DE102011015992B4

DE102011015992B4 - Nebenverbraucher-Laststeuersystem

Info

Publication number: DE102011015992B4
Application number: DE102011015992.4A
Authority: DE
Inventors: Gregory A. Major; William R. Hill; Todd M. Tumas; Kenneth L. Porrett
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2031-04-05
Also published as: US8798856B2; DE102011015992A1; CN102213149B; US20110251756A1; CN102213149A

Abstract

Nebenverbraucher-Laststeuersystem für ein Fahrzeug, das umfasst: ein Aktuatorsteuermodul (240), das eine Brennkraftmaschine (102) des Fahrzeugs in einem Modus mit hoher Effizienz (HE) betreibt; ein Periodenabschätzmodul (218), das eine Periode zwischen einem gegenwärtigen Zeitpunkt und einem zukünftigen Zeitpunkt, zu dem eine tatsächliche Last an einer Kurbelwelle (112) der Kraftmaschine (102) eine maximale Kraftmaschinenlast erreicht, die dem HE-Modus zugeordnet ist, abschätzt; ein Laststeuermodul (202), das Kraftmaschinenlasten, die durch Fahrzeugnebenverbraucher aufgebracht werden, jeweils auf der Basis der Periode selektiv verringert; ein Steigungsbestimmungsmodul (214), das eine Steigung der tatsächlichen Last bestimmt; und ein Deltabestimmungsmodul (210), das einen Deltawert auf der Basis einer Differenz zwischen der tatsächlichen Last und der maximalen Kraftmaschinenlast bestimmt, wobei das Periodenabschätzmodul (218) die Periode auf der Basis der Steigung und des Deltawerts abschätzt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Brennkraftmaschinen und insbesondere auf Kraftmaschinenlaststeuersysteme und -verfahren.
Luft wird in eine Kraftmaschine durch einen Einlasskrümmer gesaugt. Ein Drosselventil steuert die Luftströmung in die Kraftmaschine. Die Luft vermischt sich mit Kraftstoff von einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, um ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zu bilden. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird in einem oder mehreren Zylindern der Kraftmaschine verbrannt. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches kann beispielsweise durch Einspritzung des Kraftstoffs oder durch einen Zündfunken, der durch eine Zündkerze geliefert wird, eingeleitet werden.
Ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM) steuert das Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine. Unter manchen Umständen kann das ECM die Kraftmaschine in einem oder mehreren Modi betreiben, die die Effizienz erhöhen (d. h. den Kraftstoffverbrauch verringern). Nur als Beispiel kann das ECM einen oder mehrere Zylinder der Kraftmaschine deaktivieren und/oder nicht deaktivierte Zylinder der Kraftmaschine in einem Modus mit homogener Ladungskompressionszündung (HCCI) betreiben.
DE 10 2004 058 344 B3 offenbart ein System zur Steuerung von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeugs, das eine Abschaltung mindestens eines Nebenaggregats ermöglicht. Die Abschaltung erfolgt basierend auf einem geschätzten Gesamtverlustdrehmoment, welches sich nach Ablauf einer Abschalttotzeit des abzuschaltenden Nebenaggregats voraussichtlich einstellt. Weiterer Stand der Technik ist aus DE 10 2004 019 774 A1 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Nebenverbraucher-Laststeuersystem bereitzustellen.
