(57)【要約】【課題】ハーフエンジン運転とフルエンジン運転との間の切換えによって内燃機関に対する異なる減速要求を実現することを可能にする内燃機関の運転方法及び装置を提供する。【解決手段】減速要求が受信される、とりわけ非燃焼状態の下での内燃機関（１）の運転方法において、受信された減速要求の大きさに応じて内燃機関（１）の第一の運転状態と第二の運転状態の間で切換えられ、その際第一の運転状態と第二の運転状態が、充填サイクルが停止されているシリンダ（１１、１２、…、１８）の数の点で異なっている。非燃焼状態の下での内燃機関（１）の運転装置（２５）は、減速要求の測定のための手段（４０）と、減速要求の大きさに応じて、内燃機関（１）の第一の運転状態と第二の運転状態の間で切換える手段（３０）を備え、第一の運転状態と第二の運転状態が、充填サイクルが停止されているシリンダ（１１、１２、…、１８）の数の点で異なっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減速要求が受信される、非燃焼状態の下での内燃機関（１）の運転方法において、
受信された減速要求の大きさに応じて内燃機関（１）の第一の運転状態と第二の運転状態の間で切換えられ、その際第一の運転状態と第二の運転状態が、充填サイクルが停止されているシリンダ（１１、１２、…、１８）の数の点で異なっていることを特徴とする内燃機関の運転方法。
【請求項２】
充填サイクルが停止されているシリンダ（１１、１２、…、１８）の数が、第一の運転状態の下では第二の運転状態の下でよりも多く選ばれることを特徴とする請求項１にｋしあいの運転方法。
【請求項３】
第一の運転状態の下では、シリンダ（１１、１２、…、１８）の半数の充填サイクルが停止されることを特徴とする請求項２に記載の運転方法。
【請求項４】
第一の運転状態の下では、点火順序で一つおきのシリンダ（１１、１２、…、１８）の充填サイクルが停止されることを特徴とする請求項３に記載の運転方法。
【請求項５】
第二の運転状態の下では、充填サイクルが全てのシリンダ（１１、１２、…、１８）で作動されることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の運転方法。
【請求項６】
既定の第一の閾値を越える減速要求があると、第一の運転状態から第二の運転状態へ切換えられることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の運転方法。
【請求項７】
既定の第二の閾値よりも低い減速要求の場合には、第二の運転状態から第一の運転状態へ切換えられることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の運転方法。
【請求項８】
既定の第一の閾値と既定の第二の閾値が同じ大きさに選ばれることを特徴とする請求項６に記載の運転方法。
【請求項９】
既定の第一の閾値と既定の第二の閾値が異なる大きさに選ばれることを特徴とする請求項６に記載の運転方法。
【請求項１０】
減速要求の測定のための手段（４０）を備えた、非燃焼状態の下での内燃機関（１）の運転装置（２５）において、
減速要求の大きさに応じて、内燃機関（１）の第一の運転状態と第二の運転状態の間で切換える手段（３０）を備え、第一の運転状態と第二の運転状態が、充填サイクルが停止されているシリンダ（１１、１２、…、１８）の数の点で異なっていることを特徴とする内燃機関の運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非燃焼状態の下での内燃機関の運転方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のエンジン制御装置が、内燃機関の運転の間に、例えば内燃機関によって駆動されている自動車のドライバーによるブレーキペダルの操作に基づいて或いはビークルダイナミクスコントロール装置から、減速要求を受取り、この要求がエンジン或いは内燃機関によって実行されることが既に知られている。
【発明の開示】
【０００３】
独立の請求項のメルクマールを持つ、とりわけ非燃焼状態の下での、内燃機関の運転のための本発明に基づく方法及び本発明に基づく装置は、それに対して、減速要求の大きさに応じて、内燃機関の第一の運転状態と第二の運転状態との間で切換えられ、その際、第一の運転状態と第二の運転状態は、充填サイクルが停止されているシリンダ（１１、１２、…、１８）の数の点で異なっている、という利点を持っている。この様にすることによって、異なる減速要求の実現が、充填サイクルが停止されている、内燃機関の異なるシリンダの数によって支援される。異なる減速要求は、この様にすることによって、より良く且つより迅速に実現されるので、内燃機関によって駆動されている車両の安全性が高められる。
