DE102010038322A1

DE102010038322A1 - Fahrzeugkalibrierung unter Verwendung bei normalen Betriebsbedingungen erfasster Daten

Info

Publication number: DE102010038322A1
Application number: DE102010038322A
Authority: DE
Inventors: Tony Brookfield Nicosia; Edward A. Jackson Ramberger; Charles Menomonee Falls Zellner; David Mukwonago Klosterman; John Schoolcraft Chapin; Karl Portage Lingerfelt; Michael Kalamazoo Simpson; Andrew Kalamazoo Stampor
Original assignee: Harley Davidson Motor Co Inc; Harley Davidson Motor Co Group LLC
Current assignee: Harley Davidson Motor Co Inc; Harley Davidson Motor Co Group LLC
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2011-02-10
Also published as: JP5697916B2; US20120259533A1; US8224519B2; JP2011027110A; US9115663B2; US20110288722A1

Abstract

Systeme und Verfahren zur Optimierung der Leistung eines Fahrzeugs unter normalen Betriebsbedingungen. Ein Fahrzeugsystem passt im Regelbetrieb als Reaktion auf vom Sensor empfangene Daten einen oder mehrere Fahrzeug-Betriebsparameter an. Ein tragbares Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul wird wahlweise am Fahrzeug angebracht, ohne den normalen Betrieb des Fahrzeugs zu behindern. Wenn das Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul am Fahrzeug angebracht ist, zeichnet es die Anpassungen auf, die vom Fahrzeugsystem im Regelbetrieb vorgenommen werden. Diese aufgezeichneten Werte werden dann verwendet, um die Kalibrierinformationen, die das Fahrzeugsystem als Standardwerte verwendet, zu aktualisieren.

Description

Artverwandte Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Rechte der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/227.391 mit dem Titel „Method and Apparatus for Automatic Engine Calibration to Optimize Volumetric Efficiency – Verfahren und Vorrichtung für die automatische Motorkalibrierung zur Optimierung des volumetrischen Wirkungsgrades”, eingereicht am 24. Juli 2009, deren vollständiger Inhalt durch Bezugnahme hier eingeschlossen ist.
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Kalibrierung der Motorparameter zur Einstellung der Motorleistung auf das gewünschte Niveau. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Kalibrierung der Motorparameter zur Optimierung des volumetrischen Wirkungsgrades unter gewünschten Bedingungen.
Die Motorleistung wird häufig durch Berücksichtigung verschiedener Metriken einschließlich der Leistungsabgabe und des Kraftstoffverbrauchs gemessen. Je nach beabsichtigtem Gebrauch eines Fahrzeugs erhalten die zu optimierenden Metriken eine unterschiedliche Wichtung, um die Idealleistung zu erreichen. Daraufhin werden am Fahrzeug Änderungen vorgenommen, um die Leistung zu optimieren. Zum Beispiel können mechanische Änderungen am Motor oder an der Abgasanlage eines Motorrades vorgenommen werden, um die vom Fahrzeug während des Rennens bereitgestellte PS-Leistung zu verbessern. Solche mechanischen Änderungen können jedoch die Fähigkeit des Fahrzeuges, den Kraftstoff effizient zu verarbeiten, beeinflussen.
Übersicht über die Erfindung
In einer Ausführungsform bietet die vorliegende Erfindung Systeme und Verfahren für die Optimierung des volumetrischen Wirkungsgrades (vW) eines Fahrzeugs unter normalen Betriebsbedingungen. Das Fahrzeugsystem passt Fahrzeugparameter wie die vom Kraftstoff-Einspritzsystem bereitgestellte Menge Kraftstoff in einem Regelkreis an, um ein Kraftstoff-Luft-Sollverhältnis zu erreichen. Ein tragbares Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul wird wahlweise an das Fahrzeug angebracht, ohne den Normalbetrieb des Fahrzeugs zu behindern. Das Fahrzeug wird dann unter normalen Bedingungen gefahren, für die das Fahrzeug optimiert wird (z. B. auf einer Rennstrecke). Das Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul zeichnet, wenn es am Fahrzeug angeschlossen ist, die vom Fahrzeugsystem vorgenommenen Anpassungen auf. Diese aufgezeichneten Werte werden dann zur Aktualisierung der vom Fahrzeugsystem als Standardwerte verwendeten Kalibriertabelle verwendet.
Durch Verwendung der tragbaren Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle können die Kalibrierdaten für das Fahrzeug anhand realer Ist-Betriebsbedingungen aktualisiert werden. Solchermaßen müssen die Kalibrierdaten nicht mehr anhand der Leistung am Fahrzeug unter kontrollierten Bedingungen wie einem Leistungsprüfstand geschätzt werden.
In einer anderen Ausführungsform bietet die Erfindung ein Verfahren zur Kalibrierung eines Fahrzeugs. Das Fahrzeug enthält einen Motor, eine Motorsteuereinheit, einen Sensor, der einen Wert eines Ausgangsparameters erkennt, und ein Stellglied, das den Motor entsprechend einem Wert eines Eingangsparameters steuert. Das Verfahren beinhaltet die Übertragung von Daten von einem Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul auf ein Kalibriercomputersystem. Das Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul ist wahlweise am Fahrzeug anbringbar und zeichnet Daten auf, die im Fahrzeug-Normalbetrieb vom Fahrzeug empfangen werden. Die übertragenen Daten enthalten eine Vielzahl angepasster Stellgliedwerte und eine entsprechende Kombination der Motordrehzahl und Drosselklappenstellung für jeden der angepassten Stellgliedwerte. Die angepassten Stellgliedwerte sind Werte, die von der Motorsteuereinheit des Fahrzeugs durch Zugriff auf eine Tabelle gespeicherter Daten, die einen voreingestellten Stellgliedwert für jede Kombination der Motordrehzahl und eines die Drosselklappenstellung angebenden Wertes definieren, generiert wurden. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der die Drosselklappenstellung angebende Wert eine Prozentangabe oder ein proportionales Maß der Ist-Stellung der Drosselklappe, der Steuerstellung der Drosselklappe oder einen Messwert des Krümmer-Luftdrucks beinhalten. Die Motorsteuereinheit passt dann den Stellgliedwert anhand eines Vergleichs zwischen einem vom Sensor gemessenen aktuellen Wert des Ausgangsparameters und einem Sollwert an.
