DE102010049532B4

DE102010049532B4 - Pumpverlust-Verringerungssysteme und -verfahren

Info

Publication number: DE102010049532B4
Application number: DE102010049532.8A
Authority: DE
Inventors: Christopher E. Whitney; Poh Fong Chin; William L. Aldrich III; Anthony H. Heap; Jeffrey M. Kaiser; Jun Lu
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2030-10-26
Also published as: US20110100013A1; CN102052181A; DE102010049532A1; CN102052181B; US8086390B2

Abstract

Motorsteuersystem für ein Fahrzeug, umfassend: ein Modul für eine Basis-Luft pro Zylinder (Basis-APC-Modul) (416), das eine Basis-APC ermittelt, um erste Motorpumpverluste während eines ersten Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltereignisses (DFCO-Ereignisses) relativ zu zweiten Motorpumpverlusten während eines zweiten DFCO-Ereignisses zu verringern, wobei Motorluftströmungsaktuatoren (116, 158, 164) über das gesamte zweite DFCO-Ereignis hinweg gesteuert werden, um einen minimalen Krümmerabsolutdruck (MAP) für eine Verbrennung zu erreichen, wenn das zweite DFCO-Ereignis endet und Kraftstoff an den Motor (102) geliefert wird; ein Katalysatortemperatur-Anpassungsmodul (418), das eine Katalysatortemperaturanpassung während des ersten DFCO-Ereignisses basierend auf einer Katalysatortemperatur ermittelt; ein Umgebungstemperatur-Anpassungsmodul (422), das eine Umgebungstemperaturanpassung während des ersten DFCO-Ereignisses basierend auf einer Umgebungslufttemperatur ermittelt; und ein APC-Anpassungsmodul (414), das die Basis-APC basierend auf der Katalysatortemperaturanpassung und der Umgebungstemperaturanpassung selektiv anpasst und das zumindest einen der Motorluftströmungsaktuatoren (116, 158, 164) während des ersten DFCO-Ereignisses basierend auf der angepassten Basis-APC steuert.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Kraftstoffabschaltsysteme und -verfahren.
HINTERGRUND
Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoffgemisch in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Eine Luftströmung in Motoren mit Funkenzündung wird mittels einer Drossel geregelt. Insbesondere stellt die Drossel eine Drosselfläche ein, was die Luftströmung in den Motor vergrößert oder verkleinert. Wenn die Drosselfläche zunimmt, nimmt die Luftströmung in den Motor zu. Ein Kraftstoffsteuersystem stellt die Rate ein, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, um ein Soll-Luft/Kraftstoffgemisch an die Zylinder zu liefern. Eine Erhöhung der an die Zylinder gelieferten Luft- und Kraftstoffmenge vergrößert die Drehmomentabgabe des Motors.
Motorsteuersysteme wurden entwickelt, um ein Motorausgangsdrehmoment zu steuern, um ein Soll-Drehmoment zu erreichen. Herkömmliche Motorsteuersysteme steuern das Motorausgangsdrehmoment jedoch nicht so genau wie gewünscht. Ferner liefern herkömmliche Motorsteuersysteme kein schnelles Ansprechen auf Steuersignale oder stimmen die Motordrehmomentsteuerung nicht zwischen verschiedenen Einrichtungen ab, welche das Motorausgangsdrehmoment beeinflussen.
Die DE 100 60 360 A1 beschreibt ein Motorsteuersystem für ein Fahrzeug, bei dem die Luft pro Zylinder eines Motors während Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltereignissen basierend auf einer Katalysatortemperatur erhöht oder verringert wird, um einerseits Drehmomentverluste aufgrund von Pumpverlusten zu verringern und um andererseits die Katalysatortemperatur oberhalb einer vorbestimmten Temperatur zu halten.
Ferner ist in der DE 698 16 387 T2 ein ähnliches Steuersystem für ein Hybridfahrzeug beschrieben.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Motorsteuersystem zu schaffen, mit dem Drehmomentverluste aufgrund von Pumpverlusten während einer Kraftstoffabschaltung verringert werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird durch ein Motorsteuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das Motorsteuersystem umfasst ein Modul für eine Basis-Luft pro Zylinder (Basis-APC-Modul), ein Katalysatortemperatur-Anpassungsmodul, ein Umgebungstemperatur-Anpassungsmodul und ein APC-Anpassungsmodul. Das Basis-APC-Modul ermittelt eine Basis-APC, um erste Motorpumpverluste während eines ersten Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltereignisses (DFCO-Ereignisses) relativ zu zweiten Motorpumpverlusten während eines zweiten DFCO-Ereignisses zu verringern. Das Katalysatortemperatur-Anpassungsmodul ermittelt eine Katalysatortemperaturanpassung während des ersten DFCO-Ereignisses basierend auf einer Katalysatortemperatur. Das Umgebungstemperatur-Anpassungsmodul ermittelt eine Umgebungstemperaturanpassung während des ersten DFCO-Ereignisses basierend auf einer Umgebungslufttemperatur. Das APC-Anpassungsmodul passt die Basis-APC basierend auf der Katalysatortemperaturanpassung und der Umgebungstemperaturanpassung selektiv an und steuert zumindest einen der Motorluftströmungsaktuatoren während des ersten DFCO-Ereignisses basierend auf der angepassten Basis-APC.
Gemäß anderen Merkmalen ermittelt das APC-Anpassungsmodul die angepasste Basis-APC basierend auf einem Produkt der Basis-APC, der Katalysatortemperaturanpassung und der Umgebungstemperaturanpassung.
Gemäß noch anderen Merkmalen legt das Katalysatortemperatur-Anpassungsmodul die Katalysatortemperaturanpassung auf einen vorbestimmten Wert fest, wenn die Katalysatortemperatur in einem vorbestimmten Temperaturbereich liegt, und es legt die Katalysatortemperaturanpassung größer oder kleiner als der vorbestimmte Wert fest, wenn die Katalysatortemperatur größer oder kleiner als der vorbestimmte Temperaturbereich ist.
Gemäß weiteren Merkmalen legt das Umgebungstemperatur-Anpassungsmodul die Umgebungstemperaturanpassung auf einen vorbestimmten Wert fest, wenn die Umgebungslufttemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist, und es legt die Umgebungstemperaturanpassung größer oder kleiner als der vorbestimmte Wert fest, wenn die Umgebungslufttemperatur kleiner als die vorbestimmte Temperatur ist.
Gemäß noch weiteren Merkmalen ermittelt das Basis-APC-Modul die Basis-APC basierend auf einem Übersetzungsverhältnis eines Getriebes und einer Motordrehzahl.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Maximum-MAP-Modul, ein Maximum-APC-Modul, ein Soll-APC-Modul und ein Drehmomentanforderungsmodul. Das Maximum-MAP-Modul ermittelt einen maximalen MAP während des ersten DFCO-Ereignisses basierend auf dem Umgebungsluftdruck und einem minimalen Motorunterdruck für einen Bremskraftverstärker. Das Maximum-APC-Modul ermittelt eine maximale APC während des ersten DFCO-Ereignisses basierend auf dem maximalen MAP. Das Soll-APC-Modul ermittelt eine Soll-APC zum Erreichen der Verringerung basierend auf der maximalen APC oder der angepassten Basis-APC. Das Drehmomentanforderungsmodul steuert zumindest einen Motorluftströmungsaktuator basierend auf der Soll-APC.
Gemäß noch anderen Merkmalen passt das Drehmomentanforderungsmodul den MAP in Richtung des minimalen MAP an, bevor Kraftstoff an den Motor geliefert wird.
Gemäß weiteren Merkmalen passt das Drehmomentanforderungsmodul den MAP in Richtung des minimalen MAP an, wenn eine Drehmomentabgabekapazität eines Elektromotors kleiner als ein vorbestimmtes Drehmoment ist und/oder wenn eine Regenerationskapazität kleiner als eine vorbestimmte Kapazität ist.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Hybridsteuermodul. Das Hybridsteuermodul steuert das durch einen Elektromotor abgegebene Drehmoment, um eine Fahrerdrehmomentanforderung zu erreichen, während das Drehmomentanforderungsmodul den MAP in Richtung des minimalen MAP anpasst.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein DFCO-Modul. Das DFCO-Modul löst die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Motor selektiv aus, wenn eine Differenz zwischen dem MAP und dem minimalen MAP kleiner als eine vorbestimmte Differenz ist. Das DFCO-Modul ermittelt die Differenz basierend auf einem Betrag der Fahrerdrehmomentanforderung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
3A–3B Funktionsblockdiagramme beispielhafter Steuersysteme zur Pumpverlustverringerung bei einer Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltung (DPLR-Steuersysteme) gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung sind;
4 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines DPLR-Steuermoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
5–6 Flussdiagramme sind, die beispielhafte Schritte darstellen, die durch Verfahren gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden; und
7 eine beispielhafte Grafik verschiedener Betriebsparameter über der Zeit gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis der Schaltungslogik und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Ein Controller steuert das Drehmoment, das durch einen Verbrennungsmotor abgegeben wird. In einigen Fällen kann der Controller die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Motor abschalten, während der Motor läuft, wie beispielsweise während einer Fahrzeugverlangsamung. Das Abschalten der Kraftstoffzufuhr zu dem Motor während der Fahrzeugverlangsamung kann als eine Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltung (DFCO) bezeichnet werden. Das Abschalten der Kraftstoffzufuhr zu dem Motor kann beispielsweise ausgeführt werden, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.
Während die Kraftstoffzufuhr während der DFCO abgeschaltet wird, saugt der Motor weiterhin Luft in den Motor. Das Ansaugen von Luft, die Kompression der in den Motor angesaugten Luft und der Ausstoß der Luft aus dem Motor können während der DFCO ein Bremsdrehmoment (d. h. ein negatives Drehmoment) auf den Motor ausüben. Mit anderen Worten treten Drehmomentverluste während der DFCO auf, die dem Motorpumpen (d. h. den Pumpverlusten) zuzuschreiben sind.
Die Pumpverluste können minimiert werden, indem der Druck in einem Einlasskrümmer in Richtung des Umgebungsluftdrucks angepasst wird. Das Anpassen des Krümmerdrucks in Richtung des Umgebungsluftdrucks verringert die Verluste, die mit dem Ansaugen von Luft durch ein Drosselventil verbunden sind. Das Anpassen des Krümmerdrucks in Richtung des Umgebungsluftdrucks kann jedoch ein Kühlen eines Katalysators, der in dem Abgassystem implementiert ist, und einen ungenügenden Unterdruck für einen Bremskraftverstärker zum Unterstützen bei dem Ausführen des Fahrzeugbremsens bewirken.
Der Controller der vorliegenden Offenbarung ermittelt selektiv einen oder mehrere Soll-Luftströmungsparameter, um die Pumpverluste zu verringern, die während der DFCO erlitten werden, während sichergestellt wird, dass ein Unterdruck für einen Bremskraftverstärker vorhanden ist, und ein übermäßiges Kühlen des Katalysators vermieden wird. Lediglich beispielhaft kann der Controller eine Soll-APC und einen Soll-MAP ermitteln. Der Controller steuert einen oder mehrere Motoraktuatoren während der DFCO basierend auf den Soll-Luftströmungsparametern. Lediglich beispielhaft kann der Controller eine Ladedruckeinrichtung, ein Drosselventil, Einlass- und Auslassventile und andere geeignete Parameter während der DFCO basierend auf den Soll-Luftströmungsparametern steuern.
Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems 100 dargestellt. Das Motorsystem 100 weist einen Motor 102 auf, der ein Luft/Kraftstoffgemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug basierend auf einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 104 zu erzeugen. Luft wird durch ein Drosselventil 112 in einen Einlasskrümmer 110 eingelassen. Lediglich beispielhaft kann das Drosselventil 112 ein Schmetterlingsventil mit einem rotierbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drosselaktuatormodul 116, welches das Öffnen des Drosselventils 112 regelt, um die Luftmenge zu steuern, die in den Einlasskrümmer 110 eingelassen wird.
Ein Bremskraftverstärker 106 zieht einen Unterdruck aus dem Einlasskrümmer 110, wenn der Druck in dem Einlasskrümmer 110 kleiner (d. h. es liegt ein größerer Unterdruck vor) als ein Druck in dem Einlasskrümmer 106 ist. Mit anderen Worten zieht der Bremskraftverstärker 106 einen Unterdruck aus dem Einlasskrümmer 110, wenn der Unterdruck in dem Einlasskrümmer 110 größer als der Unterdruck in dem Bremskraftverstärker 106 ist. Der Bremskraftverstärker 106 unterstützt einen Fahrzeugbenutzer dabei, die Bremsen des Fahrzeugs zu betätigen.
Luft aus dem Einlasskrümmer 110 wird in Zylinder des Motors 102 eingelassen. Obgleich der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen kann, ist zu Darstellungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Lediglich beispielhaft kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder aufweisen. Das ECM 114 kann ein Zylinderaktuatormodul 120 anweisen, einige der Zylinder selektiv zu deaktivieren, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter bestimmten Motorbetriebsbedingungen verbessern kann.
Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertakt-Zylinderzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachstehend beschrieben sind, werden als der Einlasstakt, der Kompressionstakt, der Verbrennungstakt und der Auslasstakt bezeichnet. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) treten zwei der vier Takte in dem Zylinder 118 auf. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen für den Zylinder 118 notwendig, um alle vier der Takte zu durchlaufen.