【０００４】
従属請求項に述べられている措置によって、主請求項に示されている方法の有利な拡張及び改良が可能となる。
充填サイクルが停止されているシリンダの数が第一の運転状態の下では第二の運転状態下でよりも大きく選ばれると、とりわけ有利である。この様にすることによって、第二の運転状態は第一の運転状態よりもより大きな減速要求の実現のために利用することができる。
【０００５】
逆に、充填サイクルが停止されているシリンダの数が、第一の運転状態の下では第二の運転状態の下でよりも小さく選ばれると、第二の運転状態は第一の運転状態よりもより小さな減速要求の実現のために利用することができる。
【０００６】
その際、第一の運転状態の下ではシリンダの半数の充填サイクルが停止されると有利である。この手法は、偶数のシリンダバンクを有する内燃機関の場合であれば、半分のシリンダバンクの充填サイクルを停止させることを可能にし、この半分のシリンダバンクの充填サイクルの停止という方法は、とりわけ簡単に実行することができる。
【０００７】
第一の運転状態の下で、点火順序で一つおきのシリンダの充填サイクルが停止されると、もう一つの利点が生まれる。この様にすると、第一の運転状態の下でも平滑なエンジン作動が保証される。
【０００８】
更に、第二の運転状態の下で全てのシリンダで充填サイクルが作動されると有利である。この様にすることによって、第二の運転状態もとりわけ簡単に実現され且つ同じく平滑なエンジン作動が可能となる。
【０００９】
第一の運転状態から第二の運転状態への切換えのための基準としては、とりわけ簡単な方法によれば、既定の第一の閾値の使用が適しており、上述の切換えのためには、減速要求によってこの閾値をオーバーしなければならない。
【００１０】
第二の運転状態から第一の運転状態への切換えのための基準としては、特別な手法によれば、既定の第二の閾値の使用が適しており、第二の運転状態から第一の運転状態への切換えのためには、減速要求によってこの閾値を割り込まれなければならない。
【００１１】
その際、最も簡単な手法によれば、既定の第一の閾値と既定の第二の閾値とを同じ大きさに選ぶことができる。
第一の運転状態と第二の運転状態との間での過度の頻繁な切換えを防止するために、既定の第一の閾値と既定の第二の閾値を異なる大きさに選び、その際、既定の第一の閾値を既定の第二の閾値よりも大きく選ぶことによって、ヒステリシスを調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の一つの実施例が図面に示されており、以下の記述で詳しく説明される。
図１には、例えば自動車を駆動する内燃機関が参照符号１で示されている。この内燃機関１は、例えば火花点火機関として或いはディーゼルエンジンとして作ることができる。内燃機関１は、この例の場合には偶数ｎのシリンダバンクを含んでおり、この偶数ｎは、図１の例では２に等しい。代わりの手法として、本発明はまた、奇数のシリンダバンクを用いても実現することができ、例えば唯一つのシリンダバンクでも実現可能である。図示の例では、各々のシリンダバンクは同じ数のシリンダを含んでいる。従って、図１の例に基づく内燃機関１は、第一のシリンダ１１、第二のシリンダ１２、第三のシリンダ１３、及び第四のシリンダ１４を備えた第一のシリンダバンク５５を含んでいる。更に、図１に基づく内燃機関１は、第五のシリンダ１５、第六のシリンダ１６、第七のシリンダ、及び第八のシリンダ１８を備えた第二のシリンダバンク６０を含んでいる。二つのシリンダバンク５５、６０のシリンダ１１、…、１８には、吸気系１０を通じて新気が供給される。吸気系１０には、シリンダ１１、…、１８に供給される空気量に影響を与えるためのアクチュエータ５が配置されている。その際、この空気量はアクチュエータ５の姿勢或いは位置或いは開口角又は開度に応じて変化する。以下の説明では、例として、このアクチュエータ５がスロットルバルブとして作られていると仮定するものとする。吸気系１０における空気の流れの方向は矢印によって示されている。スロットルバルブの位置或いは開口角は、制御装置２５によって当業者には既に知られている手法で、例えば、図１には示されていないアクセルペダルの操作に応じて、或いは図１には示されていない別の車両システム、例えばアンチロックシステム、トラクションコントロール、ビークルダイナミクスコントロール、クルーズコントロール等の要求に応じて、制御される。