Nach Übertragung der Daten ermittelt das Kalibriercomputersystem eine Anzahl von im Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul gespeicherten angepassten Stellgliedwerten, die einer ersten Kombination von Motordrehzahl und Drosselklappenposition entsprechen. Wenn die Anzahl der gespeicherten Werte einen Schwellenwert überschreitet, berechnet das Kalibriercomputersystem einen aktualisieren Eintrag der Datentabelle anhand der angepassten Stellgliedwerte, die der ersten Kombination entsprechen. Eine aktualisierte Datentabelle wird dann an die Motorsteuereinheit des Fahrzeugs übertragen.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform bietet die Erfindung ein Kalibriersystem für ein Fahrzeug. Das zu kalibrierende Fahrzeug speichert eine Kalibriertabelle, die eine Vielzahl von Kraftstoff-Einspritzeinstellungen definiert, wobei jede einer Kombination eines Motordrehzahlbereichs und eines die Drosselklappenstellung angebenden Wertebereichs entsprechen. Das Fahrzeug läuft außerdem in einem Regelmodus, der die Kraftstoff-Einspritzstellung aus der Kalibriertabelle anhand des vom Sensor erkannten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses anpasst. Das Kalibriersystem enthält ein Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul und einen Kalibriercomputer.
Das Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul enthält ein Gehäuse und einen computerlesbaren Speicher. Das Gehäuse ist wahlweise am Fahrzeug anbringbar und wird im angebrachten Zustand ohne Einschränkung des Fahrzeug-Normalbetriebs vom Fahrzeug unterstützt. Der computerlesbare Speicher speichert die vom Motorsteuermodul des Fahrzeugs erhaltenen Daten. Die Daten geben eine angepasste Kraftstoff-Einspritzeinstellung und eine entsprechende Kombination einer Ist-Motordrehzahl und einer Ist-Drosselklappenstellung an.
Der Kalibriercomputer ist wahlweise an das Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul anschließbar und empfängt Daten, die in seinem Speicher gespeichert werden. Der Kalibriercomputer verarbeitet diese Daten und ermittelt, ob die Anzahl der angepassten Kraftstoff-Einspritzeinstellungen für jede einer Vielzahl von Kombinationen eines Motordrehzahlbereichs und eines Drosselklappenbereichs. Für jede Kombination, bei der die Anzahl der gespeicherten angepassten Werte einen Schwellenwert überschreitet, generiert der Computer einen aktualisierten Eintrag in die Kalibriertabelle für die erste Kombination anhand der angepassten Einstellungen der Kraftstoff-Einspritzdüsen, die der ersten Kombination entsprechen. Eine aktualisierte Kalibriertabelle wird dann vom Computer an das Motorsteuermodul des Motorrades übertragen. Bei manchen Ausführungsformen wird das Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul sowohl an den Computer als auch an das Motorsteuermodul angeschlossen und die aktualisierte Kalibriertabelle wird vom Computer über das Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul an das Motorsteuermodul übertragen.
Weitere Aspekte der Erfindung werden durch Betrachtung der detaillierten Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen offenbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, namentlich eines Motorrades, das mit einem Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul nach einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist.
1B ist eine Seitenansicht des Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmoduls von 1A.
2 ist eine schematische Ansicht eines Systems zur Kalibrierung des Motors des Motorrades von 1A.
3A ist eine beispielhafte Datentabelle des volumetrischen Wirkungsgrades (vW), die für die Kalibrierung des Motorrades von 1A verwendet wird.
3B ist eine beispielhafte Datentabelle des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, die für den Betrieb des Motorrades in 1A verwendet wird.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betrieb des Motorrades von 1A unter Verwendung der Datentabellen von 3A und 3B und des Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmoduls von 1B darstellt.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Aktualisierung der Datentabelle des volumetrischen Wirkungsgrades (vW) von 3A anhand der vom Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul von 1B aufgezeichneten Daten darstellt.
6A ist eine Tabelle mit Beispielwerten, die vom Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul von 1B aufgezeichnet wurden.
6B ist eine Reihe von Tabellen, die die in vordefinierte Gruppen gegliederten Beispielwerte von 6A zeigen.
Detaillierte Beschreibung
Vor der Erläuterung der Ausführungsformen der Erfindung im Detail versteht es sich, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die in der folgenden Beschreibung dargelegten oder in den folgenden Zeichnungen dargestellten Konstruktionsdetails und Komponentenanordnung begrenzt ist. Die Erfindung eignet sich auch für andere Ausführungsformen und verschiedene Arten der praktischen Anwendung oder Durchführung.
1A zeigt ein zu kalibrierendes Fahrzeug, namentlich ein Motorrad 101. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren zur Kalibrierung des Motorrades 101 optimieren die Leistung des Motorrades zum Fahren unter bestimmten Bedingungen. Beispielsweise kann das Motorrad 101 für eine optimale Rennleistung kalibriert werden. Das Motorrad 101 enthält einen Motor 103 und ist mit einem Motorsteuermodul (engine control module ECM) 104 ausgestattet. Das ECM 104 regelt den Betrieb des Motors entsprechend einem vordefinierten Satz von Parametern.