Während des Einlasstakts wird Luft aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 eingelassen. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann an einem zentralen Ort oder an mehreren Orten, wie z. B. in der Nähe des Einlassventils 122 jedes der Zylinder, in den Einlasskrümmer 110 eingespritzt werden. Bei verschiedenen Implementierungen (nicht gezeigt) kann Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in Mischkammern, die den Zylindern zugeordnet sind, eingespritzt werden. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 kann die Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder stoppen, die deaktiviert sind.
Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoffgemisch in dem Zylinder 118. Während des Kompressionstakts komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoffgemisch. Basierend auf einem Signal von dem ECM 114 aktiviert ein Zündfunken-Aktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118, welche das Luft/Kraftstoffgemisch zündet. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu der Zeit spezifiziert werden, zu der sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet wird.
Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann durch ein Zeitpunktsignal gesteuert werden, das angibt, wie weit vor oder nach dem TDC der Zündfunken geliefert werden soll. Da die Kolbenposition direkt auf die Kurbelwellenposition bezogen ist, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen.
Das Erzeugen des Zündfunkens kann als ein Zündungsereignis bezeichnet werden. Das Zündfunkenaktuatormodul 126 kann die Fähigkeit aufweisen, den Zeitpunkt des Zündfunkens für jedes Zündungsereignis zu variieren. Zusätzlich kann das Zündfunkenaktuatormodul 126 die Fähigkeit aufweisen, den Zeitpunkt des Zündfunkens für ein gegebenes Zündungsereignis sogar dann zu variieren, wenn eine Änderung in dem Zeitpunktsignal nach dem Zündungsereignis unmittelbar vor dem gegebenen Zündungsereignis empfangen wird.
Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs den Kolben abwärts, wodurch die Kurbelwelle angetrieben wird. Der Verbrennungstakt kann als die Zeit zwischen dem Erreichen des TDC durch den Kolben und der Zeit, zu welcher der Kolben zu dem unteren Totpunkt (BDC) zurückkehrt, definiert werden.
Während des Auslasstakts beginnt der Kolben, sich wieder von dem BDC aufwärts zu bewegen, und er treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 134 aus dem Fahrzeug ausgestoßen. Ein Katalysator 136 empfängt das Abgas, das von dem Motor 102 abgegeben wird, und reagiert mit verschiedenen Komponenten des Abgases. Lediglich beispielhaft kann der Katalysator einen Dreiwegekatalysator (TWC), einen katalytischen Wandler oder einen anderen geeigneten Abgaskatalysator umfassen.
Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle 140) mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) für den Zylinder 118 und/oder die Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) mehrerer Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle 142) mehrere Auslassventile für den Zylinder 118 und/oder die Auslassventile (einschließlich des Auslassventils 130) mehrerer Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern.
Das Zylinderaktuatormodul 120 kann den Zylinder 118 deaktivieren, indem das Öffnen des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 abgeschaltet wird. Bei verschiedenen anderen Implementierungen können das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 durch andere Einrichtungen als Nockenwellen gesteuert werden, wie beispielsweise durch elektromagnetische Aktuatoren.
Die Zeit, zu der das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann durch einen Einlass-Nockenphasensteller 148 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Die Zeit, zu der das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann durch einen Auslass-Nockenphasensteller 150 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Ein Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann den Einlass-Nockenphasensteller 148 und den Auslass-Nockenphasensteller 150 basierend auf Signalen von dem ECM 114 steuern. Wenn sie implementiert ist, kann eine variable Ventilbetätigung (nicht gezeigt) ebenso durch das Phasensteller-Aktuatormodul 158 gesteuert werden.
Das Motorsystem 100 kann eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Einlasskrümmer 110 liefert. Beispielsweise zeigt 1 einen Turbolader, der eine heiße Turbine 160-1 aufweist, die durch heiße Abgase angetrieben wird, die durch das Abgassystem 134 strömen. Der Turbolader 160 weist auch einen von der Turbine 160-1 angetriebenen Kompressor 160-2 für kalte Luft auf, der Luft komprimiert, die in das Drosselventil 112 geführt wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein von der Kurbelwelle angetriebener Turbokompressor (nicht gezeigt) Luft von dem Drosselventil 112 komprimieren und die komprimierte Luft an den Einlasskrümmer 110 liefern.
Ein Ladedruck-Regelventil 162 kann dem Abgas ermöglichen, an der Turbine 160-1 vorbeizuströmen, wodurch der Ladedruck (der Betrag der Einlassluftkompression) des Turboladers verringert wird. Das ECM 114 steuert den Turbolader mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls 164. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 kann den Ladedruck des Turboladers modulieren, indem die Position des Ladedruck-Regelventils 162 gesteuert wird. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Turbolader durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden. Der Turbolader kann eine variable Geometrie aufweisen, die durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden kann.
Ein Zwischenkühler (nicht gezeigt) kann einen Teil der in der komprimierten Luftladung enthaltenen Wärme dissipieren, die erzeugt wird, wenn die Luft komprimiert wird. Die komprimierte Luftladung kann auch Wärme von Komponenten des Abgassystems 134 absorbiert haben. Obwohl sie zu Darstellungszwecken getrennt gezeigt sind, können die Turbine 160-1 und der Kompressor 160-2 aneinander befestigt sein und die Einlassluft in die unmittelbare Nähe des heißen Abgases bringen.
Das Motorsystem 100 kann ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 170 aufweisen, das Abgas selektiv zurück zu dem Einlasskrümmer 110 zurückleitet. Das AGR-Ventil 170 kann stromaufwärts der Turbine 160-1 des Turboladers angeordnet sein. Das AGR-Ventil 170 kann durch ein AGR-Aktuatormodul 172 gesteuert werden.
Das Motorsystem 100 kann die Drehzahl der Kurbelwelle (d. h. die Motordrehzahl) in Umdrehungen pro Minute (RPM) unter Verwendung eines RPM-Sensors 178 messen. Die Temperatur des Motoröls kann unter Verwendung eines Öltemperatursensors (OT-Sensors) 180 gemessen werden. Die Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in dem Motor 102 oder an anderen Orten angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkuliert, wie z. B. einem Kühler (nicht gezeigt).
Der Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorunterdruck gemessen werden, welcher die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 ist. Die Massenströmungsrate der Luft, die in den Einlasskrümmer 110 strömt, kann unter Verwendung eines Luftmassenstromsensors (MAF-Sensors) 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselventil 112 umfasst.
Das Drosselaktuatormodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 überwachen. Die Umgebungstemperatur der Luft, die in den Motor 102 eingelassen wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden. Das ECM 114 kann Signale von einem oder mehreren Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul 194 in Verbindung stehen, um ein Wechseln von Gängen (und spezieller ein Übersetzungsverhältnis) in einem Getriebe (nicht gezeigt) abzustimmen. Beispielsweise kann das ECM 114 das Motordrehmoment während eines Gangwechsels verringern. Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 in Verbindung stehen, um den Betrieb (d. h. die Erzeugung einer Drehmomentabgabe) des Motors 102 und eines Elektromotors 198 abzustimmen.
Der Elektromotor 198 kann auch als Generator funktionieren, und er kann verwendet werden, um elektrische Energie zur Verwendung durch elektrische Systeme des Fahrzeugs und/oder zur Speicherung in einer Energiespeichereinrichtung (z. B. einer Batterie) zu erzeugen. Die Erzeugung von elektrischer Energie kann als regeneratives Bremsen bezeichnet werden. Der Elektromotor 198 kann ein Bremsdrehmoment (d. h. ein negatives Drehmoment) auf den Motor 102 ausüben, um das regenerative Bremsen auszuführen und elektrische Energie zu erzeugen. Das Motorsystem 100 kann auch einen oder mehrere zusätzliche Elektromotoren aufweisen. Bei verschiedenen Implementierungen können verschiedene Funktionen des ECM 114, des Getriebesteuermoduls 194 und des Hybridsteuermoduls 196 in ein oder mehrere Module integriert werden.
Jedes System, das einen Motorparameter variiert, kann als ein Motoraktuator bezeichnet werden. Jeder Motoraktuator empfängt einen zugeordneten Aktuatorwert. Beispielsweise kann das Drosselaktuatormodul 116 als ein Motoraktuator bezeichnet werden, und die Drosselöffnungsfläche kann als der zugeordnete Aktuatorwert bezeichnet werden. In dem Beispiel von 1 erreicht das Drosselaktuatormodul 116 die Drosselöffnungsfläche, indem ein Winkel des Blatts des Drosselventils 112 angepasst wird.
Auf ähnliche Weise kann das Zündfunkenaktuatormodul 126 als ein Motoraktuator bezeichnet werden, während der zugeordnete Aktuatorwert der Betrag der Zündfunkenvorverstellung relativ zu dem Zylinder-TDC ist. Andere Aktuatoren können das Zylinderaktuatormodul 120, Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das Phasensteller-Aktuatormodul 158, das Ladedruck-Aktuatormodul 164 und das AGR-Aktuatormodul 172 umfassen. Für diese Aktuatoren können die zugeordneten Aktuatorwerte die Anzahl der aktivierten Zylinder, die Kraftstoffzufuhrrate, die Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerwinkel, den Ladedruck bzw. die AGR-Ventilöffnungsfläche umfassen. Das ECM 114 kann die Aktuatorwerte steuern, um zu bewirken, dass der Motor 102 ein Soll-Motorausgangsdrehmoment erzeugt.
Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems 200 dargestellt. Eine beispielhafte Implementierung des ECM 114 umfasst ein Fahrerdrehmomentmodul 202. Das Fahrerdrehmomentmodul 202 kann eine Fahrerdrehmomentanforderung basierend auf einer Fahrereingabe bzw. Fahrereingaben von dem Fahrereingabemodul 104 ermitteln. Die Fahrereingabe kann auf einer Position eines Gaspedals basieren. Die Fahrereingabe kann auch auf einem Tempomat basieren, der ein adaptives Tempomatsystem sein kann, das die Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, um eine vorbestimmte Nachfolgedistanz aufrechtzuerhalten. Das Fahrerdrehmomentmodul 202 kann eine oder mehrere Abbildungen der Gaspedalposition auf die Fahrerdrehmomentanforderung speichern, und es kann die Fahrerdrehmomentanforderung basierend auf einer Ausgewählten der Abbildungen ermitteln.
Ein Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 vermittelt zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung von dem Fahrerdrehmomentmodul 202 und anderen Achsendrehmomentanforderungen. Die Drehmomentanforderungen können absolute Drehmomentanforderungen wie auch relative Drehmomentanforderungen und Rampenanforderungen umfassen. Lediglich beispielhaft können die Rampenanforderungen eine Anforderung umfassen, dass das Drehmoment bis zu einem minimalen Motorabschaltdrehmoment rampenartig abnimmt oder dass das Drehmoment von einem minimalen Motorabschaltdrehmoment rampenartig zunimmt. Relative Drehmomentanforderungen können vorübergehende oder dauerhafte Drehmomentverringerungen oder -zunahmen umfassen. Jede Drehmomentanforderung kann Daten umfassen, die das System oder das Modul angeben, das diese Drehmomentanforderung erzeugt hat (d. h. den Anforderer).
Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 gibt eine vorausgesagte Drehmomentanforderung und eine Momentandrehmomentanforderung basierend auf den Ergebnissen einer Vermittlung zwischen den empfangenen Drehmomentanforderungen aus. Wie nachstehend beschrieben ist, können die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung von dem Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 104 durch andere Module selektiv angepasst werden, bevor sie verwendet werden, um Aktuatoren des Motors 102 zu steuern.
Allgemein ausgedrückt ist die Momentandrehmomentanforderung der Betrag des derzeitigen Soll-Motorausgangsdrehmoments, während die vorausgesagte Drehmomentanforderung der Betrag des Motorausgangsdrehmoments ist, der kurzfristig benötigt werden kann. Das ECM 114 steuert daher den Motor 102, um ein Motorausgangsdrehmoment zu erzeugen, das der Momentandrehmomentanforderung gleich ist. Verschiedene Kombinationen von Aktuatorwerten können jedoch zu demselben Motorausgangsdrehmoment führen. Das ECM 114 kann daher die Aktuatorwerte steuern, um einen schnelleren Übergang zu der vorausgesagten Drehmomentanforderung zu ermöglichen, während das Motorausgangsdrehmoment weiterhin bei der Momentdrehmomentanforderung gehalten wird.
Bei verschiedenen Implementierungen kann die vorausgesagte Drehmomentanforderung auf der Fahrerdrehmomentanforderung basieren. Die Momentandrehmomentanforderung kann kleiner als die vorausgesagte Drehmomentanforderung sein, beispielsweise wenn die Fahrerdrehmomentanforderung auf einer Eisoberfläche einen positiven Radschlupf verursacht. In einem solchen Fall kann ein Traktionssteuersystem (nicht gezeigt) eine Verringerung mittels der Momentandrehmomentanforderung anfordern, und das ECM 114 verringert das Drehmoment, das durch den Motor 102 erzeugt wird, auf die Momentandrehmomentanforderung. Das ECM 114 steuert die Motoraktuatoren jedoch derart, dass der Motor 102 das Erzeugen der vorausgesagten Drehmomentanforderung schnell wieder aufnehmen kann, sobald der positive Radschlupf aufhört.
Allgemein ausgedrückt kann die Differenz zwischen der Momentandrehmomentanforderung und der vorausgesagten Drehmomentanforderung als eine Drehmomentreserve bezeichnet werden. Die Drehmomentreserve repräsentiert den Drehmomentbetrag oberhalb der Momentandrehmomentanforderung, den der Motor 102 mit einer minimalen Verzögerung zu produzieren beginnen kann. Schnelle Motoraktuatoren werden verwendet, um das Motorausgangsdrehmoment zu erhöhen oder zu verringern. Wie nachstehend detaillierter beschrieben wird, sind die schnellen Motoraktuatoren relativ zu langsamen Motoraktuatoren basierend auf ihrer Fähigkeit definiert, ein Ansprechen des Motorausgangsdrehmoments zu erzeugen.