スロットルバルブ５の下流には、噴射弁５０を通じて燃料が吸気系１０へ噴射され、その際、噴射弁５０、またそれと共に燃料分配の制御も、制御装置２５によって、例えば既定の空気／燃料混合気比の調節のために当業者には既に知られている手法で、調節される。代わりの手法として、燃料の噴射はスロットルバルブ５の上流で吸気計１０へ或いは直接シリンダ１１、…、１８の燃焼室へ行うことができる。更に図１によれば、シリンダ１１、…、１８の弁駆動を、それと共に吸／排気弁の弁駆動を制御装置（エンジン制御装置）２５の側で当業者には既に知られている手法で、フル可変弁制御装置を用いて制御することが考えられている。代わりの手法として、この弁駆動はまた、カムシャフトを利用して当業者には既に知られている手法で調節することもできる。空気／燃料混合気の燃焼の際に、シリンダ１１、…、１８の燃焼室に形成される排気ガスは、シリンダ１１、…、１８の排気弁を通じて排気ガス系６５へ押し出される。排気ガス系６５の排気ガスの流れ方向も、図１の矢印によって示されている。その際、排気ガス系６５には、変換によって望ましくない有害物質の排出をできる限り避けるために、オプションとして、例えば触媒の形をした、排気ガス後処理装置（触媒）４５が配置される。
【００１３】
図２には、機能図が参照符号７０で示されており、この機能図によって、内燃機関のシリンダ１１、…、１８の中の少なくとも一つのシリンダの充填サイクルの状態が、受取られた要求に応じて変化される。機能図７０は、その際エンジン制御装置２５で、例えばソフトウェアおよび／またはハードウェアによって実行可能である。機能図７０は、機能図７０の外に置かれている要求発生ユニット８０からの要求を受信するための受信ユニット４０を含んでいる。その様な要求は、例えば排気ガス後処理装置４５の温度勾配を変化させるための要求とすることができる。その様な要求は、その際エンジン制御装置２５によって生成することができる。この目的のために、エンジン制御装置２５は、例えば触媒４５の実際温度を触媒４５の目標温度と比較し、そのずれから触媒４５の時間的温度勾配を変化させるための要求を導き出す。かくして、例えば触媒の実際温度が触媒の目標温度を既定の値以上割り込んだ場合には、エンジン制御装置２５によって温度勾配の引き上げが要求される。触媒の実際温度が触媒の目標温度を既定の値以上オーバーした場合には、エンジン制御装置２５は、逆に触媒４５の温度勾配の引き下げを要求する。その際、温度勾配を変化させるための要求は、要求発生ユニット８０によって設定され、この要求もまたエンジン制御装置２５でソフトウェアおよび／またはハードウェアによって実行することができる。要求の別の例には、内燃機関１によって駆動されている車両を減速させるための減速要求がある。その様な減速要求を、制御装置２５は、例えばドライバーによるブレーキペダルの操作に基づいて、或いは例えば、アンチロックシステム、トラクションコントロール、ビークルダイナミクスコントロール等の車両システムの減速要求として受信する。この場合、要求発生ユニット８０は、対応する車両システム或いはブレーキペダルモジュールの働きをしている。
【００１４】
受信ユニット４０は、要求発生ユニット８０から上述の要求を受取り、この要求を機能図中の切換えユニット８５へ送る。切換えユニット８５は、受信した要求をシリンダ１１、１２、…、１８に対する要求に変換し、この要求をシリンダ１１、…、１８の充填サイクルの状態を変化させる状態変化手段３０へ送る。その際、状態変化手段３０は、各々のシリンダ１１、１２、…、１８の吸／排気弁の弁駆動を切換えユニット８５から送られて来た要求に従って調節する。その際、各々のシリンダ１１、１２、…、１８の吸／排気弁は、状態変化手段３０によって個別に調節する、即ち開閉することができる。その際、各々のシリンダ１１、…、１８は、一つ又は複数の吸気弁と一つ又は複数の排気弁とを含んでいる。状態変化手段３０によって、各々のシリンダ１１、１２、…、１８の全ての吸気弁および／または全ての排気弁を持続的に閉じることができるので、対応するシリンダの充填サイクルがその期間の間、停止或いは作動停止される。各々のシリンダ１１、…、１８は既に説明された様に個別に制御されることができるので、図２には状態変化手段３０の８つの出力が示されている。従って、シリンダ１１、…、１８の中の少なくとも一つのシリンダの充填サイクルの状態の変化は、シリンダ１１、…、１８の中の少なくとも一つのシリンダの充填サイクルが、作動された状態から、全ての吸気弁および／または全ての排気弁の持続的な閉弁によって停止されることによって行われる。逆に、シリンダ１１、…、１８の中の少なくとも一つのシリンダの充填サイクルの状態は、シリンダ１１、…、１８の中の少なくとも一つのシリンダの吸気弁および／または排気弁が充填サイクルの実行のために従来の手法で交互にシリンダ行程に応じて開閉されることによって、シリンダ１１、…、１８の中の少なくとも一つのシリンダの充填サイクルが、作動停止された状態から再び作動されることによって変化される。