Dargestellt ist ein Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul (vehicle communication interface module VCI) 105, das am Lenker des Motorrades 101 befestigt ist. Das VCI 105 ist ein tragbares, abnehmbares Gerät, das wahlweise an das ECM 104 angeschlossen werden kann. Das VCI 105 kann, wie in 1A dargestellt, mit Hilfe von Seilen, Riemen oder eines anderen geeigneten Befestigungselementes am Lenker des Motorrades 101 angebracht werden. Des Weiteren kann bei manchen Ausführungsformen eine Andockstation am Motorrad 101 installiert werden und das VCI 105 kann am Motorrad 101 durch Anschließen des VCI 105 an die Andockstation, die an einer anderen Stelle am Motorrad 101 positioniert sein kann, angebracht werden.
Wenn das VCI 105 am Motorrad 101 angebracht ist, ist es zum Datenaustausch mit dem ECM 104 verbunden. Die Daten werden vom ECM 104 an das VCI 105 übertragen und im internen Speicher des VCI 105 gespeichert. Diese Daten geben die Leistungskennwerte des Motorrades 101 an und können Daten, die von im Fahrzeugmotor installierten Sensoren generiert werden, oder Daten, die vom ECM 104 während des Betriebs vorgenommene Einstellungen angeben, beinhalten, wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Das VCI 105 ist unauffällig dimensioniert, so dass es am Motorrad 101 angebracht werden kann, ohne den Normalbetrieb des Fahrzeugs zu stören. Das Motorrad 101 kann in einer Umgebung wie einer Rennstrecke gefahren werden, während das VCI 105 angebracht ist. Solchermaßen ist das VCI 105 in der Lage, die Fahrzeugleistungsdaten unter realen Bedingungen zu erfassen, ohne eine simulierte Umgebung wie einen Leistungsprüfstand zu benötigen.
Obwohl das VCI 105 geeignet ist, solche Leistungsdaten zu erfassen, während das Motorrad 101 unter realen Bedingungen wie einer Rennstrecke betrieben wird, kann das VCI 105 auch zur Datenerfassung verwendet werden, wenn das Motorrad 101 auf einem Leistungsprüfstand betrieben wird. In solchen Fällen kann das VCI 105 sowohl an das ECM 104 als auch an den Kalibriercomputer 203 (nachfolgend beschrieben) angeschlossen werden, um als Durchgangsschnittstelle zu fungieren, die die Daten bereitstellt, die direkt im Kalibriercomputer 203 gespeichert werden.
Wie in 1B dargestellt, enthält das VCI 105 eine Taste 107, eine Leuchtdiode 109 und einen Schnittstellen-Steckverbinder 111. Die Taste 107 kann vom Benutzer gedrückt werden, um einen Aufzeichnungsmodus wie nachfolgend beschrieben zu initiieren. Die LED 109 gibt Informationen über den Betriebszustand des VCI 105. Wenn beispielsweise die LED 109 stetig farbig leuchtet, zeigt dies an, dass das VCI 105 korrekt am ECM 104 angeschlossen ist, aktiv ist und Daten vom ECM 104 empfängt. Wenn die LED 109 blinkt, kann dies anzeigen, dass der Speicher des VCI 105 voll ist, dass die gespeicherten Daten an ein anderes Gerät übertragen werden müssen und dass der Speicher zurückgesetzt wird, bevor zusätzliche Daten im VCI 105 gespeichert werden können. Der Schnittstellen-Steckverbinder 111 verbindet das VCI 105 mit dem ECM 104 entweder direkt oder über ein Kabel. Das VCI 105 kann über den Schnittstellen-Steckverbinder 111 auch an einen Kalibriercomputer angeschlossen werden. Wie nachfolgend beschrieben, analysiert der Kalibriercomputer die im VCI 105 gespeicherten Daten und aktualisiert die Kalibrierdatentabellen, die vom Motorrad 101 verwendet werden. Bei manchen Ausführungsformen enthält das VCI 105 nur einen einzigen Schnittstellen-Steckverbinder 111, mit dem nur eines der beiden, ECM 104 und Kalibriercomputer, gleichzeitig angeschlossen werden kann. Bei manchen Ausführungsformen enthält das VCI 105 mehrere Schnittstellen-Steckverbinder. Der/die Steckverbinder 111 kann/können ein standardgemäßer oder herstellereigener Anschlusstyp sein, einschließlich insbesondere USB, CAT-5 und RS-232.
2 bietet eine schematische Darstellung von Teilender Komponenten, die miteinander kommunizieren, um das Motorrad 101 zu kalibrieren. Wie oben beschrieben, ist das ECM 104 wahlweise an das VCI 105 anschließbar und überträgt über einen Schnittstellen-Steckverbinder Daten an das VCI 105. Das VCI 105 ist wahlweise auch an einen Kalibriercomputer 203 anschließbar. Der Kalibriercomputer 203 führt eine Software-Anwendung aus, die die im VCI 105 aufgezeichneten Daten analysiert und aktualisierte Datentabellen zur Verwendung während des Betriebs des Motorrades 101 generiert. Bei manchen Ausführungsformen ist der Kalibriercomputer 203 wahlweise an das ECM 104 anschließbar und der Kalibriercomputer 203 überträgt in angeschlossenem Zustand Daten, einschließlich aktualisierter Datentabellen an das ECM 104.
Bei manchen Ausführungsformen wird der Kalibriercomputer 203 direkt an das ECM 104 angeschlossen, wenn Daten an das ECM 104 übertragen werden sollen. Bei anderen Ausführungsformen wird der Kalibriercomputer 203 über das VCI 105, das als Durchgangsschnittstelle für die Übertragung von Daten vom Kalibiercomputer 203 an das ECM 104 fungiert, an das ECM 104 angeschlossen. Bei manchen Ausführungsformen werden die vom Kalibriercomputer 203 übertragenen aktualisierten Datentabellen sowohl im ECM 104 als auch im VCI 105 gespeichert.