Lediglich beispielhaft kann das ECM 114 die Aktuatorwerte für die langsamen Aktuatoren auf Werte festlegen, die dem Motor 102 ermöglichen würden, die vorausgesagte Drehmomentanforderung zu erzeugen, wenn die schnellen Motoraktuatoren auf geeignete Werte eingestellt werden würden. In der Zwischenzeit kann das ECM 114 die Aktuatorwerte für die schnellen Aktuatoren auf Werte einstellen, die für die gegebenen Werte der langsamen Aktuatoren bewirken, dass der Motor 102 die Momentandrehmomentanforderung anstelle der vorausgesagten Drehmomentanforderung erzeugt.
Die schnellen Aktuatorwerte bewirken daher, dass der Motor 102 die Momentandrehmomentanforderung erzeugt. Wenn das ECM 114 entscheidet, das Motorausgangsdrehmoment von der Momentandrehmomentanforderung zu der vorausgesagten Drehmomentanforderung überzuleiten, ändert das ECM die Aktuatorwerte, die einem oder mehreren schnellen Motoraktuatoren zugeordnet sind, auf Werte, die der vorausgesagten Drehmomentanforderung entsprechen. Da die Aktuatorwerte, die den langsamen Aktuatoren zugeordnet sind, bereits basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung eingestellt wurden, ist der Motor 102 in der Lage, die vorausgesagte Drehmomentanforderung nach nur einer solchen Verzögerung zu erzeugen, die den schnellen Motoraktuatoren zuzuschreiben ist. Mit anderen Worten wird die längere Verzögerung vermieden, die ansonsten aus einem Verändern des Motorausgangsdrehmoments unter Verwendung der langsamen Motoraktuatoren resultieren würde.
Lediglich beispielhaft kann dann, wenn die vorausgesagte Drehmomentanforderung gleich der Fahrerdrehmomentanforderung ist, eine Drehmomentreserve erzeugt werden, wenn die Momentandrehmomentanforderung aufgrund einer vorübergehenden Drehmoment-Verringerungsanforderung kleiner als die Fahrerdrehmomentanforderung ist. Alternativ kann eine Drehmomentreserve erzeugt werden, indem die vorausgesagte Drehmomentanforderung über die Fahrerdrehmomentanforderung hinaus erhöht wird, während die Momentandrehmomentanforderung bei der Fahrerdrehmomentanforderung gehalten wird.
Das Erzeugen einer ausreichenden Drehmomentreserve ermöglicht, dass Änderungen in dem Soll-Drehmoment ausgeführt werden können, indem die schnellen Motoraktuatoren mittels der Momentandrehmomentanforderung variiert werden, während die Werte der langsamen Motoraktuatoren beibehalten werden. Um lediglich beispielhaft eine gegebene Leerlaufdrehzahl aufrechtzuerhalten, kann die Momentandrehmomentanforderung in einem Bereich variiert werden. Wenn die vorausgesagte Drehmomentanforderung auf ein Niveau oberhalb dieses Bereichs festgelegt wird, können Veränderungen in der Momentandrehmomentanforderung, welche die Leerlaufdrehzahl aufrechterhalten, unter Verwendung der schnellen Motoraktuatoren ohne die Notwendigkeit ausgeführt werden, die langsamen Motoraktuatoren anzupassen.
Lediglich beispielhaft kann der Zündfunkenzeitpunkt in einem Motor mit Funkenzündung ein schneller Aktuatorwert sein, während die Drosselöffnungsfläche ein langsamer Aktuatorwert sein kann. Motoren mit Funkenzündung können Kraftstoffe, die beispielsweise Benzin und Ethanol umfassen, unter Verwendung eines Zündfunkens verbrennen. Im Gegensatz dazu kann ein Motor mit Kompressionszündung Kraftstoffe verbrennen, die beispielsweise Diesel umfassen, indem die Kraftstoffe komprimiert werden.
Nachdem ein neuer Aktuatorwert empfangen wurde, kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 in der Lage sein, den Zündfunkenzeitpunkt für das nachfolgende Zündungsereignis zu verändern. Wenn der Zündfunkenzeitpunkt (auch Zündfunkenvorverstellung genannt) für ein Zündungsereignis auf einen kalibrierten Wert eingestellt wird, wird ein maximales Drehmoment in dem Verbrennungstakt unmittelbar nach dem Zündungsereignis erzeugt.
Eine Zündfunkenvorverstellung, die von dem kalibrierten Wert abweicht, kann jedoch den Drehmomentbetrag verringern, der in dem Verbrennungstakt erzeugt wird. Daher kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 in der Lage sein, das Motorausgangsdrehmoment durch ein Variieren des Zündfunkenzeitpunkts zu verändern, sobald das nächste Zündungsereignis auftritt.
Im Gegensatz dazu benötigen Änderungen in der Drosselöffnungsfläche länger, um das Motorausgangsdrehmoment zu beeinflussen. Das Drosselaktuatormodul 116 verändert die Drosselöffnungsfläche, indem der Winkel des Blatts des Drosselventils 112 angepasst wird. Sobald ein neuer Aktuatorwert empfangen wird, gibt es daher eine mechanische Verzögerung, wenn sich das Drosselventil 112 basierend auf dem neuen Aktuatorwert von seiner vorhergehenden Position in eine neue Position bewegt. Zusätzlich sind Luftströmungsänderungen basierend auf der Drosselventilöffnung Lufttransportverzögerungen in dem Einlasskrümmer 110 ausgesetzt. Ferner wird eine erhöhte Luftströmung in den Einlasskrümmer 110 nicht als eine Erhöhung des Motorausgangsdrehmoments realisiert, bis der Zylinder 118 in dem nächsten Einlasstakt zusätzliche Luft aufnimmt, die zusätzliche Luft komprimiert und den Verbrennungstakt beginnt.
Unter Verwendung der Drosselöffnungsfläche und des Zündfunkenzeitpunkts als ein Beispiel kann eine Drehmomentreserve erzeugt werden, indem die Drosselöffnungsfläche auf einen Wert eingestellt wird, der dem Motor 102 ermöglichen würde, eine vorausgesagte Drehmomentanforderung zu erzeugen. In der Zwischenzeit kann der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf einer Momentandrehmomentanforderung eingestellt werden, die kleiner als die vorgesagte Drehmomentanforderung ist. Obwohl die Drosselöffnungsfläche eine ausreichende Luftströmung für den Motor 102 erzeugt, um die vorausgesagte Drehmomentanforderung zu erzeugen, wird der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf der Momentandrehmomentanforderung nach spät verstellt (was das Motorausgangsdrehmoment verringert). Das Motorausgangsdrehmoment wird daher gleich der Momentandrehmomentanforderung sein.
Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 104 kann das vorausgesagte Drehmoment und das Momentandrehmoment an ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 ausgeben. In Abhängigkeit von dem Typ des Hybridfahrzeugs kann das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung an das Hybridsteuermodul 196 ausgeben.
Das vorausgesagte Drehmoment und das Momentandrehmoment, die von dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 empfangen werden, werden von einer Achsendrehmomentdomäne (Drehmoment an den Rädern) in eine Antriebsdrehmomentdomäne (Drehmoment an der Kurbelwelle) umgewandelt. Bei einigen Implementierungen können die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung in die Antriebsdrehmomentdomäne umgewandelt werden, bevor sie an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 geliefert werden. Bei einigen Implementierungen können die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung in der Antriebsdrehmomentdomäne an das Hybridsteuermodul 196 geliefert werden. Das Hybridsteuermodul 196 kann den Elektromotor 198 basierend auf einer oder mehreren Drehmomentanforderungen steuern, und es kann eine modifizierte vorausgesagte Drehmomentanforderung und eine modifizierte Momentandrehmomentanforderung an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 liefern.
Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 vermittelt zwischen Antriebsdrehmomentanforderungen, einschließlich der umgewandelten vorausgesagten Drehmomentanforderung und der umgewandelten Momentandrehmomentanforderung. Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 erzeugt eine vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung und eine vermittelte Momentandrehmomentanforderung. Die vermittelten Drehmomentanforderungen können erzeugt werden, indem eine gewinnende Anforderung unter den empfangenen Anforderungen ausgewählt wird. Alternativ oder zusätzlich können die vermittelten Drehmomente erzeugt werden, indem eine der empfangenen Anforderungen basierend auf einer oder mehreren anderen der empfangenen Anforderungen modifiziert wird.
Bei verschiedenen Implementierungen wählt die Vermittlung dann, wenn eine Motorabschaltanforderung vorliegt, die Motorabschaltanforderung als die gewinnende Anforderung aus. Wenn die Motorabschaltanforderung vorliegt, kann das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 Null als die vermittelten Drehmomente ausgeben.
Bei verschiedenen Implementierungen kann eine Motorabschaltanforderung den Motor unabhängig von dem Vermittlungsprozess einfach abschalten. Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 kann die Motorabschaltanforderung weiterhin empfangen, so dass beispielsweise geeignete Daten zu den anderen Drehmomentanforderern zurückgeführt werden können. Beispielsweise können alle anderen Anforderer informiert werden, dass sie die Vermittlung verloren haben.
Ein Reserven/Lastenmodul 220 empfängt die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung und die vermittelte Momentandrehmomentanforderung von dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206. Das Reserven/Lastenmodul 220 kann die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung und die vermittelte Momentandrehmomentanforderung anpassen, um eine Drehmomentreserve zu erzeugen und/oder eine oder mehrere Lasten zu kompensieren. Das Reserven/Lastenmodul 220 gibt anschließend die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung und die angepasste Momentandrehmomentanforderung an ein Betätigungsmodul 224 aus.
Das Betätigungsmodul 224 empfängt die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung von dem Reserven/Lastenmodul 220. Das Betätigungsmodul 224 ermittelt, wie die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung erreicht werden. Das Betätigungsmodul 224 kann für den Motortyp spezifisch sein. Beispielsweise kann das Betätigungsmodul 224 für Motoren mit Funkenzündung gegenüber Motoren mit Kompressionszündung unterschiedlich implementiert werden oder unterschiedliche Steuerschemata verwenden.
Bei verschiedenen Implementierungen kann das Betätigungsmodul 224 eine Grenze zwischen den Modulen, die bei allen Motortypen üblich sind, und den Modulen definieren, die für den Motortyp spezifisch sind. Die Motortypen können beispielsweise die Funkenzündung und die Kompressionszündung umfassen. Module vor dem Betätigungsmodul 224, wie beispielsweise das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206, können bei allen Motortypen üblich sein, während das Betätigungsmodul 224 und die nachfolgenden Module für den Motortyp spezifisch sein können.
Beispielsweise kann das Betätigungsmodul 224 in einem Motor mit Funkenzündung das Öffnen des Drosselventils 112 als einen langsamen Motoraktuator variieren, was einen weiten Bereich für die Drehmomentsteuerung ermöglicht. Das Betätigungsmodul 224 kann Zylinder unter Verwendung des Zylinder-Aktuatormoduls 120 abschalten, was ebenso einen weiten Bereich für die Drehmomentsteuerung liefert, aber auch langsam sein kann und Fahrbarkeits- und Emissionsprobleme mit sich bringen kann. Das Betätigungsmodul 224 kann den Zündfunkenzeitpunkt als einen schnellen Aktuator verwenden. Der Zündfunkenzeitpunkt kann jedoch keinen so großen Bereich für die Drehmomentsteuerung liefern. Zusätzlich kann sich der Betrag der Drehmomentsteuerung ändert, der mit Änderungen des Zündfunkens möglich ist (als Zündfunkenkapazität bezeichnet), wenn sich eine oder mehrere Luftströmungsbedingungen ändern.
Bei verschiedenen Implementierungen kann das Betätigungsmodul 224 eine Luftdrehmomentanforderung basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung erzeugen. Die Luftdrehmomentanforderung kann der vorausgesagten Drehmomentanforderung gleich sein, wodurch die Luftströmungsaktuatoren derart gesteuert werden, dass die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung durch Anpassen eines oder mehrerer Aktuatorwerte, die den schnellen Motoraktuatoren zugeordnet sind, schnell erreicht werden kann.
Ein Luftsteuermodul 228 kann Soll-Aktuatorwerte für die Luftströmungsaktuatoren basierend auf der Luftdrehmomentanforderung ermitteln. Beispielsweise kann das Luftsteuermodul 228 einen Soll-Krümmerabsolutdruck (Soll-MAP), eine Soll-Drosselfläche und/oder eine Soll-Luft pro Zylinder (Soll-APC) ermitteln. Der Soll-MAP kann verwendet werden, um einen Soll-Ladedruck zu ermitteln, und die Soll-APC kann verwendet werden, um Soll-Phasenstellerpositionen zu ermitteln. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Luftsteuermodul 228 auch eine Soll-Öffnung des AGR-Ventils 170 und andere Luftströmungsparameter ermitteln.
Das Betätigungsmodul 224 kann auch eine Zündfunken-Drehmomentanforderung, eine Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung und eine Kraftstoffmassen-Drehmomentanforderung erzeugen. Lediglich beispielhaft kann das Betätigungsmodul 224 die Zündfunken-Drehmomentanforderung, die Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung und/oder die Kraftstoffmassen-Drehmomentanforderung basierend auf der Momentandrehmomentanforderung erzeugen.
