viertes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis dritten Beispiels und beinhaltet ferner Bestimmen des ersten Drehmomentschwellenwerts basierend auf einem oder mehreren von einer Verbrennungsmotorlast, einer Verbrennungsmotordrehzahl und einer Frühzündung. Ein fünftes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis vierten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Trennung eine Differenz zwischen dem Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung und dem Zeitpunkt eines Zündfunkens beinhaltet, und dass das Erhöhen der Trennung das Verstellen nach früh des Zeitpunkts der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung, während der Zeitpunkt des Zündfunkens beibehalten wird, beinhaltet. Ein sechstes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis fünften Beispiels und beinhaltet ferner, dass das Erhöhen der Trennung das Verstellen nach spät des Zeitpunkts des Zündfunkens, während der Zeitpunkt der Verdichtungstakt-Direkteinspritzung beibehalten wird, beinhaltet.
  • Die vorstehend beschriebenen Systeme und Verfahren stellen ein Fahrzeug bereit, umfassend einen Verbrennungsmotor, eine Direkteinspritzvorrichtung, die an einen Zylinder des Verbrennungsmotors gekoppelt ist, eine Zündkerze, eine Lambdasonde, einen Verbrennungsmotordrehzahlsensor, der dazu konfiguriert ist, eine Verbrennungsmotordrehzahl zu messen, und eine Steuerung mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen zu Folgendem: während eines Kraftstoffzufuhrereignisses vor einem Schubabschaltungs(DFSO)-Zustands, Lernen einer ersten Trennung zwischen einer Verdichtungstakt-Direktkraftstoffeinspritzung und einem Zündzeitpunkt der Zündkerze, um ein Zieldrehmoment zu erreichen, Anwenden der ersten gelernten Trennung, um das Zieldrehmoment nach einem Austritt aus dem DFSO-Zustand zu erreichen, wenn eine Verbrennungsmotordrehzahl unter einen ersten Drehzahlschwellenwert fällt; und Erhöhen einer Trennung zwischen der Verdichtungstakt-Direktkraftstoffeinspritzung und dem Zündzeitpunkt von der ersten gelernten Trennung auf eine zweite, größere Trennung zwischen der Verdichtungstakt-Direktkraftstoffeinspritzung und dem Zündzeitpunkt und anschließendes Übergehen bei der Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor zu einer Ansaugtakt-Direktkraftstoffeinspritzung. In einem ersten Beispiel für das System kann das System zusätzlich oder alternativ beinhalten, dass die Verdichtungstakt-Direktkraftstoffeinspritzung an einem Ende eines Verdichtungstakts erfolgt. Ein zweites Beispiel für das System beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass eine Ladeverteilung in dem Zylinder fetter ist, wenn der Verbrennungsmotor unter Verwendung der Verdichtungstakt-Direktkraftstoffeinspritzung betrieben wird, und dass die Ladeverteilung magerer ist, wenn der Verbrennungsmotor unter Verwendung der Ansaugtakt-Direktkraftstoffeinspritzung betrieben wird. Ein drittes Beispiel für das System beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten und des zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Steuerung ferner Anweisungen zu Folgendem beinhaltet: Bestimmen des Zieldrehmoments basierend auf eines oder mehrere von der Verbrennungsmotordrehzahl, einer Verbrennungsmotorlast und einem indizierten effektiven Mitteldruck (IMEP) des Zylinders, bevor der DFSO-Zustand auftritt. Ein viertes Beispiel für das System beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis dritten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Steuerung ferner Anweisungen zu Folgendem beinhaltet: Übergehen bei der Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor zu der Ansaugtakt-Direktkraftstoffeinspritzung, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl einen zweiten, größeren Drehzahlschwellenwert übersteigt.
  • Es ist zu beachten, dass die hier beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen im Zusammenhang mit verschiedenen Verbrennungsmotor- und/oder Fahrzeugsystemauslegungen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Verbrennungsmotorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erzielen, sondern wird vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können je nach der konkreten eingesetzten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nichtflüchtigem Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Verbrennungsmotorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Verbrennungsmotorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, durchgeführt werden.