【００１５】
一つの有利な実施態様では、シリンダ１１、…、１８の充填サイクルの状態に関して、内燃機関１の二つの運転状態が区別される。第一の運転状態の下では、シリンダ１１、…、１８の半数の充填サイクルがそれ等のシリンダの吸／排気弁の持続的な閉弁によって停止される。その際に、二つのシリンダバンク５５、６０の中の一方のシリンダバンクの全てのシリンダの充填サイクルを停止させ、他方、二つのシリンダバンク５５、６０の中のもう一方のシリンダバンクの全てのシリンダの充填サイクルを作動させることができる。代わりの手法として、第一のシリンダバンク５５のシリンダの半数と第二のシリンダバンク６０のシリンダの半数を、或いは一般に所属のシリンダバンクとは関係無しにシリンダの半数を、充填サイクルに関して作動停止させる一方、残りのシリンダの充填サイクルを作動させることができる。一般に、そしてまたシリンダバンクの数が奇数である場合も、内燃機関１の全てのシリンダの一部、例えば半数が充填サイクルに関して作動停止され、内燃機関１の全てのシリンダの残りの部分が充填サイクルに関して作動されさえすれば良い、ということになる。シリンダ１１、…、１８の点火順序は、例えば次の通りとなる。
【００１６】
第一のシリンダ１１、第五のシリンダ１５、第二のシリンダ１２、第六のシリンダ１６、第三のシリンダ１３、第七のシリンダ１７、第四のシリンダ１４、第八のシリンダ１８。
【００１７】
その際、どのシリンダバンクにあるかに関係無しに、点火順序の一つおきのシリンダを充填サイクルから除外し、残りのシリンダの充填サイクルを作動させることも考えることができる。ここで説明されている実施例では、第一のシリンダバンク５５の全てのシリンダ１１、１２、１３、１４が充填サイクルから除外され、且つ第二のシリンダバンク６０の全てのシリンダ１５、１６、１７、１８の充填サイクルが作動されるようにすれば、点火順序で一つおきのシリンダが充填サイクルから除外される一方、点火順序の残りのシリンダでは充填サイクルが行われる、ということになる。この様にすることによって、半数のシリンダで充填サイクルが停止されているにも係わらず、可能な限り平滑なエンジン作動が行なわれる。
【００１８】
第二の運転状態の下では全てのシリンダ１１、…、１８で充填サイクルが作動されるものとする。
この様にすれば、シリンダ１１、…、１８の充填サイクルの状態の変化は、簡単に第一の運転状態と第二の運転状態との間の切換えによって行われる。その際、第一の運転状態はハーフエンジン運転とも呼ばれ、第二の運転状態はフルエンジン運転とも呼ばれる。二つの運転状態の間でのこの切換えは、内燃機関１の燃焼運転の下でも非燃焼運転の下でも行うことができる。その際、燃焼運転の下では、規則的に燃料が噴射されるのに対して、非燃焼運転の下では噴射弁５０を介した燃料噴射が持続的に停止される。内燃機関１の燃焼運転は、例えば駆動運転を示しているのに対して、非燃焼運転は、例えば内燃機関１の惰行運転の際に見られる。内燃機関１の非燃焼惰行運転はまた、燃料カットオフとも呼ばれ、この時全てのシリンダの対応する噴射弁は閉じられている。
【００１９】
以下の説明では、例として、第一の運転状態と第二の運転状態との間の切換えが内燃機関１の非燃焼運転の下で、それ故例えば惰行運転の間に行われると仮定するものとする。