Das Betätigungsmodul 224 kann eine oder mehrere dieser Anforderungen basierend auf dem Anforderer erzeugen. Eine beispielhafte Darstellung dafür, dass das Betätigungsmodul 224 eine dieser Drehmomentanforderungen basierend auf dem Anforderer erzeugen kann, ist es, wenn ein Kraftstoffabschaltmodul 270 eine Momentandrehmomentanforderung erzeugt, um die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Motor 102 abzuschalten. Das Kraftstoffabschaltmodul 270 wird nachstehend weiter diskutiert.
Die Zündfunken-Drehmomentanforderung kann durch ein Zündfunkensteuermodul 232 verwendet werden, um zu ermitteln, wie viel der Zündfunkenzeitpunkt bezogen auf eine kalibrierte Zündfunkenvorverstellung nach spät verstellt werden soll (was das Motorausgangsdrehmoment verringert). Die Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung kann durch ein Zylindersteuermodul 236 verwendet werden, um zu ermitteln, wie viele Zylinder deaktiviert werden sollen. Das Zylindersteuermodul 236 kann das Zylinderaktuatormodul 120 anweisen, einen oder mehrere Zylinder des Motors 102 zu deaktivieren. Bei verschiedenen Implementierungen kann eine vordefinierte Gruppe von Zylindern gemeinsam deaktiviert werden.
Das Zylindersteuermodul 236 kann auch ein Kraftstoffsteuermodul 240 anweisen, die Kraftstofflieferung an die deaktivierten Zylinder zu stoppen, und es kann das Zündfunkensteuermodul 232 anweisen, die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder zu stoppen. Bei verschiedenen Implementierungen stoppt das Zündfunkensteuermodul 232 die Lieferung des Zündfunkens für einen Zylinder nur, sobald ein beliebiges in dem Zylinder bereits vorhandenes Kraftstoff/Luftgemisch verbrannt wurde.
Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zylinderaktuatormodul 120 ein Hydrauliksystem umfassen, das Einlass- und/oder Auslassventile für einen oder mehrere Zylinder von den entsprechenden Nockenwellen selektiv abkoppelt, um diese Zylinder zu deaktivieren. Lediglich beispielhaft werden die Ventile für die Hälfte der Zylinder als eine Gruppe durch das Zylinderaktuatormodul 120 entweder hydraulisch angekoppelt oder abgekoppelt. Bei verschiedenen Implementierungen können die Zylinder deaktiviert werden, indem einfach die Kraftstoffzufuhr zu diesen Zylindern gestoppt wird, ohne dass das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile gestoppt wird. Bei solchen Implementierungen kann das Zylinderaktuatormodul 120 weggelassen werden.
Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann die Kraftstoffmenge, die an jeden Zylinder geliefert wird, basierend auf der Kraftstoffmassen-Drehmomentanforderung von dem Betätigungsmodul 224 variieren. Während des normalen Betriebs eines Motors mit Funkenzündung kann das Kraftstoffsteuermodul 240 versuchen, ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhältnis aufrechtzuerhalten. Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann daher eine Kraftstoffmasse ermitteln, die eine stöchiometrische Verbrennung ergeben wird, wenn sie mit der gegenwärtigen APC kombiniert wird. Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 anweisen, diese Kraftstoffmasse für jeden aktivierten Zylinder einzuspritzen.
Basierend auf der Kraftstoffmassen-Drehmomentanforderung kann das Kraftstoffsteuermodul 240 das Luft/Kraftstoffverhältnis bezogen auf die Stöchiometrie anpassen, um das Motorausgangsdrehmoment zu erhöhen oder zu verringern. Das Kraftsteuermodul 240 kann anschließend eine Kraftstoffmasse für jeden Zylinder ermitteln, die das Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis erreicht. Bei Dieselsystemen kann die Kraftstoffmasse der primäre Aktuator sein, um das Motorausgangsdrehmoment zu steuern. Während einer Kraftstoffabschaltung kann das Betätigungsmodul 224 die Kraftstoffmassen-Drehmomentanforderung derart erzeugen, dass das Kraftstoffsteuermodul 240 die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Motor 102 abschaltet.
Ein Drehmomentschätzmodul 244 kann die Drehmomentabgabe des Motors 102 schätzen. Dieses geschätzte Drehmoment kann von dem Luftsteuermodul 228 verwendet werden, um eine Regelung der Motorluftströmungsparameter, wie z. B. der Drosselfläche, der MAF, des MAP, der APC und der Phasenstellerpositionen, auszuführen. Lediglich beispielhaft kann eine Drehmomentbeziehung wie z. B. T = f(APC, S, I, E, AF, OT, #) (1) definiert werden, wobei das Drehmoment (T) eine Funktion der Masse der Luft pro Zylinder (APC), der Zündfunkenvorverstellung (S), der Einlass-Nockenphasenstellerposition (I), der Auslass-Nockenphasenstellerposition (E), des Luft/Kraftstoffverhältnisses (AF), der Öltemperatur (OT) und der Anzahl der aktivierten Zylinder (#) ist. Zusätzliche Variablen können berücksichtigt werden, wie z. B. der Öffnungsgrad eines Abgasrückführungsventils (AGR-Ventils).
Diese Beziehung kann durch eine Gleichung modelliert und/oder als eine Nachschlagetabelle gespeichert werden. Das Drehmomentschätzmodul 244 kann die APC basierend auf der MAF und der RPM ermitteln, wodurch eine Regelung der Motorluftströmungsparameter basierend auf gegenwärtigen Motorluftströmungsbedingungen ermöglicht wird. Die Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerpositionen können auf Ist-Positionen basieren, wenn sich die Phasensteller zu den Soll-Positionen bewegen können.
Das Drehmomentschätzmodul 244 kann die Ist-Zündfunkenvorverstellung verwenden, um das Motorausgangsdrehmoment zu schätzen. Wenn ein kalibrierter Zündfunkenvorverstellungswert verwendet wird, um das Motorausgansdrehmoment zu schätzen, kann das geschätzte Drehmoment als ein geschätztes Luftdrehmoment oder einfach als Luftdrehmoment bezeichnet werden. Das Luftdrehmoment ist eine Schätzung, wie viel Drehmoment der Motor bei den gegenwärtigen Luftströmungsbedingungen erzeugen könnte, wenn die Zündfunkenverstellung nach spät aufgehoben werden würde (d. h. der Zündfunkenzeitpunkt auf den kalibrierten Zündfunkenvorverstellungswert eingestellt werden würde) und allen Zylindern Kraftstoff zugeführt werden würde.
Das Luftsteuermodul 228 kann ein Soll-Flächensignal an das Drosselaktuatormodul 116 ausgeben. Das Drosselaktuatormodul 116 regelt anschließend das Drosselventil 112, um die Soll-Drosselfläche zu erzeugen. Das Luftsteuermodul 228 kann das Soll-Flächensignal basierend auf einem inversen Drehmomentmodell und der Luftdrehmomentanforderung erzeugen. Das Luftsteuermodul 228 kann das geschätzte Luftdrehmoment und/oder das MAF-Signal verwenden, um eine Regelung der Luftströmungsparameter auszuführen. Beispielsweise kann das Soll-Flächensignal gesteuert werden, um eine Differenz zwischen dem geschätzten Luftdrehmoment und der Luftdrehmomentanforderung zu minimieren.
Das Luftsteuermodul 228 kann ein Soll-MAP-Signal an ein Ladedruck-Zeitplanungsmodul 248 ausgeben. Das Ladedruck-Zeitplanungsmodul kann 248 das Soll-MAP-Signal verwenden, um das Ladedruck-Aktuatormodul 164 zu steuern. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 steuert anschließend einen oder mehrere Turbolader (z. B. den Turbolader, der die Turbine 160-1 und den Kompressor 160-2 umfasst) und/oder Turbokompressoren. Der Soll-MAP kann auch durch das Drosselaktuatormodul 116 verwendet werden, um das Drosselventil 112 zu steuern.
Das Luftsteuermodul 228 kann auch ein Soll-Luft-pro-Zylinder-Signal (Soll-APC-Signal) an ein Phasensteller-Zeitplanungsmodul 252 ausgeben. Basierend auf dem Soll-APC-Signal und dem RPM-Signal kann das Phasensteller-Zeitplanungsmodul 252 die Positionen des Einlass- und/oder Auslass-Nockenphasenstellers 148 und 150 unter Verwendung des Phasensteller-Aktuatormoduls 158 steuern.
Wieder auf das Zündfunkensteuermodul 232 Bezug nehmend, können die kalibrierten Werte der Zündfunkenvorverstellung auf verschiedenen Motorbetriebsbedingungen basieren. Lediglich beispielhaft kann eine Drehmomentbeziehung invertiert werden, um diese nach der Soll-Zündfunkenvorverstellung aufzulösen. Für eine gegebene Drehmomentanforderung (T_des) kann die Soll-Zündfunkenvorverstellung (S_des) basierend auf S_des = T^–1(T_des, APC, I, E, AF, OT, #) (2) ermittelt werden. Diese Beziehung kann durch eine Gleichung und/oder durch eine Nachschlagetabelle verkörpert werden. Das Luft/Kraftstoffverhältnis (AF) kann das Ist-Luft/Kraftstoffverhältnis sein, wie es von dem Kraftstoffsteuermodul 240 angegeben wird.
Das Kraftstoffabschaltmodul 270 erzeugt selektiv Antriebsdrehmomentanforderungen für Kraftstoffabschaltereignisse (FCO-Ereignisse). Lediglich beispielhaft kann das Kraftstoffabschaltmodul 270 Antriebsdrehmomentanforderungen erzeugen, um Kraftstoffabschaltereignisse wegen der Kupplung (CFCO-Ereignisse) und Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltereignisse (DFCO-Ereignisse) auszulösen und deren Ausführung zu steuern. Das Kraftstoffabschaltmodul 270 kann auch Antriebsdrehmomentanforderungen für andere Typen von FCO-Ereignissen erzeugen.
Das Kraftstoffabschaltmodul 270 kann eine vorausgesagte FCO-Drehmomentanforderung und eine FCO-Momentandrehmomentanforderung erzeugen. Wenn diese empfangen werden, kann das Anriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 die FCO-Drehmomentanforderungen von dem Kraftstoffabschaltmodul 270 derart auswählen, dass sie die Vermittlung gewinnen. Auf diese Weise werden die Motoraktuatoren während der FCO-Ereignisse basierend auf den FCO-Drehmomentanforderungen gesteuert.
Bei einigen Hybridfahrzeugen kann das Kraftstoffabschaltmodul 270 eine Hybrid-Momentandrehmomentanforderung von dem Hybridsteuermodul 196 empfangen. Das Kraftstoffabschaltmodul 270 kann die FCO-Momentandrehmomentanforderung basierend auf der Hybrid-Momentandrehmomentanforderung erzeugen. Bei anderen Hybridfahrzeugen kann das Hybridsteuermodul 196 die Hybrid-Momentandrehmomentanforderung direkt an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 liefern. Bei solchen Implementierungen kann das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 die vorausgesagte Drehmomentanforderung von dem Kraftstoffabschaltmodul 270 und die Hybrid-Momentandrehmomentanforderung von dem Hybridsteuermodul 196 derart auswählen, dass sie die Vermittlung gewinnen. Die Motoraktuatoren werden anschließend basierend auf diesen Drehmomentanforderungen gesteuert.
Ein Motorkapazitätenmodul 274 kann eine oder mehrere Drehmomentkapazitäten des Motors 102 ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das Motorkapazitätenmodul 274 eine maximale Abschalt-Drehmomentkapazität und eine minimale Abschalt-Drehmomentkapazität ermitteln. Das Motorkapazitätenmodul 274 kann auch eine oder mehrere andere Motordrehmomentkapazitäten ermitteln.
Die maximale Abschalt-Drehmomentkapazität kann einem maximalen Motorausgangsdrehmoment entsprechen, das erreichbar ist, wenn die Zufuhr von Kraftstoff abgeschaltet wird und die Motorluftströmungsaktuatoren angepasst sind, um die Pumpverluste während der DFCO zu minimieren. Mit anderen Worten kann das Steuern der Motorluftströmungsaktuatoren basierend auf der maximalen Abschalt-Drehmomentkapazität eine maximale Verringerung des Pumpverlustes während der DFCO erreichen.
Die minimale Abschalt-Drehmomentkapazität kann einem minimalen Motorausgangsdrehmoment entsprechen, das erreichbar ist, wenn die Zufuhr von Kraftstoff abgeschaltet wird und die Motoraktuatoren angepasst sind, um die Pumpverluste während der DFCO zu maximieren. Mit anderen Worten kann das Steuern der Motorluftströmungsaktuatoren basierend auf der minimalen Abschalt-Drehmomentkapazität keine Verringerung der Pumpverluste liefern, die während der DFCO erlitten werden. Bei einigen Implementierungen können die minimale Abschalt-Drehmomentkapazität und die maximale Abschalt-Drehmomentkapazität an das Hybridsteuermodul 196 geliefert werden.
Das Motorkapazitätenmodul 274 kann die maximale Abschalt-Drehmomentkapaztiät und die minimale Abschalt-Drehmomentkapazität basierend auf der RPM, der Reibung und den Zubehörlasten ermitteln, die ein Bremsdrehmoment (d. h. negatives Drehmoment) auf den Motor 102 ausüben. Die Reibung kann basierend auf der Öltemperatur ermittelt werden. Die Zubehörlasten können beispielsweise durch die Servolenkungspumpe, den Klimaanlagenkompressor (A/C-Kompressor) und/oder andere geeignete Lasten ausgeübt werden.