Zur Lösung der Aufgabe ist ein Nebenverbraucher-Laststeuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehend gegebenen ausführlichen Beschreibung ersichtlich. Selbstverständlich sind die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur für Erläuterungszwecke bestimmt und sollen den Schutzbereich der Offenbarung nicht begrenzen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird aus der ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen vollständiger verständlich, in denen:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Kraftmaschinensystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Moduls für den Modus mit hoher Effizienz (HEMM) gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
3 eine beispielhafte Kraftmaschinenlasttabelle gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
4 ein Ablaufplan ist, der ein beispielhaftes Verfahren zum Beseitigen von Kraftmaschinenlasten, um die in einem gegenwärtigen Modus mit hoher Effizienz (HE) verbrachte Zeit zu maximieren, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist; und
5 ein Ablaufplan ist, der ein beispielhaftes Verfahren zum selektiven Beseitigen einer Kraftmaschinenlast, die einer Klimaanlage (A/C-System) zugeordnet ist, um die in einem gegenwärtigen HE-Modus verbrachte Zeit zu maximieren, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen keineswegs begrenzen. Für die Zwecke der Deutlichkeit werden in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hier verwendet, sollte der Ausdruck A, B und/oder C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder bedeutet. Selbstverständlich können Schritte innerhalb eines Verfahrens in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff Modul auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Mit Bezug auf 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Kraftmaschinensystems 100 dargestellt. Eine Kraftmaschine 102 erzeugt ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug. Ein oder mehrere Elektromotoren (oder Motor-Generatoren) können außerdem oder alternativ ein Antriebsdrehmoment erzeugen. Obwohl die Kraftmaschine 102 als Brennkraftmaschine (ICE) mit Funkenzündung gezeigt ist und erörtert wird, kann die Kraftmaschine 102 einen anderen geeigneten Typ von Kraftmaschine umfassen, wie z. B. eine Kraftmaschine vom Kompressionsverbrennungstyp, eine Kraftmaschine vom elektrischen Typ oder eine Kraftmaschine vom Hybridtyp.
Luft wird in die Kraftmaschine 102 durch einen Einlasskrümmer 104 gesaugt. Die Luftströmung in die Kraftmaschine 102 kann unter Verwendung eines Drosselventils 106 verändert werden. Eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzeinrichtungen wie z. B. eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 108 vermischen den Kraftstoff mit der Luft, um ein verbrennbares Luft/Kraftstoff-Gemisch zu bilden. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird in den Zylindern der Kraftmaschine 102 wie z. B. im Zylinder 110 verbrannt. Obwohl die Kraftmaschine 102 als mit einem Zylinder dargestellt ist, kann. die Kraftmaschine 102 mehr als einen Zylinder umfassen.
Der Zylinder 110 umfasst einen Kolben (nicht dargestellt), der mechanisch mit einer Kurbelwelle 112 verbunden ist. Ein Verbrennungsereignis innerhalb des Zylinders 110 kann in vier Phasen beschrieben werden: einer Einlassphase, einer Kompressionsphase, einer Verbrennungsphase (oder Expansionsphase) und einer Auslassphase. Während der Einlassphase bewegt sich der Kolben in Richtung einer untersten Position und saugt Luft in den Zylinder 110 ein. Während der Kompressionsphase bewegt sich der Kolben in Richtung einer obersten Position und komprimiert die Luft oder das Luft/Kraftstoff-Gemisch innerhalb des Zylinders 110.
Während der Verbrennungsphase zündet der Zündfunke von einer Zündkerze 114 das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches treibt den Kolben wieder in Richtung der untersten Position und der Kolben treibt die Kurbelwelle 112 drehbar an. Resultierendes Abgas wird aus dem Zylinder 110 ausgestoßen, um die Auslassphase und das Verbrennungsereignis zu vollenden. Die Kraftmaschine 102 gibt ein Drehmoment an ein Getriebe (nicht dargestellt) über die Kurbelwelle 112 aus.
Ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM) 116 steuert das Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine 102. Das ECM 116 steuert das Öffnen des Drosselventils 106 über ein Drosselklappen-Aktuatormodul 120. Das ECM 116 steuert die Zuführung von Kraftstoff zur Kraftmaschine 102 über ein Kraftstoffaktuatormodul 122. Das ECM 116 steuert das Liefern des Zündfunkens zur Kraftmaschine 102 über ein Zündfunkenaktuatormodul 124.