Das ECM 104 enthält einen Speicher 205, der vordefinierte Parameter speichert, die zur Regelung des Betriebs des Motorrades 101 verwendet werden. Der Speicher 205 speichert auch Anweisungen, die von einem Prozessor 207 ausgeführt werden, um den Betrieb des Motors 103 zu regeln. Das VCI 105 enthält einen Speicher zur Speicherung von Leistungsdaten, die vom ECM 104 empfangen werden, und wie oben beschrieben eine Taste 107 und eine LED 109. Das VCI 105 enthält auch eine Logik, die den Betrieb der LED 109 steuert und die Speicherung der vom ECM 104 empfangenen Daten verwaltet.
Der Kalibriercomputer 203 ist bei einer Ausführungsform ein Tischrechner, der einen Speicher 217, einen Prozessor 219 und eine Benutzerschnittstelle 221 enthält. Die Benutzerschnittstelle 221 enthält eine Tastatur, eine Maus und einen Monitor. Auf dem Kalibriercomputer 203 läuft ein Softwarepaket wie das von HARLEY-DAVIDSON^® angebotene Paket SCREAMING EAGLE PRO SUPER TUNER^TM. Das Softwarepaket verarbeitet die im VCI 105 aufgezeichneten Daten und kommuniziert außerdem die aktualisierten Kalibrierinformationen an das ECM 104. Obwohl der Kalibriercomputer 203 in diesem Beispiel ein Standard-Tischrechner ist, kann der Kalibriercomputer bei anderen Ausführungsformen ein Gerät sein, das speziell für Kalibrier- und Einstellvorgänge wie die hier beschriebenen entwickelt wurde.
Wie oben beschrieben, speichert das ECM 104 vordefinierte Parameter, die zur Regelung des Betriebs des Motors 103 des Motorrades 101 verwendet werden. 3A und 3B stellen zwei Datentabellen dar, die im ECM 104 gespeichert sind. Die Tabelle von 3A definiert einen volumetrischen Soll-Wirkungsgrad für jede Kombination der Motordrehzahl und der Drosselklappenstellung. Der volumetrische Wirkungsgrad (vW) bezieht sich auf einen Prozentsatz, welche Menge Kraftstoff und Luft im Vergleich zum Hubraum in einen Zylinder einströmt. Da die dem Motor bereitgestellte Menge Luft anhand der Drosselklappenstellung festgelegt wird, kann der volumetrische Wirkungsgrad bei einer bestimmten Drosselklappenstellung verändert werden, indem man die von den Kraftstoff-Einspritzdüsen bereitgestellte Menge Kraftstoff variiert.
Das ECM 104 verwendet den in der Tabelle gespeicherten volumetrischen Wirkungsgrad und die bekannte Drosselklappenstellung, um zu ermitteln, wie viel Kraftstoff dem Motor über das Kraftstoff-Einspritzsystem zur Verfügung gestellt werden soll. Obwohl die Tabelle von 3A definiert ist, indem sie eine Motordrehzahleinstellung einer Drosselklappeneinstellung zuordnet, sollen die Werte Bereiche darstellen. Um beispielsweise die Menge Kraftstoff zu ermitteln, die einem mit 1600 U/min laufenden Motor bereitzustellen ist, wenn die Drosselklappe bei 22% steht, identifiziert das System den entsprechenden Wertebereich (d. h. 1500 U/min und 20% Drosselklappe). Unter solchen Bedingungen beträgt der volumetrische Soll-Wirkungsgrad für den Motor 102,0. Anhand dieses Wertes ermittelt das ECM, wie viel Kraftstoff dem Motor über das Kraftstoff-Einspritzsystem bereitgestellt werden soll.
Bei anderen Ausführungsformen verwendet das ECM die Daten aus der Tabelle von 3A, die Motordrehzahl und die Drosselklappenstellung zur Berechnung eines spezifischeren Wertes des volumetrischen Wirkungsgrades. Wenn beispielsweise der Motor mit 1750 U/min läuft und die Drosselklappenstellung 22% ist, berechnet das ECM 104 einen Wert des volumetrischen Wirkungsgrades zwischen 105,0 und 106,0. Das ist so, weil 22% Drosselklappenstellung zwischen den von der Tabelle definierten Werten 20% und 25% liegen, die Werten des volumetrischen Wirkungsgrades von 105,0 bzw. 106,0 entsprechen.
Genauso kann die Tabelle, obwohl die Datentabelle von 3A Werte des volumetrischen Wirkungsgrades anhand von Kombinationen der Motordrehzahl und der Drosselklappenstellung definiert, bei anderen Ausführungsformen den volumetrischen Wirkungsgrad anhand anderer Kombinationen der Motorleistung definieren. Beispielsweise können manche Systeme, statt die Drosselklappenstellung als Prozentwert zu ermitteln, die X-Achse der Tabelle als gemessenen Krümmer-Luftdruck definieren (wie in der Tabelle von 3B dargestellt). Bei noch anderen Systemen kann der Wert der Drosselklappenstellung durch einen Positionswert ersetzt werden, der der Drosselklappensteuerung durch Drehgriff entspricht.
Die Datentabelle von 3B definiert ein Kraftstoff-Luft-Sollverhältnis für jede Kombination der Motordrehzahl und der Krümmer-Luftdrucks. Der Krümmer-Luftdruck wird von einem im Motor positionierten Sensor gemessen. Das Kraftstoff-Luft-Verhältnis wird anhand der Menge Sauerstoff ermittelt, die von einem im Abgas des Motorrades positionierten Sensor erfasst wird. Da die in den Motor eingespritzte Menge Kraftstoff das Kraftstoff-Luft-Verhältnis beeinflusst, ist das in der Datentabelle von 3B definierte Kraftstoff-Luft-Verhältnis bezogen auf den volumetrischen Wirkungsgrad, wie er in der Datentabelle von 3A für eine bestimmte Motordrehzahl und Drosselklappenstellung definiert ist.