  • Es versteht sich, dass die hier offenbarten Auslegungen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technik auf V-6-, I-4-, I--6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Verbrennungsmotortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der unterschiedlichen Systeme und Auslegungen und weitere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
  • Die folgenden Patentansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche im Rahmen dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche, egal ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Umfang aufweisen, werden außerdem als in dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6240354 [0004]

Claims (15)

  1. Verfahren, umfassend: Zuführen von Kraftstoff an einen Verbrennungsmotor während eines Austritts aus einem Schubabschaltungs(DFSO)-Zustand über eine Verdichtungstakt-Direkteinspritzung (DI) an einer ersten Trennung von einem Zündfunkenereignis, bis ein Verbrennungsmotordrehmoment einen ersten Schwellenwert erreicht, anschließend Erhöhen einer Trennung zwischen der Verdichtungstakt-DI und dem Zündfunkenereignis, bis das Verbrennungsmotordrehmoment einen zweiten, höheren Schwellenwert erreicht und danach Übergehen bei der Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor zu einer Ansaugtakt-DI.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der ersten Trennung um eine gelernte Trennung handelt, die während einer vorhergehenden Verdichtungstakt-DI-Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor gelernt wurde, die vor dem DFSO-Zustand erfolgte.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Verbrennungsmotordrehmoment um ein Endverbrennungsmotorausgangsdrehmoment handelt, und wobei die erste Trennung ein Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment bereitstellt, das einen integrierten effektiven Mitteldruck eines Verbrennungsmotorzylinders innerhalb eines Schwellendrucks hält.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor dem Austritt aus dem DFSO-Zustand der Verbrennungsmotor verlangsamt wird, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen abgeschaltet sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Trennung eine Differenz zwischen einem Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung und einem Zeitpunkt des Zündfunkenereignisses beinhaltet, und wobei das Erhöhen der Trennung das Verstellen nach früh der Verdichtungstakt-DI, während der Zeitpunkt des Zündfunkenereignisses beibehalten wird, beinhaltet.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erhöhen der Trennung Verstellen nach spät eines Zeitpunkts des Zündfunkenereignisses, während ein Zeitpunkt der Verdichtungstakt-DI beibehalten wird, beinhaltet.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor über die Ansaugtakt-DI die Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor während eines Ansaugtakts eines Verbrennungsmotorzyklus beinhaltet, wobei ein Zeitpunkt der Ansaugtakt-DI weiter nach früh verstellt von einem unteren Totpunkt eines Kolbens in dem Ansaugtakt als die Verdichtungstakt-DI von einem oberen Totpunkt des Kolbens in einem Verdichtungstakt ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Gesamt-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR) des Verbrennungsmotors während der Verdichtungstakt-DI während des Austritts aus einem DFSO-Zustand fetter als das Gesamt-AFR des Verbrennungsmotors unter Verwendung der Verdichtungstakt-DI vor dem Austritt aus dem DFSO-Zustand ist.
  9. System für ein Fahrzeug, umfassend: einen Verbrennungsmotor; eine Direkteinspritzvorrichtung, die an einen Zylinder des Verbrennungsmotors gekoppelt ist; eine Zündkerze; einen Verbrennungsmotordrehzahlsensor, der dazu konfiguriert ist, eine Verbrennungsmotordrehzahl zu messen; und eine Steuerung mit auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen zu Folgendem: während eines Kraftstoffzufuhrereignisses vor einem Schubabschaltungs(DFSO)-Zustands, Lernen einer ersten Trennung zwischen einer Verdichtungstakt-Direktkraftstoffeinspritzung und einem Zündzeitpunkt der Zündkerze, um ein Zieldrehmoment zu erreichen; Anwenden der gelernten ersten Trennung, um das Zieldrehmoment nach einem Austritt aus dem DFSO-Zustand zu erreichen, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl unter einen ersten Drehzahlschwellenwert fällt; und Erhöhen einer Trennung zwischen der Verdichtungstakt-Direktkraftstoffeinspritzung und dem Zündzeitpunkt von der gelernten ersten Trennung auf eine zweite, größere Trennung zwischen der Verdichtungstakt-Direktkraftstoffeinspritzung und dem Zündzeitpunkt und anschließendes Übergehen bei der Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor zu einer Ansaugtakt-Direktkraftstoffeinspritzung.
  10. System nach Anspruch 9, wobei die Verdichtungstakt-Direktkraftstoffeinspritzung an einem Ende eines Verdichtungstakts erfolgt.
  11. System nach Anspruch 9, wobei eine Ladeverteilung in dem Zylinder fetter ist, wenn der Verbrennungsmotor unter Verwendung der Verdichtungstakt-Direktkraftstoffeinspritzung betrieben wird, und wobei die Ladeverteilung magerer ist, wenn der Verbrennungsmotor unter Verwendung der Ansaugtakt-Direktkraftstoffeinspritzung betrieben wird.
  12. System nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner Anweisungen zu Folgendem beinhaltet: Bestimmen des Zieldrehmoments basierend auf einem oder mehreren von der Verbrennungsmotordrehzahl, einer Verbrennungsmotorlast und einem indizierten effektiven Mitteldruck (IMEP) des Zylinders, bevor der DFSO-Zustand auftritt.
  13. System nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner Anweisungen zu Folgendem beinhaltet: Übergehen bei der Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor zu der Ansaugtakt-Direktkraftstoffeinspritzung, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl einen zweiten, größeren Drehzahlschwellenwert übersteigt.
  14. System nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner Anweisungen zu Folgendem beinhaltet: Kraftstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor während des Kraftstoffzufuhrereignisses vor dem DFSO-Zustand bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR), das magerer als die Kraftstoffzufuhr während eines Austritts aus dem DFSO-Zustand ist.
  15. System nach Anspruch 9, wobei es sich bei dem Zieldrehmoment um ein gewünschtes Spitzenverbrennungsmotorausgangsdrehmoment handelt, wenn ein indizierter effektiver Mitteldruck (IMEP) des Zylinders innerhalb eines Schwellendrucks liegt.
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