Das ECM 116 kann die Kraftmaschine 102 selektiv in einem oder mehreren Modi mit hoher Effizienz (HE) betreiben. Das Betreiben der Kraftmaschine 102 in einem HE-Modus ermöglicht eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs relativ zum normalen Kraftmaschinenbetrieb. Nur als Beispiel kann das ECM 116 (die Verbrennung in) einen oder mehrere Zylinder der Kraftmaschine 102 unter einigen Umständen deaktivieren. Das ECM 116 kann in dem, was als Modus mit bedarfsabhängigem Hubraum (DOD), als Modus mit aktivem Kraftstoffmanagement (AFM), als Modus mit Kraftstoffabschaltung (FCO) bezeichnet werden kann, oder einem anderen geeignet benannten Modus arbeiten, wenn ein oder mehrere Zylinder deaktiviert sind.
Die Anzahl von Zylindern, die das ECM 116 deaktivieren kann, kann variabel sein. Jede verschiedene Anzahl von Zylindern, die deaktiviert werden, kann als unterschiedlicher HE-Modus betrachtet werden. Nur als Beispiel kann der Betrieb der Kraftmaschine 102 mit einer Anzahl von deaktivierten Zylindern als ein HE-Modus betrachtet werden, der Betrieb der Kraftmaschine 102 mit einer anderen Anzahl von deaktivierten Zylindern kann als anderer HE-Modus betrachtet werden.
Ein weiterer beispielhafter HE-Modus kann das Betreiben der Kraftmaschine 102 in einem Modus mit homogener Ladungskompressionszündung (HCCI) umfassen, in dem das ECM 116 die Lieferung eines Zündfunkens zur Kraftmaschine 102 deaktiviert. Im HCCI-Modus zündet eine erhöhte Temperatur und ein erhöhter Druck (daher Dichte), die mit der Kompression verbunden sind, das Luft/Kraftstoff-Gemisch innerhalb der Zylinder der Kraftmaschine 102. Das Arbeiten im HCCI-Modus ermöglicht eine Kraftstoffverbrauchsverringerung relativ zur Zündung auf Funkenbasis.
Ein oder mehrere der HE-Modi können gleichzeitig aktiv sein. Nur als Beispiel kann das ECM 116 einen oder mehrere der Zylinder der Kraftmaschine 102 deaktivieren und die nicht deaktivierten Zylinder der Kraftmaschine 102 im HCCI-Modus betreiben.
Ein Benutzerschnittstellenmodul 126 kann innerhalb eines Fahrgastraums (nicht dargestellt) des Fahrzeugs implementiert werden. Ein Benutzer kann eine von einer vorbestimmten Anzahl von Optionen hinsichtlich des Ausmaßes, in dem die HE-Modi verwendet werden sollten, über das Benutzerschnittstellenmodul 126 auswählen. Nur als Beispiel kann der Benutzer aus einem Modus mit maximaler HE, einem Modus mit mittlerer HE, einem Modus mit niedriger HE und einem HE-AUS-Modus auswählen. Das ECM 116 kann die Verwendung der HE-Modi deaktivieren, wenn der Benutzer den HE-AUS-Modus auswählt.
Ein Fahrzeug kann einen oder mehrere Nebenverbraucher umfassen, die der Kurbelwelle 112 eine Last (d. h. ein negatives Drehmoment) auferlegen (d. h. eine Kraftmaschinenlast). Insbesondere kann das Fahrzeug einen oder mehrere Nebenverbraucher umfassen, die das Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine 102 verringern, wenn sie aktiv sind. Ein gegebener Nebenverbraucher kann der Kraftmaschine 102 beispielsweise eine mechanische Last, eine elektrische Last oder einen anderen geeigneten Typ von Last auferlegen. Elektrische Lasten können sich auf das Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine 102 in Elektro- und elektrischen Hybridfahrzeugen in einem größeren Umfang auswirken.