Das ECM 104 passt den Wert des volumetrischen Wirkungsgrades an, wenn es im Regelmodus betrieben wird, um das Kraftstoff-Luft-Sollverhältnis zu erreichen. Solchermaßen wird der in der Datentabelle von 3A definierte volumetrische Wirkungsgrad beim Betrieb im Regelmodus vom ECM 104 als Anfangspunkt verwendet und nach Bedarf nach oben oder unten angepasst, um das Kraftstoff-Luft-Sollverhältnis zu erreichen. Diese Anpassungen werden im VCI 105 aufgezeichnet, wenn es am ECM 104 angeschlossen ist, und verwendet, um eine aktualisierte Version der Datentabelle von 3A zur Verwendung durch das ECM 104 zu generieren. 4 stellt ein Verfahren dar, das ECM 104 sowohl im Steuer- als auch im Regelmodus zu betreiben und Anpassungen der definierten Werte des volumetrischen Wirkungsgrades im VCI 105 aufzuzeichnen.
Wenn das Motorrad 101 gestartet wird (Schritt 401), schaltet es anfänglich in einen Steuer-Betriebsmodus. Das ECM 104 ermittelt die Motordrehzahl und die Stellung der Drosselklappe (Schritt 403) und greift auf die Datentabelle von 3A zu, um den volumetrischen Soll-Wirkungsgrad zu bestimmen (Schritt 405). Das ECM 104 passt dann anhand des Wertes, auf den zugegriffen wurde, die Kraftstoffeinspritzung an (Schritt 407). Die Schritte im Steuermodus werden wiederholt, bis ein Satz definierter Parameter erfüllt ist. Dann beginnt das ECM 104 den Betrieb im Regelmodus. Der Satz definierter Parameter kann insbesondere eine oder mehrere der folgenden Angaben enthalten: einen definierten Zeitraum, eine Batteriespannung, eine Mindest-Motordrehzahl und eine Mindest-Fahrzeuggeschwindigkeit.
Wenn das ECM 104 in den Regelmodus eintritt, beginnt es, die Werte aus der gespeicherten Tabelle des volumetrischen Wirkungsgrades anhand eines Vergleichs zwischen dem beobachteten Kraftstoff-Luft-Verhältnis und dem Kraftstoff-Luft-Sollverhältnis, wie in der Datentabelle von 3B definiert, anzupassen. Bei dieser Ausführungsform überschreibt das ECM 104 die in der Tabelle des volumetrischen Wirkungsgrades gespeicherten Werte nicht mit den aktualisierten Werten. Das ECM 104 ermittelt wieder die Motordrehzahl und die Drosselklappenstellung (Schritt 409) und greift auf den volumetrischen Soll-Wirkungsgrad aus der Datentabelle zu (Schritt 411). Jedoch vergleicht das ECM 104 im Regelmodus auch ein beobachtetes Kraftstoff-Luft-Verhältnis mit einem Kraftstoff-Luft-Sollverhältnis, wie in der Datentabelle von 3B definiert (Schritt 413). Wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis zu gering ist, wird der Wert des volumetrischen Wirkungsgrades entsprechend erhöht (Schritt 415). Wenn zu hoch, wird der Wert des volumetrischen Wirkungsgrades entsprechend gesenkt (Schritt 417).
Es können verschiedene Techniken verwendet werden, um zu ermitteln, um wie viel der Wert des volumetrischen Wirkungsgrades angepasst werden soll, einschließlich insbesondere der Realisierung eines Proportional-Integral-Differential-Reglers (PID-Reglers) oder einer anderen mathematischen Berechnung. Jedoch wird bei dieser Ausführungsform der Wert des volumetrischen Wirkungsgrades proportional zur Differenz zwischen dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis und dem Sollverhältnis angepasst. Wenn beispielsweise das Kraftstoff-Luft-Verhältnis 10% unter dem Sollverhältnis liegt, wird der volumetrische Wirkungsgrad um 10% erhöht.
Nach Anpassung des Wertes des volumetrischen Wirkungsgrades gibt das ECM 104 den angepassten Wert an einen Kommunikationsbus (Schritt 419) aus. Wenn das VCI 105 am ECM 104 angeschlossen ist, erkennt das VCI 105 die Daten im Kommunikationsbus. Wenn der Aufzeichnungsmodus des VCI 105 aktiviert wurde (Schritt 421), speichert das ECM den angepassten Wert des volumetrischen Wirkungsgrades, die aktuelle Motordrehzahl und die aktuelle Drosselklappenstellung im VCI 105 (Schritt 423), bevor es den Regelbetrieb wiederholt und fortfährt, zusätzliche Daten zu speichern. Wenn nicht, wird der Anpassungswert nicht aufgezeichnet und das ECM kehrt zum Anfang der Regelung zurück (Schritt 409).
Die im VCI 105 gespeicherten Daten werden dann vom Kalibriercomputer 203 verwendet, um die Datentabelle von 3A zu aktualisieren. Wie in 5 dargestellt, kopiert der Kalibriercomputer 203, nachdem das VCI 105 an den Kalibriercomputer 203 angeschlossen wurde, alle aufgezeichneten Daten auf eine lokale Speichereinrichtung (Schritt 501). Der Kalibriercomputer 203 sortiert dann die Daten nach der Kombination der Motordrehzahl und der Drosselklappenstellung (Schritt 503). Beispielsweise werden alle angepassten Werte, die (1) bei einer Motordrehzahl zwischen 750 und 1000 U/min und (2) einer Drosselklappenstellung zwischen 0,0 und 2,2% aufgezeichnet wurden, in die erste Gruppe einsortiert.