Die minimale Abschalt-Drehmomentkapazität kann ferner basierend auf einer minimalen APC für die Verbrennung ermittelt werden, und die maximale Abschalt-Drehmomentkapazität kann ferner basierend auf einem Soll-MAP oder einer Soll-APC ermittelt werden. Das Kraftstoffabschaltmodul 270 kann den Soll-MAP und/oder die Soll-APC während der DFCO liefern. Das Kraftstoffabschaltmodul 270 kann den Soll-MAP und die Soll-APC ermitteln, um eine Verringerung des Pumpverlustes während der DFCO zu erreichen. Mit anderen Worten kann das Kraftstoffabschaltmodul 270 den Soll-MAP und die Soll-APC ermitteln, um eine DFCO-Pumpverlustverringerung (DPLR) zu erreichen. Die Ermittlung dieses Soll-MAP und dieser Soll-APC zum Erreichen der DPLR wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beispielhafte Ausführungsform von 4 diskutiert.
Das Kraftstoffabschaltmodul 270 kann ein DPLR-Signal an das Phasensteller-Zeitplanungsmodul 252 liefern, wenn eine DPLR ausgeführt werden soll. Während der DPLR kann das Phasensteller-Zeitplanungsmodul 252 den Ventilzeitpunkt des Einlass- und des Auslassventils 122 und 130 steuern, um eine Überlappung der Ventilöffnung zu minimieren. Die Überlappung der Ventilöffnung kann eine Zeitdauer beschreiben, während der sowohl das Einlassventil 122 als auch das Auslassventil 130 offen ist. Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerwinkel, um die Überlappung der Ventilöffnung zu minimieren und dadurch die Pumpverluste zu minimieren, können vorbestimmt sein und basierend auf den Betriebsbedingungen ausgewählt werden. Wenn das DPLR-Signal nicht empfangen wird, kann das Phasensteller-Zeitplanungsmodul 252 den Zeitpunkt des Einlass- und des Auslassventils 122 und 130 basierend auf der Luftdrehmomentanforderung einstellen. Lediglich beispielhaft kann das Phasensteller-Zeitplanungsmodul die Überlappung der Ventilöffnung während der DFCO beseitigen, wenn das DPLR-Signal nicht empfangen wird.
Nun auf 3A Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften DPLR-Systems 300 dargestellt. Das beispielhafte DPLR-System 300 kann beispielsweise in einem Nicht-Hybridfahrzeug eingebunden sein. Das Kraftstoffabschaltmodul 270 kann ein DFCO-Modul 304 und ein DPLR-Steuermodul 308 umfassen.
Das DFCO-Modul 304 kann eine DFCO basierend auf verschiedenen Betriebsparametern selektiv auslösen. Das DFCO-Modul 304 kann eine DFCO beispielsweise basierend auf der Motordrehzahl, der Fahrerdrehmomentanforderung und dem Ladungszustand der Energiespeichereinrichtung selektiv auslösen. Das DFCO-Modul 304 kann eine DFCO basierend auf einem oder mehreren anderen geeigneten Parametern selektiv auslösen.
Lediglich beispielhaft kann das DFCO-Modul 304 bei Nicht-Hybridfahrzeugen eine DFCO auslösen, wenn die Motordrehzahl größer als eine vorbestimmte Drehzahl ist, die Fahrerdrehmomentanforderung kleiner als ein vorbestimmtes Drehmoment ist und der Ladungszustand größer als ein vorbestimmter Ladungszustand ist. Umgekehrt ausgedrückt kann das DFCO-Modul 304 die Auslösung einer DFCO verhindern, wenn die Motordrehzahl kleiner als die vorbestimmte Drehzahl ist, wenn die Fahrerdrehmomentanforderung größer als das vorbestimmte Drehmoment ist oder wenn der Ladungszustand kleiner als der vorbestimmte Ladungszustand ist.
Das DFCO-Modul 304 kann eine DFCO-Momentdrehmomentanforderung erzeugen, um eine DFCO auszulösen. Das DFCO-Modul 304 kann auch die DFCO-Momentandrehmomentanforderung während der DFCO steuern. Das DFCO-Modul 304 kann ein DFCO-Signal erzeugen und das DFCO-Signal an das DPLR-Steuermodul 308 liefern, wenn die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Motor 102 (d. h. zu allen Zylindern) abgeschaltet wurde.
Das DPLR-Steuermodul 308 kann einen Soll-DPLR-MAP und eine Soll-DPLR-APC ermitteln. Der Soll-DPLR-MAP kann an das Motorkapazitätenmodul 274 geliefert werden, und das Motorkapazitätenmodul 274 kann die maximale Abschalt-Drehmomentkapazität basierend auf dem Soll-DPLR-MAP ermitteln. Die Ermittlung des Soll-DPLR-MAP und der Soll-DPLR-APC wird nachstehend in dem Zusammenhang der beispielhaften Ausführungsform von 4 weiter diskutiert.
Wenn die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Motor 102 abgeschaltet wurde, kann das DPLR-Steuermodul 308 die vorausgesagte DPLR-Drehmomentanforderung basierend auf der Soll-DPLR-APC ermitteln. Das Kraftstoffabschaltmodul 270 liefert die DFCO-Momentandrehmomentanforderung und/oder die vorausgesagte DPLR-Drehmomentanforderung an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206. Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 wählt die Drehmomentanforderungen von dem Kraftstoffabschaltmodul 270 derart aus, dass sie die Vermittlung gewinnen. Dementsprechend wird Zufuhr von Kraftstoff zu dem Motor 102 basierend auf der DFCO-Momentandrehmomentanforderung abgeschaltet. Die Motorluftströmungsaktuatoren können basierend auf der vorausgesagten DPLR-Drehmomentanforderung gesteuert werden, und die Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerwinkel können gesteuert werden, um die Überlappung der Ventilöffnung zu minimieren. Auf diese Weise kann eine Verringerung der Punktverluste erreicht werden, die ansonsten während der DFCO erlitten werden würden.
Das DPLR-Steuermodul 308 kann ein DPLR-Signal erzeugen, das angibt, ob eine DPLR ausgeführt wird. Mit anderen Worten kann das DPLR-Steuermodul 308 das DPLR-Signal erzeugen, das angibt, ob einer oder mehrere der Motorluftströmungsaktuatoren gesteuert werden, um die Punktverluste zu verringern. Lediglich beispielhaft kann das DPLR-Steuermodul 308 das DPLR-Signal auf einen aktiven Zustand setzen (z. B. 5 V), wenn die DPLR ausgeführt wird.
Das DPLR-Steuermodul 308 kann das DPLR-Signal an das DFCO-Modul 304 liefern. Wenn die DFCO deaktiviert werden soll, kann das DPLR-Steuermodul 308 die Motorluftströmungsaktuatoren steuern, um den MAP in Richtung des minimalen MAP anzupassen, bevor die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Motor 102 wieder aufgenommen wird. Das DPLR-Steuermodul 308 kann das DPLR-Signal auf einen inaktiven Zustand setzen (z. B. 0 V), wenn der MAP ausreichend in Richtung des minimalen MAP angepasst wurde. Das DFCO-Modul 304 kann darauf warten, dass das DPLR-Signal den inaktiven Zustand erreicht, bevor die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Motor 102 wieder aufgenommen wird.
Nun auf 3B Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines anderen beispielhaften DPLR-Systems 350 dargestellt. Das beispielhafte DPLR-System 350 kann beispielsweise in einem Hybridfahrzeug eingebunden sein. Das Kraftstoffabschaltmodul 270 kann ein DFCO-Modul 354 und das DPLR-Steuermodul 308 umfassen.
Das Hybridsteuermodul 196 kann die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung empfangen und ermitteln, wie viel Drehmoment durch den Motor 102 erzeugt werden sollte und wie viel Drehmoment durch den Elektromotor 198 erzeugt werden sollte. Bei Hybridfahrzeugen, bei denen der Elektromotor 198 mit der Kurbelwelle mechanisch gekoppelt ist, beispielsweise durch einen Riemen (z. B. einen riemengetriebenen Starter-Generator), kann das Hybridsteuermodul 196 ermitteln, wie die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung unter Verwendung des Motors 102 und des Elektromotors 198 erreicht werden sollen. Bei Hybridfahrzeugen, bei denen der Elektromotor mit dem Getriebe mechanisch verbunden ist, kann das Hybridsteuermodul 196 ermitteln, wie die Kombination des Übersetzungsverhältnisses, des Motors 102 und des Elektromotors 198 zu verwenden ist, um die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung zu erreichen.
Das Hybridsteuermodul 196 kann den Elektromotor 198 basierend auf dem Drehmoment steuern, das durch den Elektromotor 198 erzeugt werden sollte. Auf diese Weise kann das Hybridsteuermodul 196 den Betrieb des Motors 102 und des Elektromotors 198 optimieren. Das Hybridsteuermodul 196 kann die modifizierte vorausgesagte Drehmomentanforderung und/oder die modifizierte Momentandrehmomentanforderung an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 ausgeben.
Das Hybridsteuermodul 196 kann ermitteln, ob eine DFCO ausgelöst werden soll. Lediglich beispielhaft kann das Hybridsteuermodul 196 basierend auf der Motordrehzahl, der Fahrerdrehmomentanforderung, dem Ladungszustand der Energiespeichereinrichtung und/oder einem oder mehreren anderen geeigneten Parametern ermitteln, ob eine DFCO ausgelöst werden soll.
Das Hybridsteuermodul 196 kann eine DFCO auslösen, wenn beispielsweise die Motordrehzahl größer als die vorbestimmte Drehzahl ist, die Fahrerdrehmomentanforderung kleiner als das vorbestimmte Drehmoment ist und der Ladungszustand größer als der vorbestimmte Ladungszustand ist. Umgekehrt ausgedrückt kann das Hybridsteuermodul 196 die Auslösung einer DFCO verhindern, wenn die Motordrehzahl kleiner als die vorbestimmte Drehzahl ist, wenn die Fahrerdrehmomentanforderung größer als das vorbestimmte Drehmoment ist oder wenn der Ladungszustand kleiner als der vorbestimmte Ladungszustand ist. Das Hybridsteuermodul 196 kann die Hybrid-Momentandrehmomentanforderung erzeugen, um eine DFCO auszulösen, und das Hybridsteuermodul 196 kann die Erzeugung der Hybrid-Momentandrehmomentanforderung während der DFCO steuern.
Das DFCO-Modul 354 kann die DFCO-Momentandrehmomentanforderung basierend auf der Hybrid-Momentandrehmomentanforderung erzeugen. Das DFCO-Modul 354 kann die Hybrid-Momentandrehmomentanforderung auch selektiv modifizieren, bevor die DFCO-Momentandrehmomentanforderung an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 geliefert wird. Das DFCO-Modul 354 kann die Hybrid-Momentandrehmomentanforderung beispielsweise selektiv modifizieren, um sicherzustellen, dass die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Motor 102 in einem stationären Zustand abgeschaltet oder eingeschaltet wurde.
Lediglich beispielhaft kann das DFCO-Modul 354 filtern, Puffern, formen und/oder eine andere geeignete Hysterese-Modifikation anwenden. Die Modifikation der Hybrid-Momentandrehmomentanforderung kann beispielsweise ausgeführt werden, um eine Verzögerung zu beseitigen, die zwischen der Ermittlung der maximalen und minimalen Abschalt-Drehmomentkapazität und der Lieferung der resultierenden Hybrid-Momentandrehmomentanforderung an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 vorhanden ist. Diese Verzögerung kann der Ermittlung der maximalen und der minimalen Abschalt-Drehmomentkapazität und der Lieferung an das Hybridsteuermodul 196 während einer ersten Steuerschleife, der Ermittlung der Hybrid-Momentandrehmomentanforderung und der Lieferung der Hybrid-Momentandrehmomentanforderung an das ECM 114 während einer zweiten Steuerschleife und der Lieferung der Hybrid-Momentandrehmomentanforderung an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 während einer dritten Steuerschleife zuzuschreiben sein.
Das Hybridsteuermodul 196 kann auch ermitteln, ob eine Pumpverlustverringerung während der DFCO erreicht werden soll. Mit anderen Worten kann das Hybridsteuermodul 196 eine DPLR während der DFCO selektiv auslösen. Die Verringerung der Pumpverluste kann relativ zu den maximalen Pumpverlusten stattfinden, die erlitten werden, wenn die Motorluftströmungsaktuatoren gesteuert werden, um den MAP ungefähr bei dem minimalen MAP aufrechtzuerhalten.
Im Allgemeinen kann das Hybridsteuermodul 196 ermitteln, dass eine DPLR während der DFCO ausgeführt werden sollte. Das Hybridsteuermodul kann jedoch ermitteln, dass eine DPLR nicht erreicht werden sollte, wenn beispielsweise: (1) die Drehmomentabgabekapazität des Elektromotors 198 nicht ausreichend ist; und/oder (2) die Regenerationskapazität niedrig ist.
Es kann gesagt werden, dass die Drehmomentabgabekapazität des Elektromotors 198 nicht ausreichend ist, wenn der Ladungszustand der Energiespeichereinrichtung niedrig ist, wenn die Temperatur des Elektromotors 198 größer als eine vorbestimmte maximale Betriebstemperatur ist, wenn die Temperatur der Energiespeichereinrichtung kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist, und/oder unter anderen Umständen, unter denen der Elektromotor 198 nicht in der Lage ist, die vorausgesagte Drehmomentanforderung zu erreichen. Der Motor 102 kann die vorausgesagte Drehmomentanforderung während derjenigen Zeit nicht erreichen, während der die Zufuhr von Kraftstoff abgeschaltet ist. Ferner kann das Wiederaufnehmen der Zufuhr von Kraftstoff verzögert werden, um den MAP in Richtung des minimalen MAP anzupassen. Es kann gesagt werden, dass die Regenerationskapazität niedrig ist, wenn sich der Ladungszustand in der Nähe eines maximalen Ladungszustands befindet, wenn die Temperatur des Elektromotors 198 größer als die vorbestimmte maximale Betriebstemperatur ist, wenn die Temperatur der Energiespeichereinrichtung kleiner als die vorbestimmte Temperatur ist, und/oder unter anderen Umständen, unter denen das regenerative Bremsen unnötig sein kann.