Beispielhafte Nebenverbraucher, die der Kraftmaschine 102 eine Last auferlegen, wenn sie aktiv sind, können Außenleuchten (z. B. Scheinwerfer), Innenleuchten, Heizvorrichtungen (z. B. für einen Sitz, ein Kraftmaschinenkühlmittel, eine Batterie usw.), gekühlte Sitze, eine Heckscheiben-Beschlagentfernungsanlage, eine Klimaanlage (A/C-System), Batterieaufladevorrichtungen und Kraftmaschinenkühlventilatoren umfassen, ohne jedoch darauf begrenzt zu sein. Andere beispielhafte Nebenverbraucher, die der Kraftmaschine 102 eine Last auferlegen können, wenn sie aktiv sind, können ein Batteriekühlgebläse, ein Servolenksystem, eine Kraftstoffpumpe, eine Fahrwerkpumpe, eine Kühlmittelpumpe, einen Motor des Drosselklappen-Aktuatormoduls 120, eine Getriebeölpumpe, einen Drehmomentwandler, eine Kraftmaschinenölpumpe, Gleichstrom-(DC)-DC-Umsetzer und andere geeignete Lasten umfassen, ohne jedoch darauf begrenzt zu sein. Die Nebenverbraucher eines gegebenen Fahrzeugs, die der Kraftmaschine des Fahrzeugs eine Last auferlegen, sind gemeinsam durch Nebenverbraucher 130 dargestellt. Ein gegebener der Nebenverbraucher 130 kann eine feste (d. h. diskrete) Kraftmaschinenlast oder eine variable Kraftmaschinenlast auferlegen. Andere Dinge können auch der Kraftmaschine 102 eine Last auferlegen, wie z. B. ein Luftwiderstand, eine Straßensteigung und ein Reibungskoeffizient der Straße.
Das ECM 116 bestimmt eine tatsächliche Kraftmaschinenlast auf der Basis einer Summe der der Kraftmaschine 102 auferlegten Lasten. Das ECM 116 kann selektiv einen gegenwärtigen HE-Modus verlassen, wenn eine Differenz zwischen der tatsächlichen Kraftmaschinenlast und einer maximalen Kraftmaschinenlast, die dem gegenwärtigen HE-Modus zugeordnet ist, geringer ist als ein vorbestimmter Wert. Mit anderen Worten, die tatsächliche Kraftmaschinenlast kann bewirken, dass das ECM 116 einen gegenwärtig aktiven HE-Modus unter einigen Umständen verlässt, wie z. B. wenn die tatsächliche Kraftmaschinenlast sich der maximalen Kraftmaschinenlast nähert.
Die durch einen oder mehrere der Nebenverbraucher 130 auferlegte Last kann jedoch beseitigbar sein. Nur als Beispiel kann eine Heckscheiben-Beschlagentfernungsanlage deaktiviert werden, um die Kraftmaschinenlast, die der Heckscheiben-Beschlagentfernungsanlage zugeordnet ist, zu beseitigen. Das Beseitigen der Kraftmaschinenlast, die der Heckscheiben-Beschlagentfernungsanlage und/oder einem oder mehreren anderen Nebenverbrauchern zugeordnet ist, kann einen fortgesetzten Betrieb im gegenwärtigen HE-Modus ermöglichen.
Im Gegensatz zu Kraftmaschinenlasten, die beseitigt werden können, können Kraftmaschinenlasten, die anderen der Nebenverbraucher 130 zugeordnet sind, als nicht beseitigbar betrachtet werden. Nur als Beispiel können Kraftmaschinenlasten, die den Außenleuchten und einem Servolenksystem zugeordnet sind, nicht beseitigbar sein. Kraftmaschinenlasten, die dem Luftwiderstand, der Straßensteigung und dem Reibungskoeffizienten der Straße zugeordnet sind, können auch nicht beseitigbar sein.
Das ECM 116 umfasst ein HE-Modus-Modul (HEMM) 170. Das HEMM 170 bestimmt die tatsächliche Kraftmaschinenlast auf der Basis einer Summe der Kraftmaschinenlasten. Das HEMM 170 bestimmt eine maximale Kraftmaschinenlast auf der Basis des gegenwärtigen HE-Modus. Die maximale Kraftmaschinenlast kann einer tatsächlichen Kraftmaschinenlast entsprechen, über der der gegenwärtige HE-Modus verlassen werden sollte.