Vor der Änderung eines Wertes in der Datentabelle ermittelt der Kalibriercomputer 203, ob ausreichend Daten erfasst wurden. Nach der Gliederung der Daten in die entsprechenden Gruppen beginnt der Kalibriercomputer 203 mit der Untersuchung der ersten Gruppen (z. B. alle angepassten Werte, die bei einer Motordrehzahl zwischen 750 und 1000 U/min und einer Drosselklappenstellung zwischen 0,0 und 2,2% aufgezeichnet wurden) (Schritt 505). Wenn die Anzahl der gespeicherten Werte für die erste Gruppe geringer als ein definierter Schwellenwert ist (Schritt 507), fährt der Kalibriercomputer mit der nächsten Gruppe fort, ohne den Wert in der Datentabelle zu ändern (Schritt 509).
Wenn jedoch die Anzahl der gespeicherten Werte für die Gruppe größer als der Schwellenwert ist, berechnet der Kalibriercomputer 203 einen Mittelwert der gespeicherte Werte für diese Gruppe (Schritt 511) und ersetzt den Wert in der Tabelle für diese Gruppe durch den berechneten Mittelwert (Schritt 513). Der Kalibriercomputer 203 wiederholt diesen Bewertungs- und Ersetzungsvorgang, bis alle Gruppen in der Datentabelle berücksichtigt wurden. Wenn der Kalibriercomputer die letzte Gruppe erreicht (Schritt 515), wird der Benutzer aufgefordert, eine oder mehrere der vorgeschlagenen Änderungen an der Datentabelle zuzulassen oder abzulehnen (Schritt 517). Solchermaßen könnte, wenn sich ein Wert anscheinend zu drastisch ändert, ein Benutzer annehmen, dass ein ungenauer Ausreißerwert verantwortlich für die Änderung ist, und es ablehnen, die Datentabelle für diesen Wert zu aktualisieren.
Nach Zulassung der aktualisierten Datentabelle durch den Benutzer ermittelt der Kalibriercomputer 203, ob das ECM 104 angeschlossen ist. Wenn ja, wird die aktualisierte Datentabelle vom Kalibriercomputer 203 an das ECM 104 übertragen und gespeichert (Schritt 521). Wenn das ECM 104 nicht angeschlossen ist, weist der Kalibriercomputer 203 den Benutzer an, das ECM 104 richtig anzuschließen. Nach Aktualisierung der Datentabelle verwendet das ECM 104 die aktualisierte Datentabelle beim Betrieb des Motorrades 101 im Steuer- oder Regelmoduls, wie in 4 dargestellt. Der Kalibriercomputer 203 kann direkt an das ECM 104 angeschlossen werden oder kann über das VCI 105 an das ECM 104 angeschlossen werden.
6A bietet ein Beispiel für Werte, die gemäß dem Verfahren von 4 während des Betriebes des Motorrades im VCI 105 gespeichert werden. Nach Gliederung der aufgezeichneten Daten in Gruppen (5, Schritt 503) werden die Daten sortiert, wie in 6B dargestellt. Bei diesem Beispiel liegt der Schwellenwert der Werte, die vor dem Überschreiben des Wertes des volumetrischen Wirkungsgrades in der Datentabelle von 3A erforderlich ist, bei vier. Wie in Gruppe 1 gezeigt, wurden vier angepasste Werte des volumetrischen Wirkungsgrades aufgezeichnet, während der Motor mit zwischen 1000 und 1250 U/min lief und die Drosselklappe zwischen 20 und 25% eingestellt war. Anhand dieser Werte berechnet der Kalibriercomputer 203 einen Mittelwert von 89,5 und verwendet diesen Wert, um den Wert 88,0, der dieser Kombination aus Motordrehzahl und Drosselklappenstellung in der Datentabelle von 3A zugewiesen war, zu ersetzen.
Es wurden nur drei Werte aufgezeichnet, während der Motor mit zwischen 3000 und 3250 U/min lief und die Drosselklappe auf zwischen 60,0 und 65,0% eingestellt war. Da diese Anzahl den Schwellenwert (d. h. vier) nicht überschreitet, wird der Wert für diese Kombination der Motordrehzahl und der Drosselklappenstellung in der Datentabelle von 3A nicht überschrieben.
Es wurden vier Werte aufgezeichnet, während der Motor mit zwischen 3000 und 3250 U/min lief und die Drosselklappe auf zwischen 15,0 und 20,0% eingestellt war. Solchermaßen berechnet der Kalibriercomputer 203 einen Mittelwert von 93,6 (5, Schritt 511) und empfiehlt die Änderung des aktuell in der Datentabelle von 3A aufgeführten Wertes 106,0 (5, Schritt 513). Ein Benutzer könnte jedoch bemerken, dass sich diese empfohlene Änderung erheblich vom vorherigen Wert unterscheidet. Diese Differenz wird durch einen Ausreißer-Messwert verursacht. Aufgrund der großen Differenz kann der Benutzer ablehnen, diesen Wert in der Datentabelle zu ändern, und nur die Änderung zulassen, die für die erste Gruppe vorgeschlagen wird (Schritt 517). Nach Aktualisierung der Datentabelle wird sie vom Kalibriercomputer 203 an das ECM übertragen und anschließend für den Betrieb des Motorrades 101 verwendet.
Es ist zu beachten, dass der beabsichtigte Umfang der Erfindung, sofern in den Ansprüchen nichts anderes gesagt wird, über die oben beschriebenen Beispiele hinausgeht. Obwohl beispielsweise die oben genannten Beispiele ein System beschreiben, das die angepassten Werte des volumetrischen Wirkungsgrades bei realen Betriebsbedingungen überwacht, könnte die Erfindung angewandt werden, um andere Werte zu überwachen, die vom ECM angepasst werden, wenn es im Regelmodus betrieben wird. Gleichermaßen könnten andere Ausführungsformen, obwohl die Schnittstellen zwischen den verschiedenen Komponenten des Systems (z. B. dem VCI, dem ECM und dem Kalibriercomputer) als wahlweise anschließbare kabelgebundene Verbindungen beschrieben sind, drahtlose Verbindungen als Kommunikationsschnittstelle zwischen den Komponenten verwenden. Verschiedene Merkmale und Vorteil der Erfindung sind in den folgenden Ansprüchen dargelegt.