Das Hybridsteuermodul 196 kann kommunizieren, ob eine DPLR während der DFCO unter Verwendung der Hybrid-Momentandrehmomentanforderung ausgeführt werden soll. Das DFCO-Modul 354 kann die Angabe empfangen, und es kann basierend auf der Angabe das DPLR-Steuermodul 308 selektiv einschalten und ausschalten.
Bei anderen Implementierungen kann das ECM 114 basierend auf einem Vergleich der Hybrid-Momentandrehmomentanforderung mit der maximalen und der minimalen Abschalt-Drehmomentkapazität ermessen, ob eine DPLR während der DFCO ausgeführt werden soll. Lediglich beispielhaft kann das ECM 114 folgern, dass eine DPLR ausgeführt werden soll, wenn die Hybrid-Momentandrehmomentanforderung gleich der maximalen Abschalt-Drehmomentkapazität ist.
Wenn die DPLR ausgeführt werden soll, kann das DPLR-Steuermodul 308 die vorausgesagte DPLR-Drehmomentanforderung basierend auf der Soll-DPLR-APC ermitteln. Schließlich können die Motorluftströmungsaktuatoren basierend auf der vorausgesagten DPLR-Drehmomentanforderung gesteuert werden, und die Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerwinkel können gesteuert werden, um die Überlappung der Ventilöffnung zu minimieren.
Bei einigen Implementierungen kann das Hybridsteuermodul 196 kommunizieren, wie viel Pumpverlustverringerung erreicht werden sollte. Lediglich beispielhaft kann das Hybridsteuermodul 196 einen Skalarwert kommunizieren, der zwischen 1,0 und einschließlich 0,0 variieren kann. Das DPLR-Steuermodul 308 kann die vorausgesagte DPLR-Drehmomentanforderung zum Erreichen der maximalen Verringerung der Pumpverluste erzeugen, wenn der Skalarwert 1,0 beträgt, und sie kann die vorausgesagte DPLR-Drehmomentanforderung zum Erreichen keiner Verringerung der Pumpverluste erzeugen, wenn der Skalarwert 0,0 beträgt.
Wenn eine DPLR während der DFCO ausgeführt wird, kann das Hybridsteuermodul 196 selektiv anfordern, dass die DPLR und die DFCO deaktiviert werden, wenn die Drehmomentabgabekapazität des Elektromotors 198 nicht ausreichend ist und/oder wenn die Regenerationskapazität niedrig ist. Wenn es angefordert wird, dass die DPLR und die DFCO deaktiviert werden, wird die DPLR zuerst deaktiviert, so dass die Motorluftströmungsaktuatoren gesteuert werden können, um den MAP in Richtung des minimalen MAP anzupassen, bevor die Zufuhr von Kraftstoff wieder aufgenommen wird. Der minimale MAP kann einem minimalen MAP entsprechen, bei dem eine Verbrennung ohne Motorfehlzündung erreicht werden kann, wenn die Zufuhr von Kraftstoff wieder aufgenommen wird. Lediglich beispielhaft kann der minimale MAP für einen beispielhaften Motor bei einer vorbestimmten Umgebungstemperatur und einem vorbestimmten Umgebungsdruck ungefähr 20 kPa betragen.
Das Ausmaß der Vibration, die erfahren wird, wenn die Zufuhr von Kraftstoff wieder aufgenommen wird, hängt damit zusammen, wie nahe sich der MAP bei dem minimalen MAP befindet, wenn die Zufuhr von Kraftstoff wieder aufgenommen wird. Lediglich beispielhaft kann das Ausmaß der Vibration abnehmen, wenn sich der MAP dem minimalen MAP nähert. Dementsprechend kann eine minimale Vibration erfahren werden, wenn der MAP gleich dem minimalen MAP ist, wenn die Zufuhr von Kraftstoff wieder aufgenommen wird.
Während der MAP in Richtung des minimalen MAP angepasst wird, kann das Hybridsteuermodul 196 den Elektromotor 198 steuern, um die Differenz zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung und dem Motorausgangsdrehmoment auszugleichen. Auf diese Weise wird keine Verzögerung zwischen der Betätigung des Gaspedals und der Erzeugung des Motorausgangsdrehmoments erfahren, während der MAP in Richtung des minimalen MAP angepasst wird.
In einigen Fällen kann das Hybridsteuermodul 196 dem ECM 114 befehlen, die Zufuhr von Kraftstoff wieder aufzunehmen, bevor der MAP den minimalen MAP erreicht. Lediglich beispielhaft kann das Hybridsteuermodul dem ECM 114 dann befehlen, die Kraftstoffzufuhr wieder aufzunehmen, bevor der MAP den minimalen MAP erreicht, wenn die Fahrerdrehmomentanforderung groß ist. Wie weit vor dem Erreichen des minimalen MAP durch den MAP das Hybridsteuermodul 196 dem ECM befiehlt, die Kraftstoffzufuhr wieder aufzunehmen, kann basierend auf dem Betrag der Fahrerdrehmomentanforderung ermittelt werden.
Nun auf 4 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des DPLR-Steuermoduls 308 dargestellt. Das DPLR-Steuermodul 308 kann ein Soll-DPLR-MAP-Modul 404, ein Soll-DPLR-APC-Modul 408, ein DPLR-Modul 410 und ein DPLR-Drehmomentanforderungsmodul 412 umfassen. Das DPLR-Steuermodul 308 kann auch ein APC-Anpassungsmodul 414, ein Basis-DPLR-APC-Modul 416, ein Katalysatortemperatur-Anpassungsmodul 418 und ein Katalysatortemperaturmodul 420 umfassen. Das DPLR-Steuermodul 308 kann auch ein Umgebungstemperatur-Anpassungsmodul 422, ein Umgebungstemperaturmodul 424, ein Maximum-DPLR-APC-Modul 430, ein Maximum-DPLR-MAP-Modul 432 und ein Modul 434 für einen minimalen Bremskraftverstärker-Unterdruck umfassen.
Das Soll-DPLR-MAP-Modul 404 kann den Soll-DPLR-MAP ermitteln und den Soll-DPLR-MAP an das Motorkapazitätenmodul 274 liefern. Das Soll-DPLR-MAP-Modul 404 kann den Soll-DPLR-MAP basierend auf der Soll-DPLR-APC ermitteln. Spezieller kann das Soll-DPLR-MAP-Modul 404 den Soll-DPLR-MAP ermitteln, indem die Soll-DPLR-APC in den Soll-DPLR-MAP umgewandelt wird. Lediglich beispielhaft kann das Soll-DPLR-MAP-Modul 404 die Soll-DPLR-APC unter Verwendung einer oder mehrerer Tabellen, Gleichungen und/oder anderer geeigneter Verfahren zur Umwandlung der APC in den MAP in den Soll-DPLR-MAP umwandeln.
Der Soll-DPLR-MAP kann einem Soll-MAP entsprechen, der während der DFCO erreicht werden soll, um eine Pumpverlustverringerung zu erreichen. Bei anderen Implementierungen kann der Soll-DPLR-MAP stattdessen in der Form eines Motorunterdrucks vorliegen. Der Soll-DPLR-MAP kann ermittelt werden, um eine oder mehrere gewünschte Reaktionen zu erreichen. Lediglich beispielhaft kann das Soll-DPLR-MAP-Modul 404 den Soll-DPLR-MAP ermitteln, um die Verringerung der Pumpverluste während der DFCO im Vergleich zu den maximalen Pumpverlusten zu maximieren, die erlitten werden, wenn der MAP gleich dem minimalen MAP ist. Die gewünschten Reaktionen für den Fall, dass die DPLR und die DFCO deaktiviert werden, können beispielsweise umfassen, dass eine korrekte Verbrennung aufrechterhalten wird, wenn die Zufuhr von Kraftstoff wieder aufgenommen wird, dass die Verzögerung dazwischen, dass die DFCO deaktiviert wird und dass die Zufuhr von Kraftstoff unter den Luftströmungsbedingungen wieder aufgenommen wird, minimiert wird und dass die Vibration minimiert wird, die durch einen oder mehrere Benutzer des Fahrzeugs wahrgenommen wird, wenn die Verbrennung wieder aufgenommen wird.
Das Soll-DPLR-APC-Modul 408 kann die Soll-DPLR-APC an das Soll-DPLR-MAP-Modul 404 liefern. Das Soll-DPLR-APC-Modul 408 kann die Soll-DPLR-APC basierend auf einer maximalen DPLR-APC und einer angepassten Soll-APC ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das Soll-DPLR-APC-Modul 408 eine kleinere von der maximalen DPLR-APC und der angepassten Soll-APC ermitteln und die Soll-DPLR-APC als die kleinere festlegen. Mit anderen Worten kann das Soll-DPLR-APC-Modul 408 die Soll-DPLR-APC gleich der maximalen DPLR-APC setzen, wenn die maximale DPLR-APC kleiner als die angepasste Soll-APC ist, und sie kann die Soll-DPLR-APC gleich der angepassten Soll-APC setzen, wenn die angepasste Soll-APC kleiner als die maximale DPLR-APC ist. Die maximale DPLR-APC wird nachstehend weiter diskutiert.
Das DPLR-Modul 410 kann ermitteln, ob eine DPLR während der DFCO ausgeführt werden sollte. Das DFCO-Signal kann angeben, ob eine DFCO ausgeführt wird. Das DPLR-Modul 410 kann die Ausführung einer DPLR aktivieren, indem der Zustand des DPLR-Signals festgelegt wird. Lediglich beispielhaft kann das DPLR-Modul 410 das DPLR-Drehmomentanforderungsmodul 412 aktivieren, indem der Zustand des DPLR-Signals auf den aktiven Zustand gesetzt wird. Umgekehrt ausgedrückt kann das DPLR-Modul 410 das DPLR-Drehmomentanforderungsmodul 412 deaktivieren, indem der Zustand des DPLR-Signals auf den inaktiven Zustand gesetzt wird.
Wenn es aktiviert ist, kann das DPLR-Drehmomentanforderungsmodul 412 die vorausgesagte DPLR-Drehmomentanforderung basierend auf der Soll-DPLR-APC ermitteln. Das DPLR-Drehmomentanforderungsmodul 412 kann die vorausgesagte DPLR-Drehmomentanforderung ferner basierend auf anderen geeigneten Parametern ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das DPLR-Drehmomentanforderungsmodul 412 die vorausgesagte DPLR-Drehmomentanforderung unter Verwendung der Soll-DPLR-APC und der Drehmomentbeziehung (1), die vorstehend in Verbindung mit dem Drehmomentschätzmodul 244 beschrieben ist, oder einer anderen ähnlichen Beziehung zwischen der APC und dem Drehmoment ermitteln.
Das APC-Anpassungsmodul 414 liefert die angepasste Soll-APC an das Soll-DPLR-APC-Modul 408. Die angepasste Soll-APC kann einer Soll-APC zum Ausführen einer DPLR entsprechen, die angepasst wurde, um die gegenwärtigen Betriebsbedingungen zu berücksichtigen. Die Betriebsbedingungen können beispielsweise die Umgebungslufttemperatur die Katalysatortemperatur und andere geeignete Betriebsbedingungen umfassen.
Das APC-Anpassungsmodul 414 kann die angepasste Soll-APC basierend auf einer Basis-Soll-APC, einer Katalysatortemperaturanpassung (d. h. Katalysator-Temp-Anpassung) und einer Umgebungstemperaturanpassung (d. h. Umgebungs-Temp-Anpassung) ermitteln. Spezieller kann das APC-Anpassungsmodul 414 die angepasste Soll-APC ermitteln, indem die Basis-Soll-APC basierend auf der Katalysatortemperaturanpassung und der Umgebungstemperaturanpassung angepasst wird. Lediglich beispielhaft kann das APC-Anpassungsmodul 414 die angepasste Soll-APC als ein Produkt der Basis-Soll-APC, der Katalysatortemperaturanpassung und der Umgebungstemperaturanpassung ermitteln.
Das Basis-DPLR-APC-Modul 416 ermittelt die Basis-Soll-APC und liefert die Basis-Soll-APC an das APC-Anpassungsmodul 414. Die Basis-Soll-APC kann der Soll-APC zum Ausführen einer DPLR entsprechen, welche nicht angepasst wurde. Das Basis-DPLR-APC-Modul 416 kann die Basis-Soll-APC basierend auf der RPM und dem Übersetzungsverhältnis ermitteln, das in dem Getriebe aktiviert ist. Die Ermittlung der Basis-Soll-APC kann dazu dienen, die Vibration zu minimieren, die bei der RPM und dem Übersetzungsverhältnis erfahren wird.
Die Basis-Soll-APC kann einer APC zum Minimieren der Pumpverluste entsprechen, während die Katalysatortemperatur in einem vorbestimmten Temperaturbereich liegt und die Umgebungslufttemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur während der DFCO ist. Lediglich beispielhaft kann der vorbestimmte Temperaturbereich Katalysatortemperaturen zwischen ungefähr 650°C und ungefähr 850°C umfassen. Die vorbestimmte Temperatur kann ungefähr 10°C betragen.