以下の説明では、要求発生ユニット８０は減速要求を送出し、この減速要求が受信ユニット４０によって受取られ、更に切換えユニット８５へ伝えられるということが仮定されている。切換えユニット８５は、第一の運転状態或いは第二の運転状態を、受取られた減速要求の大きさに応じて調節するための要求を生成する。その際には原則として、第一の運転状態と第二の運転状態が、充填サイクルが停止されているシリンダ１１、１２、…、１８の数の点で異なっていれば十分である。説明を簡単にするために、充填サイクルが停止されているシリンダ１１、１２、…、１８の数は、第一の運転状態の下では第二の運転状態の下でよりも多く選ばれる、ということを仮定するものとする。一般性を制限されていない一つの簡単な実施例によれば、第一の運転状態の下では、先に説明されたハーフエンジン運転に従ってシリンダ１１、１２、…、１８の半数の充填サイクルが停止され、その際有利な手法によれば、できる限り平滑なエンジン作動を保証するために点火順序で一つおきのシリンダの充填サイクルが停止される。その際、第二の運転状態の下では説明を簡単にするために全てのシリンダ１１、…、１８で充填サイクルが実行されるものとする。機能図７０には、第一の固定値メモリ１２０が又オプションとして第二の固定値メモリ１２５が備えられている。第一の固定値メモリ１２０には既定の第一の閾値が格納されている。第二の固定値メモリ１２５には既定の第二の閾値が格納されている。そこで切換えユニット８５は、受取られた減速要求の大きさが上記の既定の第一の閾値の上にあるか否かをチェックする。上にある場合には、切換えユニット８５が状態変化手段３０に働き掛けて、第一の運転状態から第二の運転状態へ切換えさせる。これに対して、受取られた減速要求の大きさが上記の既定の第二の閾値の下にある場合には、切換えユニット８５は状態変化手段３０に働き掛けて第二の運転状態から第一の運転状態へ切換えさせる。説明を簡単にするために、既定の第一の閾値と既定の第二の閾値は同じ大きさに選ばれることができる。この場合には、第二の固定値メモリ１２５は不要となる。しかしながら、ヒステリシスを実現し、それによって第一の運転状態と第二の運転状態の間での過度に頻繁な連続的切換えを防止するためには、既定の第一の閾値と既定の第二の閾値を異なる大きさに選ぶことが有意義であり、従ってその場合には、既定の第一の閾値を記憶するための第一の固定値メモリ１２０と既定の第二の閾値を記憶するための第二の固定値メモリ１２５の両方が機能図７０に備えられることになる。その際、それ等の二つの固定値メモリ１２０、１２５は、一つの共通のメモリチップに統合できる。その際には、既定の第一の閾値は既定の第二の閾値よりも大きく選ばれるべきであろう。既定の第一の閾値と既定の第二の閾値は、内燃機関の二つの運転状態によって、可能な減速要求をできる限り完全に切換えることができるようにするために、例えば試験台の上で適切に適合可能である。ハーフエンジン運転からフルエンジン運転への切換えの際には、内燃機関１の充填サイクル損失が上昇してクラッチトルクが低下する。それによって、フルエンジン運転の下ではハーフエンジン運転と比較してより大きな車両減速が達成される。フルエンジン運転からハーフエンジン運転への切換えによって、内燃機関１の充填サイクル損失が低下してクラッチトルクが上昇する。これによって、ハーフエンジン運転の下ではフルエンジン運転と比較してより少ない車両減速がもたらされる。
【００２０】
シリンダ１１、１２、…、１８の中の少なくとも一つのシリンダの充填サイクルの停止は、その吸／排気弁の持続的閉弁によって或いは換言すれば当該のシリンダの吸／排気側の弁装置の作動停止によって行われる。シリンダ１１、１２、…、１８の中の少なくとも一つのシリンダの充填サイクルの作動は、シリンダ１１，１２、…１８の中の当該のシリンダの吸／排気弁の従来の手法或いは上に説明された手法による作動によって、或いは換言すれば当該の少なくとも一つのシリンダの吸／排気側の弁装置の作動によっても行われる。
【００２１】
上記の方法は、とりわけ内燃機関１の燃料カット運転の際の惰行運転に、それ故内燃機関１の非燃焼運転に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】二つのシリンダバンクを備えた内燃機関のブロック図である。
【図２】要求に応じて内燃機関の少なくとも一つのシリンダの充填サイクルの状態を変化させるための機能図である。
【図１】
2009503356.tif 000003
【図２】
2009503356.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月5日(2008.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009503356.tif 000005
【図２】
2009503356.tif 000006
【国際調査報告】
2009503356.tif 000007
2009503356.tif 000008
2009503356.tif 000009
2009503356.tif 000010