Claims

Verfahren zum Kalibrieren eines Fahrzeuges, wobei das Fahrzeug einen Motor, eine Motorsteuereinheit, einen Sensor, der einen Wert eines Ausgangsparameters erkennt, und ein Stellglied enthält, das den Motor entsprechend einem Wert eines Eingangsparameters steuert, wobei das Verfahren umfasst: das Empfangen von Daten von einem Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul an einem Kalibriercomputersystem, wobei das Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul wahlweise am Fahrzeug anbringbar ist, und das Aufzeichnen von Daten, die vom Fahrzeug während des normalen Fahrzeugbetriebs empfangen werden, wobei die Daten eine Vielfalt von angepassten Stellgliedwerten und eine entsprechende Kombination der Motordrehzahl und eines die Drosselklappenstellung für jeden der Vielzahl von angepassten Stellgliedwerten angebenden Wertes beinhalten, wobei jeder angepasste Stellgliedwert von der Motorsteuereinheit erzeugt wurde; das durch das Kalibriercomputersystem durchgeführte Ermitteln einer Anzahl angepasster Stellgliedwerte, die in der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle gespeichert sind und einer ersten Kombination der Motordrehzahl und des die Drosselklappenstellung angebenden Wertes entsprechen; wenn die Anzahl der angepassten Stellgliedwerte für die erste Kombination größer als ein Schwellenwert ist, das durch das Kalibriercomputersystem durchgeführte Erzeugen eines aktualisierten Eintrags in die Datentabelle für die erste Kombination anhand der angepassten Stellgliedwerte, die der ersten Kombination entsprechen, und das Übertragen einer aktualisierten Datentabelle, einschließlich des aktualisierten Eintrags in die Datentabelle für die erste Kombination, an die Motorsteuereinheit nach der Erzeugung der aktualisierten Datentabelle.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin umfasst: das Betreiben des Fahrzeugmotors in einem Regelmodus, wobei der Regelmodus beinhaltet: das Ermitteln einer aktuellen Motordrehzahl, das Ermitteln eines die Drosselklappenstellung angebenden aktuellen Wertes, das Zugreifen auf einen Stellgliedwert, der der aktuellen Motordrehzahl und der aktuellen Drosselklappenstellung entspricht, aus einer Datentabelle, wobei die Datentabelle eine Vielzahl voreingestellter Stellgliedwerte definiert, von denen jeder einer Kombination der Motordrehzahl und eines die Drosselklappenstellung angebenden Wertes entspricht, das Empfangen des aktuellen Wertes des Ausgangsparameters vom Sensor, das Vergleichen des aktuellen Wertes des Ausgangsparameters mit dem Sollwert, das Anpassen des Stellgliedwertes anhand des Vergleichs zwischen dem aktuellen Wert des Ausgangsparameters und dem Sollwert, das Betätigen des Stellglieds unter Verwendung des angepassten Stellgliedwertes als Wert des Eingangsparameters und das Aufzeichnen des angepassten Stellgliedwertes, der aktuellen Motordrehzahl und des aktuellen, die Drosselklappenstellung angebenden Wertes in einem abnehmbaren Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul, das am Fahrzeug angebracht ist, und das Wiederholen des Motorbetriebs im Regelmodus, während das Fahrzeug gefahren wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen des aktualisierten Eintrags der Datentabelle die Berechnung eines Mittelwerts der der ersten Kombination entsprechenden angepassten Stellgliedwerte beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin umfasst: das vom Kalibriercomputersystem durchgeführte automatische identifizieren einer oder mehrerer zusätzlicher Kombinationen der Motordrehzahl und des die Drosselklappenstellung angebenden Wertes, wobei eine Anzahl entsprechender angepasster Werte, die im Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul gespeichert sind, einen Schwellenwert überschreitet; das Berechnen eines Mittelwerts der entsprechenden angepassten Werte für jede identifizierte zusätzliche Kombination und das Speichern des Wertes in der aktualisierten Datentabelle für jede identifizierte zusätzliche Kombination mit dem entsprechenden berechneten Mittelwert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Sensor in einem Abgassystem des Fahrzeugs positioniert ist und der Ausgangsparameter ein vom Sensor gemessenes Kraftstoff-Luft-Verhältnis ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Fahrzeug weiterhin ein Kraftstoff-Einspritzsystem, einschließlich des Stellglieds, enthält und wobei der Eingangsparameter eine Menge Kraftstoff angibt, die vom Kraftstoff-Einspritzsystem bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Eingangsparameter ein Sollwert des volumetrischen Wirkungsgrades ist, der von der Motorsteuereinheit interpretiert wird, um zu ermitteln, welche Menge Kraftstoff vom Kraftstoff-Einspritzsystem bereitgestellt werden soll.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul ein Gehäuse, einen Speicher und eine Taste enthält und die Stellgliedwerte nur nach Drücken der Taste im Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul aufgezeichnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Sensor und das Stellglied einem ersten Zylinder des Motors entsprechen, wobei das Fahrzeug weiterhin einen zweiten Sensor und ein zweites Stellglied enthält, die einem zweiten Zylinder des Motors entsprechen, und wobei das Verfahren das Erzeugen einer zweiten aktualisierten Datentabelle anhand einer Vielzahl angepasster, in der Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle aufgezeichneter zweiter Stellgliedwerte umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Motordrehzahl und die Drosselklappenstellung, die jedem der Vielzahl der in der aktualisierten Datentabelle gespeicherten Stellgliedwerte entsprechen, einen Motordrehzahlbereich und einen Bereich von Werten, die die Drosselklappenstellung angeben, enthalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen der aktualisierten Datentabelle beinhaltet, dass der Benutzer eine vorgeschlagene Änderung des Stellgliedwertes für die erste Kombination annehmen oder ablehnen kann.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der die Drosselklappenstellung angebende Wert der Wert des Krümmer-Luftdrucks ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der die Drosselklappenstellung angebende Wert ein Prozentwert ist, der die relative Stellung der Drosselkappe angibt.