Das HEMM 170 schätzt eine Periode zwischen einem gegenwärtigen Zeitpunkt und einem zukünftigen Zeitpunkt, zu dem die tatsächliche Kraftmaschinenlast die maximale Kraftmaschinenlast erreicht, ab. Das HEMM 170 deaktiviert selektiv ein oder mehrere der Nebenverbraucher 130, um die diesen Nebenverbrauchern zugeordnete Kraftmaschinenlast zu beseitigen. In dieser Weise verringert das HEMM 170 die tatsächliche Kraftmaschinenlast und ermöglicht, dass das ECM 116 im gegenwärtigen HE-Modus bleibt.
Mit Bezug auf 2 ist nun ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des HEMM 170 dargestellt. Das HEMM 170 kann ein Laststeuermodul 202, ein Kraftmaschinenlastmodul 204, ein Lastbestimmungsmodul 206, ein Deltabestimmungsmodul 210, ein Steigungsbestimmungsmodul 214 und ein Periodenabschätzmodul 218 umfassen.
Das Laststeuermodul 202 steuert, ob einige der Nebenverbraucher 130 aktiv oder deaktiviert sind. Insbesondere aktiviert und deaktiviert das Laststeuermodul 202 selektiv Nebenverbraucher, die Kraftmaschinenlasten auferlegen, wenn sie aktiv sind. Für einige der Nebenverbraucher 130, die variable Lasten auferlegen, kann das Laststeuermodul 202 die durch diese Nebenverbraucher auferlegte Last steuern.
Das Laststeuermodul 202 stellt fest, welcher HE-Modus aktiv sein sollte, und liefert ein HE-Modussignal zu einem Aktuatorsteuermodul 240. Das HE-Modussignal gibt den gegenwärtigen HE-Modus an. Die Bestimmung des gegenwärtigen HE-Modus und die Bestimmung, welche der Kraftmaschinenlasten beseitigt werden sollten, werden nachstehend weiter erörtert.
Das Laststeuermodul 202 kann eine Kraftmaschinenlasttabelle im Kraftmaschinenlastmodul 204 belegen. Eine beispielhafte Darstellung der Kraftmaschinenlasttabelle ist in 3 dargestellt. Die Kraftmaschinenlasttabelle kann angeben, welche der Nebenverbraucher 130 aktiv sind, die durch die aktiven Nebenverbraucher auferlegten Kraftmaschinenlasten, ob die Kraftmaschinenlasten, die den aktiven Nebenverbrauchern zugeordnet sind, beseitigbar sind, Prioritätswerte zum Beseitigen oder nicht Beseitigen der Kraftmaschinenlasten, die den aktiven Nebenverbrauchern zugeordnet sind, ob die den aktiven Nebenverbrauchern zugeordneten Kraftmaschinenlasten gegenwärtig beseitigt werden, bzw. wie lang die den aktiven Nebenverbrauchern zugeordneten Kraftmaschinenlasten beseitigt wurden. Das Laststeuermodul 202 belegt die Kraftmaschinenlasttabelle auf der Basis dessen, ob ein gegebener aktiver Nebenverbraucher eine variable Last oder eine feste Last aufweist, ob die beseitigbare Last groß (relativ) oder klein ist und ob einige der Nebenverbraucher 130 zusammengesetzte Kraftmaschinenlasten auferlegen.
Ein gegebener der Nebenverbraucher 130 kann eine zusammengesetzte Kraftmaschinenlast auferlegen, wenn beispielsweise der gegebene Nebenverbraucher mehr als eine Komponente umfasst, die eine unabhängige Kraftmaschinenlast auferlegt, wenn sie aktiv ist. Nur als Beispiel kann das A/C-System einen Kompressor, eine Kupplung, einen Ventilator und andere Komponenten umfassen, die jeweils eine unabhängige Kraftmaschinenlast auferlegen.