Das Katalysatortemperatur-Anpassungsmodul 418 kann die Katalysatortemperaturanpassung basierend auf der Katalysatortemperatur ermitteln. Das Katalysatortemperaturanpassungsmodul 418 kann die Katalysatortemperaturanpassung beispielsweise anhand einer Nachschlagetabelle von Katalysatortemperaturanpassungen ermitteln, die durch die Katalysatortemperatur indiziert ist.
Lediglich beispielhaft kann die Katalysatortemperaturanpassung einen Wert zwischen ungefähr 0,0 und ungefähr einschließlich 1,0 umfassen, und die Katalysatortemperaturanpassung kann ungefähr 1,0 betragen, wenn die Katalysatortemperatur innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereichs liegt. Die Katalysatortemperaturanpassung kann gegen 0,0 abnehmen, wenn die Katalysatortemperatur über den vorbestimmten Temperaturbereich ansteigt (z. B. bis ungefähr 950°C). Der Katalysator 136 kann einen Schaden erleiden (z. B. einen Temperaturschock), wenn der Katalysator 136 Sauerstoff ausgesetzt wird, während die Katalysatortemperatur größer als der vorbestimmte Temperaturbereich ist. Der Katalysator 136 kann ebenso einen Schaden erleiden, wenn der Katalysator 136 mit einer zu schnellen Rate gekühlt wird. Das Kühlen des Katalysators 136 mit einer zu schnellen Rate kann häufiger auftreten, wenn die Katalysatortemperatur größer als der vorbestimmte Temperaturbereich ist.
Die Katalysatortemperaturanpassung kann auch gegen 0,0 abnehmen, wenn die Katalysatortemperatur unter den vorbestimmten Temperaturbereich abnimmt (z. B. bis ungefähr 400°C). Der Katalysator 136 kann bei Temperaturen kleiner als der vorbestimmte Temperaturbereich weniger effektiv bei dem Reagieren mit Komponenten des Abgases sein.
Das Katalysatortemperaturmodul 420 kann die Katalysatortemperatur ermitteln. Lediglich beispielhaft kann die Katalysatortemperatur 420 die Katalysatortemperatur basierend auf der RPM, einer Abgasströmungsrate (EFR) und einer Abgastemperatur ermitteln. Die Abgastemperatur kann eine Temperatur umfassen, die beispielsweise in dem Abgassystem 134 an einem Ort stromaufwärts des Katalysators 136 gemessen wird. Die EFR kann eine EFR umfassen, die unter Verwendung eines EFR-Sensors (nicht gezeigt) gemessen oder beispielsweise basierend auf der MAF geschätzt wird.
Das Umgebungstemperatur-Anpassungsmodul 422 kann die Umgebungstemperaturanpassung basierend auf einer Umgebungslufttemperatur ermitteln. Das Umgebungstemperatur-Anpassungsmodul 422 kann die Umgebungstemperaturanpassung beispielsweise anhand einer Nachschlagetabelle von Umgebungstemperaturanpassungen ermitteln, die durch die Umgebungslufttemperatur indiziert ist.
Lediglich beispielhaft kann die Umgebungstemperaturanpassung einen Wert zwischen ungefähr 0,0 und ungefähr einschließlich 1,0 umfassen, und die Umgebungstemperaturanpassung kann ungefähr 1,0 betragen, wenn die Umgebungslufttemperatur größer als die vorbestimmte Temperatur ist. Die Umgebungstemperaturanpassung kann gegen einen vorbestimmten Wert (z. B. 0,8) abnehmen, wenn die Umgebungstemperatur eine zweite vorbestimmte Temperatur (z. B. ungefähr –10°C) erreicht, und sie kann von dem vorbestimmten Wert gegen 0,0 abnehmen, wenn die Umgebungslufttemperatur unter die zweite vorbestimmte Temperatur abnimmt.
Umgebungslufttemperaturen kleiner als die vorbestimmte Temperatur können eine Versteifung von Motorbefestigungen (nicht gezeigt) und anderen Fahrzeugkomponenten verursachen, welche die Übertragung von Vibrationen von dem Motor 102 auf den Rest des Fahrzeugs dämpfen. Die Versteifung kann die Dämpfungsfähigkeit der Motorbefestigungen und der anderen Fahrzeugkomponenten verringern, und die Versteifung kann die beobachtbare Vibration erhöhen.
Das Umgebungstemperaturmodul 424 kann die Umgebungslufttemperatur ermitteln. Bei einigen Implementierungen kann die Umgebungslufttemperatur durch einen Umgebungslufttemperatursensor gemessen werden. Bei anderen Implementierungen kann die Umgebungslufttemperatur basierend auf einer oder mehreren gemessenen Temperaturen ermittelt werden. Das Umgebungstemperaturmodul 424 kann die Umgebungslufttemperatur beispielsweise basierend auf der IAT ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das Umgebungstemperaturmodul 424 die Umgebungslufttemperatur als eine niedrigste IAT ermitteln, die während eines Fahrzyklus gemessen wird. Ein Fahrzyklus kann durch eine Dauer zwischen einem Startbefehl eines Fahrers für das Fahrzeug (z. B. mittels eines Zündschlüssels, Zündknopfs, usw.) und einem Abschaltbefehl des Fahrers für das Fahrzeug definiert werden.
Das Maximum-DPLR-APC-Modul 430 kann die maximale DPLR-APC ermitteln, die ursprünglich vorstehend eingeführt wurde. Die maximale DPLR-APC kann einer maximalen APC entsprechen, die während der Ausführung einer DPLR erreichbar ist. Das Maximum-DPLR-APC-Modul 430 kann die maximale DPLR-APC beispielsweise basierend auf einem maximalen DPLR-MAP ermitteln. Das Maximum-DPLR-APC-Modul 430 kann die maximale DPLR-MAP-APC beispielsweise ermitteln, indem der maximale DPLR-MAP in die maximale DPLR-APC umgewandelt wird. Lediglich beispielhaft kann die Umwandlung des MAP in die APC dem Umwandlungsverfahren ähnlich sein (z. B. die Inverse), das bei dem Umwandeln der Soll-DPLR-APC in den Soll-DPLR-MAP verwendet wird, und/oder eine andere ähnliche Umwandlungsweise sein.
Das Maximum-DPLR-MAP-Modul 432 kann den maximalen DPLR-MAP ermitteln. Der maximale DPLR-MAP kann einem maximalen MAP während der Ausführung einer DPLR entsprechen, welcher der maximalen DPLR-APC entspricht, die unter den gegenwärtigen Umgebungsluftdruckbedingungen erreichbar ist, während ein minimaler Unterdruck in dem Einlasskrümmer 110 für den Bremskraftverstärker 106 aufrechterhalten wird, um das Bremsen des Fahrzeugs zu unterstützen. Das Maximum-DPLR-MAP-Modul 432 kann den maximalen DPLR-MAP beispielsweise basierend auf einer Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem minimalen Unterdrück ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das Maximum-DPLR-MAP-Modul 432 den maximalen DPLR-MAP basierend auf dem Umgebungsluftdruck abzüglich des minimalen Unterdrucks ermitteln.
Das Modul 434 für den minimalen Bremskraftverstärker-Unterdruck kann den minimalen Unterdruck für den Bremskraftverstärker 106 ermitteln. Der minimale Unterdruck kann einem Unterdruck in dem Einlasskrümmer 110 entsprechen, der notwendig ist, um den Bremskraftverstärker 106 zu aktivieren, um eine Bremsunterstützung für das Fahrzeug unter den gegenwärtigen Betriebsbedingungen zu liefern. Bei einigen Implementierungen kann der minimale Unterdruck in der Form des MAP ausgedrückt werden. Der minimale Unterdruck kann ein vorbestimmter Unterdruck sein (z. B. ungefähr 20 kPa an Unterdruck) oder basierend auf einem oder mehreren Parametern ermittelt werden. Lediglich beispielhaft kann der minimale Unterdruck basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden.
Nun auf 5 Bezug nehmend, ist ein Flussdiagramm dargestellt, das beispielhafte Schritte 500 zeigt, die durch ein Verfahren ausgeführt werden. Die Steuerung kann bei Schritt 504 beginnen, bei dem die Steuerung ermittelt, ob eine DFCO ausgelöst werden soll. Wenn ja, kann die Steuerung zu Schritt 508 voranschreiten; wenn nein, kann die Steuerung die Luftströmungsaktuatoren bei Schritt 512 basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung (z. B. basierend auf der Fahrerdrehmomentanforderung) steuern, und die Steuerung kann enden.
Bei Schritt 508 kann die Steuerung die Basis-Soll-APC, die Katalysatortemperaturanpassung und die Lufttemperaturanpassung ermitteln. Die Steuerung kann die Basis-Soll-APC basierend auf der RPM und dem Übersetzungsverhältnis ermitteln. Die Steuerung kann die Katalysatortemperaturanpassung und die Lufttemperaturanpassung basierend auf der Katalysatortemperatur bzw. der Umgebungslufttemperatur ermitteln.
Die Steuerung kann bei Schritt 516 die angepasste Soll-APC ermitteln. Lediglich beispielhaft kann die Steuerung die angepasste Soll-APC basierend auf dem Produkt der Basis-Soll-APC, der Katalysatortemperaturanpassung und der Lufttemperaturanpassung ermitteln. Bei Schritt 520 kann die Steuerung den maximalen DPLR-MAP und die maximale DPLR-APC ermitteln. Die Steuerung kann den maximalen DPLR-MAP basierend auf dem Umgebungsdruck und dem minimalen Unterdruck für den Bremskraftverstärker ermitteln. Die Steuerung kann die maximale DPLR-APC basierend auf dem maximalen DPLR-MAP ermitteln.
Die Steuerung kann bei Schritt 524 die Soll-DPLR-APC und den Soll-DPLR-MAP ermitteln. Lediglich beispielhaft kann die Steuerung die kleinere von der maximalen DPLR-APC und der angepassten Soll-APC als die Soll-DPLR-APC auswählen. Die Steuerung kann den Soll-DPLR-MAP basierend auf der Soll-DFCO-APC ermitteln. Die Steuerung kann bei Schritt 524 auch die minimale und die maximale Abschalt-Drehmomentkapazität ermitteln.
Bei Schritt 528 kann die Steuerung ermitteln, ob eine DPLR ausgelöst werden soll. Mit anderen Worten kann die Steuerung ermitteln, ob eine Verringerung der Pumpverluste im Vergleich zu den maximalen Pumpverlusten erreicht werden soll, die während der DFCO erlitten werden, während der MAP gleich dem minimalen MAP ist. Wenn ja, kann die Steuerung zu Schritt 536 voranschreiten. Wenn nein, kann die Steuerung bei Schritt 532 die Motorluftströmungsaktuatoren steuern, um den minimalen MAP zu erreichen, und die Steuerung kann enden.
Die Steuerung kann bei Schritt 536 die vorausgesagte DPLR-Drehmomentanforderung ermitteln. Die Steuerung kann die vorausgesagte DPLR-Drehmomentanforderung basierend auf der Soll-DPLR-APC ermitteln. Der Soll-DPLR-MAP kann verwendet werden, um die maximale Abschalt-Drehmomentkapazität zu ermitteln. Die Steuerung kann bei Schritt 540 die Motorluftströmungsaktuatoren basierend auf der vorausgesagten DPLR-Drehmomentanforderung steuern. Die Steuerung kann bei Schritt 544 die Einlass- und die Auslass-Nockenphasenstellerwinkel steuern, um eine minimale Überlappung der Ventilöffnung bei Schritt 544 zu erreichen. Das Steuern der Motorluftströmungsaktuatoren basierend auf der vorausgesagten DPLR-Drehmomentanforderung und das Anpassen der Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerwinkel, um die minimale Überlappung der Ventilöffnung zu erreichen, bewirkt eine Verringerung der Pumpverluste, die ansonsten während der DFCO erlitten werden würden. Die Steuerung kann anschließend enden.
Nun auf 6 Bezug nehmend, ist ein anderes Flussdiagramm dargestellt, das beispielhafte Schritte 600 zeigt, die durch ein Verfahren ausgeführt werden. Die Steuerung kann bei Schritt 604 beginnen, bei dem die Steuerung ermittelt, ob eine DFCO aktiv ist. Wenn ja, kann die Steuerung zu Schritt 608 voranschreiten; wenn nein, kann die Steuerung enden. Die Steuerung kann bei Schritt 608 die Verwendung des Elektromotors 198 selektiv steuern, um eine Drehmomentabgabe zu liefern und die Drehmomentanforderungen zu erreichen (z. B. die vorausgesagte Antriebsdrehmomentanforderung und die Moment-Antriebsdrehmomentanforderung).
Bei Schritt 612 kann die Steuerung ermitteln, ob die Drehmomentabgabekapazität des Elektromotors 198 nicht ausreichend ist. Wenn ja, kann die Steuerung zu Schritt 616 voranschreiten und die DPLR bei Schritt 616 beenden (z. B. deaktivieren). Wenn nein, kann die Steuerung bei Schritt 620 fortfahren. Die Steuerung kann bei Schritt 620 ermitteln, ob die Regenerationskapazität des Elektromotors 198 niedrig ist. Wenn nein, kann die Steuerung bei Schritt 624 die Motorluftströmungsaktuatoren weiterhin basierend auf der vorausgesagten DPLR-Drehmomentanforderung steuern, und die Steuerung kann enden. Wenn ja, kann die Steuerung zu Schritt 616 übergehen und die DPLR beenden.