Kalibriersystem für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug ein Motorsteuermodul enthält, das eine Kalibriertabelle speichert, die eine Vielzahl von Einstellungen der Kraftstoff-Einspritzdüsen definiert, von denen jede einer Kombination eines Motordrehzahlbereichs und eines Bereichs von die Drosselklappenstellung angebenden Werten entspricht, und das Fahrzeug in einem Regelmodus betreibt, der die Einstellung der Kraftstoff-Einspritzdüsen aus der Kalibriertabelle anhand eines vom Sensor erfassten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses anpasst, wobei das Kalibriersystem umfasst: ein Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul, das wahlweise an das Motorsteuermodul anschließbar ist, wobei das Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul enthält: ein Gehäuse, das wahlweise am Fahrzeug anbringbar ist und das, wenn es am Fahrzeug angebracht ist, vom Fahrzeug gehalten wird, ohne den normalen Betrieb des Fahrzeugs einzuschränken, und einen ersten computerlesbaren Speicher, der die vom Motorsteuermodul empfangenen Daten einschließlich einer Vielzahl angepasster Einstellungen der Kraftstoff-Einspritzdüsen und einer entsprechenden Kombination der Motordrehzahl und eines die Drosselklappenstellung angebenden Wertes für jede der Vielzahl der angepassten Einstellungen der Kraftstoff-Einspritzdüsen speichert, und ein Kalibriercomputersystem, das wahlweise an das Motorsteuermodul und das Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmodul anschließbar ist, wobei das Kalibriercomputersystem enthält: einen Prozessor und einen zweiten, computerlesbaren Speicher, der Anweisungen speichert, die bei Ausführung durch den Prozessor das Kalibriercomputersystem veranlassen, Daten, die auf dem ersten computerlesbaren Speicher des Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmoduls gespeichert sind, zu empfangen, eine Anzahl im ersten computerlesbaren Speicher gespeicherter angepasster Einstellungen der Kraftstoff-Einspritzdüsen zu ermitteln, die einer ersten Kombination der Motordrehzahl und des die Drosselklappenstellung angebenden Wertes entsprechen, wenn die der ersten Kombination entsprechende Anzahl der angepassten Einstellungen der Kraftstoff-Einspritzdüsen größer als der Schwellenwert ist, anhand der angepassten Einstellungen der Kraftstoff-Einspritzdüsen, die der ersten Kombination entsprechen, einen aktualisierten Eintrag der Kalibriertabelle zu erzeugen, und eine aktualisierte Kalibriertabelle einschließlich des aktualisierten Eintrags der Kalibriertabelle an das Motorsteuermodul zu übertragen, wenn das Motorsteuermodul an das Kalibriercomputersystem angeschlossen ist.
Kalibriersystem nach Anspruch 14, wobei die Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle eine Taste enthält und so konfiguriert ist, dass sie die vom Motorsteuermodul empfangenen angepassten Einstellungen der Kraftstoff-Einspritzdüsen nur aufzeichnet, nachdem die Taste gedrückt wurde.
Kalibriersystem nach Anspruch 14, wobei der erste computerlesbare Speicher des Fahrzeug-Kommunikationsschnittstellenmoduls die vom Motorsteuermodul angepassten Einstellungen der Kraftstoff-Einspritzdüsen für jeden eines ersten und eines zweiten Motorzylinders aufzeichnet.
Kalibriersystem nach Anspruch 16, wobei die Anweisungen, wenn sie vom Prozessor ausgeführt werden, das Kalibriercomputersystem weiterhin veranlassen, eine im ersten computerlesbaren Speicher gespeicherte Anzahl angepasster Einstellungen der Kraftstoff-Einspritzdüsen für den zweiten Zylinder zu ermitteln, die einer zweiten Kombination der Motordrehzahl und der Drosselklappenstellung entsprechen, wenn die Anzahl der angepassten Einstellungen der Kraftstoff-Einspritzdüsen für den zweiten Zylinder, die der zweiten Kombination entsprechen, größer als ein Schwellenwert ist, eine aktualisierte zweite Kalibriertabelle zu erzeugen, indem eine aktualisierte, der ersten Kombination entsprechende Einstellung der Kraftstoff-Einspritzdüsen anhand der angepassten Einstellungen der Kraftstoff-Einspritzdüsen für den zweiten Zylinder berechnet wird, und die aktualisierte zweite Kalibriertabelle an das Motorsteuermodul zu übertragen, wenn das Motorsteuermodul an das Kalibriercomputersystem angeschlossen ist.
Kalibriersystem nach Anspruch 14, wobei die Anweisungen, wenn sie vom Prozessor ausgeführt werden, das Kalibriercomputersystem weiterhin veranlassen, eine Auswahl von einem Benutzer zu empfangen, der eine vorgeschlagene Änderung der Einstellung der Kraftstoff-Einspritzdüsen für die erste Kombination entweder annimmt oder ablehnt.
Kalibriersystem nach Anspruch 14, wobei der die Drosselklappenstellung angebende Wert ein Wert des Krümmer-Luftdrucks ist.
Kalibriersystem nach Anspruch 14, wobei der die Drosselklappenstellung angebende Wert eine relative Stellung der Drosselkappe angibt.