Das Lastbestimmungsmodul 206 bestimmt die tatsächliche Kraftmaschinenlast auf der Basis der Kraftmaschinenlasten. Insbesondere kann das Lastbestimmungsmodul 206 die tatsächliche Kraftmaschinenlast als Summe der Kraftmaschinenlasten, die den aktiven Nebenverbrauchern zugeordnet sind, und der anderen Kraftmaschinenlasten bestimmen. Das Lastbestimmungsmodul 206 liefert die tatsächliche Kraftmaschinenlast zum Deltabestimmungsmodul 210 und zum Steigungsbestimmungsmodul 214.
Das Deltabestimmungsmodul 210 bestimmt einen Deltawert auf der Basis der tatsächlichen Kraftmaschinenlast und der maximalen Kraftmaschinenlast. Das Deltabestimmungsmodul 210 kann den Deltawert auf der Basis einer Differenz zwischen der tatsächlichen Kraftmaschinenlast und der maximalen Kraftmaschinenlast bestimmen.
Das Laststeuermodul 202 kann die maximale Kraftmaschinenlast auf der Basis des gegenwärtigen HE-Modus bestimmen und die maximale Kraftmaschinenlast zum Deltabestimmungsmodul 210 liefern. Nur als Beispiel kann das Laststeuermodul 202 die maximale Kraftmaschinenlast aus einer Abbildung oder Funktion bestimmen, die den gegenwärtigen HE-Modus mit der maximalen Kraftmaschinenlast für den gegenwärtigen HE-Modus in Beziehung setzt.
Das Steigungsbestimmungsmodul 214 bestimmt eine Steigung der tatsächlichen Kraftmaschinenlast. Das Steigungsbestimmungsmodul 214 bestimmt die Steigung auf der Basis der tatsächlichen Kraftmaschinenlast und einer oder mehreren vorherigen tatsächlichen Kraftmaschinenlasten. Das Steigungsbestimmungsmodul 214 liefert die Steigung zu einem Periodenabschätzmodul 218. Das Periodenabschätzmodul 218 schätzt eine Periode zwischen einem gegenwärtigen Zeitpunkt und einem zukünftigen Zeitpunkt, zu dem die tatsächliche Kraftmaschinenlast die maximale Kraftmaschinenlast erreicht, auf der Basis der Steigung und des Deltawerts ab. Nur als Beispiel kann das Periodenabschätzmodul 218 die Periode auf der Basis eines Quotienten des Deltawerts über der Steigung abschätzen.
Das Laststeuermodul 202 kann selektiv eine oder mehrere Kraftmaschinenlasten, die den aktiven Nebenverbrauchern zugeordnet sind, auf der Basis der abgeschätzten Periode beseitigen. Das Laststeuermodul 202 kann auch selektiv eine oder mehrere Kraftmaschinenlasten, die den aktiven Nebenverbrauchern zugeordnet sind, auf der Basis von anderen Parametern, wie z. B. des Deltawerts, der Steigung und anderer geeigneter Parameter, beseitigen.
Das Laststeuermodul 202 kann die aktiven Nebenverbraucher im aktiven Zustand halten, wenn die abgeschätzte Periode größer ist als eine vorbestimmte Periode. In dieser Weise kann, wenn die tatsächliche Kraftmaschinenlast die maximale Kraftmaschinenlast in mehr als der vorbestimmten Periode ab dem gegenwärtigen Zeitpunkt erreicht, das Laststeuermodul 202 die aktiven Nebenverbraucher unverändert belassen.
Wenn die abgeschätzte Periode innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt und wenn der Deltawert größer ist als ein vorbestimmter Wert, kann das Laststeuermodul 202 selektiv die Kraftmaschinenlasten, die einem oder mehreren der aktiven Nebenverbraucher zugeordnet sind, beseitigen.
Eine obere Grenze des vorbestimmten Bereichs kann geringer als oder gleich der vorbestimmten Periode sein. Eine untere Grenze des vorbestimmten Bereichs ist geringer als die obere Grenze.