Die Steuerung kann von Schritt 616 zu Schritt 628 voranschreiten, bei dem die Steuerung die Motorluftströmungsaktuatoren anpasst, um den MAP in Richtung des minimalen MAP anzupassen. Die Steuerung kann den Elektromotor 198 bei Schritt 632 selektiv verwenden, um eine Drehmomentabgabe zu erzeugen. Lediglich beispielhaft kann das von dem Elektromotor 198 abgegebene Drehmoment verwendet werden, um die Differenz zwischen der Motordrehmomentabgabe und der Fahrerdrehmomentanforderung auszugleichen. Das von dem Elektromotor 198 abgegebene Drehmoment kann auch verwendet werden, um die Drehmomentanforderungen zu erfüllen.
Bei Schritt 636 kann die Steuerung ermitteln, ob der MAP dem minimalen MAP ungefähr gleich ist. Wenn ja, kann die Steuerung bei Schritt 640 die DFCO beenden und die Kraftstoffzufuhr zu dem Motor 102 wieder aufnehmen. Wenn nein, kann die Steuerung zu Schritt 628 zurückkehren. Bei einigen Implementierungen kann die Steuerung bei Schritt 636 ermitteln, ob sich der MAP nahe genug bei dem minimalen MAP befindet. Ob sich der MAP nahe genug bei dem minimalen MAP befindet, kann beispielsweise basierend auf dem Betrag der Fahrerdrehmomentanforderung ermittelt werden. Lediglich beispielhaft kann eine größere Differenz zwischen dem MAP und dem minimalen MAP als ausreichend nahe erachtet werden, wenn die Fahrerdrehmomentanforderung zunimmt. Die Steuerung kann nach Schritt 640 enden.
Nun auf 7 Bezug nehmend, ist eine Graphik verschiedener Betriebsparmeter dargestellt. Lediglich beispielhaft kann ein Fahrer unter bestimmten Umständen Druck von dem Gaspedal wegnehmen, wie es durch den Abfall in der beispielhaften APP-Kurve 704 ungefähr zu der Zeit 708 angezeigt ist. Die Fahrerdrehmomentanforderung kann dementsprechend abnehmen, wie es durch den Abfall in der beispielhaften Kurve 712 für die Fahrerdrehmomentanforderung dargestellt ist.
Der Abfall in der Kurve 712 für die Fahrerdrehmomentanforderung und andere Aktivierungsbedingungen können für die Auslösung einer DFCO ungefähr zu der Zeit 716 sorgen, wie es durch den Übergang der beispielhaften DFCO-Zustandskurve 720 dargestellt ist. Wenn die DFCO ungefähr zu der Zeit 716 ausgelöst wird, wird die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Motor 102 abgeschaltet, wie es durch die beispielhafte Kraftstoffzufuhrkurve 724 dargestellt ist. Die stufenweisen Abnahmen in der Kraftstoffzufuhrkurve 724 können beispielsweise dem Abschalten der Zylinder des Motors 102 von Zylinder zu Zylinder zugeschrieben werden.
Sobald die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Motor 102 abgeschaltet wurde, wie es ungefähr zu der Zeit 728 gezeigt ist, können die Motorluftströmungsaktuatoren für die Ausführung einer DPLR angepasst werden, wie es durch die beispielhafte Luftströmungskurve 732 dargestellt ist. Dieser Anstieg in der Luftströmungskurve 732 kann der Abnahme der Pumpverluste zuzuschreiben sein.
Ungefähr zu der Zeit 740 beginnt der Fahrer, das Gaspedal erneut zu betätigen, wie es durch die ansteigende APP-Kurve 704 widergespiegelt wird. Ein entsprechender Anstieg tritt auch in der Kurve 712 für die Fahrerdrehmomentanforderung auf. Dementsprechend kann die Ausführung der DPLR deaktiviert werden, und die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Motor 102 kann wieder aufgenommen werden. Dieses Deaktivieren und die wieder aufgenommene Kraftstoffzufuhr zu dem Motor 102 können in der DFCO-Zustandskurve 720 bzw. in der Kraftstoffzufuhrkurve 724 dargestellt werden, wie es ungefähr nach der Zeit 740 gezeigt ist.
Um die Vibration zu verringern, die erfahren wird, wenn die Zufuhr von Kraftstoff wieder aufgenommen wird, können die Luftströmungsparameter (z. B. der MAP) verringert werden, wie es durch die Luftströmungskurve 732 ungefähr zu der Zeit 740 dargestellt ist. Spezieller kann der MAP in Richtung des minimalen MAP verringert werden. Diese Verringerung kann jedoch eine Zunahme der Pumpverluste und dadurch eine Zunahme des Bremsdrehmoments verursachen, das auf den Motor 102 ausgeübt wird. Der Elektromotor 198 kann gesteuert werden, um ein Drehmoment auszugeben, für ein glattes Weiterfahren zu sorgen und die erhöhten Pumpverluste auszugleichen, wie es durch den Anstieg in der beispielhaften Kurve 744 für die Elektromotor-Drehmomentabgabe ungefähr zu der Zeit 740 dargestellt ist.
Bezugszeichenliste
Fig. 1

104: Fahrereingabemodul
114: Motorsteuermodul
116: Drosselsteuermodul
120: Zylinder-Aktuatormodul
124: Kraftstoff-Aktuatormodul
126: Zündfunken-Aktuatormodul
158: Phasensteller-Aktuatormodul
160-1: Turbo (heiß)
160-2: Turbo (kalt)
164: Ladedruck-Aktuatormodul
172: AGR-Aktuatormodul
194: Getriebesteuermodul
196: Hybridsteuermodul
198: Elektromotor

114: Motorsteuermodul
116: Drosselaktuatormodul
120: Zylinder-Aktuatormodul
124: Kraftstoff-Aktuatormodul
158: Phasensteller-Aktuatormodul
164: Ladedruck-Aktuatormodul
196: Hybridsteuermodul
202: Fahrerdrehmomentmodul
204: Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul
206: Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul
220: Reserven/Lastenmodul
224: Betätigungsmodul
228: Luftsteuermodul
232: Zündfunkensteuermodul
236: Zylindersteuermodul
240: Kraftstoffsteuermodul
244: Drehmomentschätzmodul
248: Ladedruck-Zeitplanungsmodul
252: Phasensteller-Zeitplanungsmodul
270: Kraftstoffabschaltmodul
274: Motorkapazitätenmodul

206: Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul
270: Kraftstoffabschaltmodul
274: Motorkapazitätenmodul
304: DFCO-Modul
308: DPLR-Steuermodul

196: Hybridsteuermodul
198: Elektromotor
206: Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul
270: Kraftstoffabschaltmodul
274: Motorkapazitätenmodul
308: DPLR-Steuermodul
354: DFCO-Modul

308: DPLR-Steuermodul
404: Soll-DPLR-MAP-Modul
408: Soll-DPLR-APC-Modul
410: DPLR-Modul
412: DPLR-Drehmomentanforderungsmodul
416: Basis-DPLR-APC-Modul
418: Katalysatortemperatur-Anpassungsmodul
420: Katalysator-Temperaturmodul
422: Umgebungstemperatur-Anpassungsmodul
424: Umgebungstemperaturmodul
430: Maximum-DPLR-APC-Modul
432: Maximum-DPLR-MAP-Modul
434: Modul für einen minimalen Bremskraftverstärker-Unterdruck

504: DFCO auslösen?
508: Ermittle Basis-Soll-APC, Katalysatortemperaturanpassung und Lufttemperaturanpassung
512: Steuere Luftströmungsaktuatoren basierend auf vorausgesagter Drehmomentanforderung
516: Ermittle angepasste Soll-APC
520: Ermittle maximalen DPLR-MAP und maximale DPLR-APC
524: Ermittle Soll-DPLR-APC und Soll-DPLR-MAP
528: Steuerung der Pumpverlustverringerung auslösen?
532: Steuere Motorluftströmungsaktuatoren, um minimalen MAP zu erreichen
536: Ermittle vorausgesagte DPLR-Drehmomentanforderung
540: Steuere Motorluftströmungsparameter basierend auf vorausgesagter DPLR-Drehmomentanforderung
544: Steuere Nockenphasensteller, um minimale Überlappung der Ventilöffnung zu erreichen

604: DFCO und Pumpverlustverringerung aktiv?
608: Verwende das Drehmoment des Elektromotors selektiv
612: Drehmomentabgabekapazität des Elektromotors nicht ausreichend?
616: Beende DPLR
620: Regenerationskapazität des Elektromotors niedrig?
624: Steuere Motorluftströmungsaktuatoren basierend auf vorausgesagter DPLR-Drehmomentanforderung
628: Passe Motorluftströmungsaktuatoren an, um MAP in Richtung des minimalen MAP anzupassen
632: Verwende das Drehmoment des Elektromotors selektiv
636: MAP ≈ Minimaler MAP?
640: Beende DFCO und nehme Kraftstoffzufuhr wieder auf

Claims

Motorsteuersystem für ein Fahrzeug, umfassend: ein Modul für eine Basis-Luft pro Zylinder (Basis-APC-Modul) (416), das eine Basis-APC ermittelt, um erste Motorpumpverluste während eines ersten Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltereignisses (DFCO-Ereignisses) relativ zu zweiten Motorpumpverlusten während eines zweiten DFCO-Ereignisses zu verringern, wobei Motorluftströmungsaktuatoren (116, 158, 164) über das gesamte zweite DFCO-Ereignis hinweg gesteuert werden, um einen minimalen Krümmerabsolutdruck (MAP) für eine Verbrennung zu erreichen, wenn das zweite DFCO-Ereignis endet und Kraftstoff an den Motor (102) geliefert wird; ein Katalysatortemperatur-Anpassungsmodul (418), das eine Katalysatortemperaturanpassung während des ersten DFCO-Ereignisses basierend auf einer Katalysatortemperatur ermittelt; ein Umgebungstemperatur-Anpassungsmodul (422), das eine Umgebungstemperaturanpassung während des ersten DFCO-Ereignisses basierend auf einer Umgebungslufttemperatur ermittelt; und ein APC-Anpassungsmodul (414), das die Basis-APC basierend auf der Katalysatortemperaturanpassung und der Umgebungstemperaturanpassung selektiv anpasst und das zumindest einen der Motorluftströmungsaktuatoren (116, 158, 164) während des ersten DFCO-Ereignisses basierend auf der angepassten Basis-APC steuert.
Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das APC-Anpassungsmodul (414) die angepasste Basis-APC basierend auf einem Produkt der Basis-APC, der Katalysatortemperaturanpassung und der Umgebungstemperaturanpassung ermittelt.
Motorsteuersystem nach Anspruch 2, wobei das Katalysatortemperatur-Anpassungsmodul (418) die Katalysatortemperaturanpassung auf einen vorbestimmten Wert festlegt, wenn die Katalysatortemperatur in einem vorbestimmten Temperaturbereich liegt, und die Katalysatortemperaturanpassung größer oder kleiner als den vorbestimmten Wert festlegt, wenn die Katalysatortemperatur größer oder kleiner als der vorbestimmte Temperaturbereich ist.
Motorsteuersystem nach Anspruch 2, wobei das Umgebungstemperatur-Anpassungsmodul (422) die Umgebungstemperaturanpassung auf einen vorbestimmten Wert festlegt, wenn die Umgebungslufttemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist, und die Umgebungstemperaturanpassung größer oder kleiner als den vorbestimmten Wert festlegt, wenn die Umgebungslufttemperatur kleiner als die vorbestimmte Temperatur ist.
Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Basis-APC-Modul (416) die Basis-APC basierend auf einem Übersetzungsverhältnis eines Getriebes und einer Motordrehzahl ermittelt.
Motorsteuersystem nach Anspruch 1, das ferner umfasst: ein Maximum-MAP-Modul (432), das einen maximalen MAP während des ersten DFCO-Ereignisses basierend auf dem Umgebungsluftdruck und einem minimalen Motorunterdruck für einen Bremskraftverstärker ermittelt; ein Maximum-APC-Modul (430), das eine maximale APC während des ersten DFCO-Ereignisses basierend auf dem maximalen MAP ermittelt; ein Soll-APC-Modul (408), das eine Soll-APC zum Erreichen der Verringerung basierend auf der maximalen APC oder der angepassten Basis-APC ermittelt; und ein Drehmomentanforderungsmodul (412), das den zumindest einen Motorluftströmungsaktuator (116, 158, 164) basierend auf der Soll-APC steuert.
Motorsteuersystem nach Anspruch 6, wobei das Drehmomentanforderungsmodul (412) den MAP in Richtung des minimalen MAP anpasst, bevor der Kraftstoff an den Motor (102) geliefert wird.
Motorsteuersystem nach Anspruch 7, wobei das Drehmomentanforderungsmodul (412) den MAP in Richtung des minimalen MAP anpasst, wenn eine Drehmomentabgabekapazität eines Elektromotors (198) kleiner als ein vorbestimmtes Drehmoment ist und/oder eine Regenerationskapazität kleiner als eine vorbestimmte Kapazität ist.
Motorsteuersystem nach Anspruch 7, das ferner ein Hybridsteuermodul (196) umfasst, das ein durch einen Elektromotor (198) abgegebenes Drehmoment steuert, um eine Fahrerdrehmomentanforderung zu erreichen, während das Drehmomentanforderungsmodul (412) den MAP in Richtung des minimalen MAP anpasst.
Motorsteuersystem nach Anspruch 9, das ferner ein DFCO-Modul (354) umfasst, das die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Motor (102) selektiv auslöst, wenn eine Differenz zwischen dem MAP und dem minimalen MAP kleiner als eine vorbestimmte Differenz ist, wobei das DFCO-Modul (354) die Differenz basierend auf einem Betrag der Fahrerdrehmomentanforderung ermittelt.