Nur als Beispiel kann das Laststeuermodul 202 zuerst die kleinen Kraftmaschinenlasten betrachten, die den aktiven Nebenverbrauchern zugeordnet sind, wenn die abgeschätzte Periode innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt und wenn der Deltawert größer ist als der vorbestimmte Wert. Das Laststeuermodul 202 kann eine oder mehrere oder alle der kleinen Kraftmaschinenlasten beseitigen, wenn eine erste Summe der kleinen Kraftmaschinenlasten geringer ist als der Deltawert.
Wenn die erste Summe der kleinen Kraftmaschinenlasten größer ist als der Deltawert, kann das Laststeuermodul 202 die großen Kraftmaschinenlasten betrachten. Das Laststeuermodul 202 kann eine oder mehrere oder alle der großen Kraftmaschinenlasten beseitigen, wenn eine zweite Summe der großen Kraftmaschinenlasten geringer ist als der Deltawert. Wenn die zweite Summe der großen Kraftmaschinenlasten größer ist als der Deltawert, kann das Laststeuermodul 202 den gegenwärtigen HE-Modus verlassen und einen nächsten, weniger kraftstoffeffizienten Modus aktivieren.
Wenn der gegenwärtige HE-Modus den Betrieb, in dem eine Anzahl der Zylinder der Kraftmaschine 102 deaktiviert ist (z. B. 4), beinhaltet, kann der nächste Modus nur als Beispiel beinhalten, dass eine geringere Anzahl von Zylindern deaktiviert ist (z. B. 3, 2, 1 oder 0). Wenn der gegenwärtige HE-Modus die Verwendung des HCCI-Modus beinhaltet, kann der nächste HE-Modus eine Zündung auf Zündfunkenbasis umfassen. Das Aktuatorsteuermodul 240 stellt selektiv den Betrieb der Kraftmaschine 102 (z. B. des Drosselklappen-Aktuatormoduls 120, des Kraftstoffaktuatormoduls 122, des Zündfunkenaktuatormoduls 124 und/oder anderer Kraftmaschinenaktuatoren) ein, wenn der gegenwärtige HE-Modus verlassen und der nächste Modus aktiviert wird.
Wenn die Steigung der tatsächlichen Kraftmaschinenlast negativ ist, kann das Laststeuermodul 202 Kraftmaschinenlasten aktivieren, die gegenwärtig beseitigt sind. Mit anderen Worten, das Laststeuermodul 202 kann eine oder mehrere oder alle der Kraftmaschinenlasten aktivieren, die gegenwärtig beseitigt sind, wenn die Steigung der tatsächlichen Kraftmaschinenlast negativ ist.
Mit Bezug auf 4 ist ein Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Beseitigen von einer oder mehreren Kraftmaschinenlasten zum Maximieren der in einem gegenwärtigen HE-Modus verbrachten Zeit darstellt, dargestellt. Die Steuerung kann mit 402 beginnen, wo die Steuerung feststellt, ob ein HE-Modus aktiv ist. Wenn dies gilt, fährt die Steuerung zu 406 fort; wenn dies falsch ist, kann die Steuerung enden.
Bei 406 bestimmt die Steuerung die tatsächliche Kraftmaschinenlast. Die Steuerung kann die tatsächliche Kraftmaschinenlast auf der Basis einer Summe der Lasten, die den aktiven Nebenverbrauchern zugeordnet sind, und der anderen Kraftmaschinenlasten bestimmen. Die Steuerung bestimmt die Steigung der tatsächlichen Kraftmaschinenlast bei 410. Die Steuerung bestimmt die Steigung auf der Basis der tatsächlichen Kraftmaschinenlast und von einer oder mehreren vorherigen tatsächlichen Kraftmaschinenlasten.
Die Steuerung stellt bei 414 fest, ob die Steigung negativ ist. Wenn dies gilt, kann die Steuerung mit 418 fortfahren; wenn dies falsch ist, kann die Steuerung mit 422 fortfahren. Bei 418 kann die Steuerung alle Kraftmaschinenlasten zulassen und enden. Mit anderen Worten, die Steuerung kann bei 418 die Kraftmaschinenlasten aktivieren, die gegenwärtig beseitigt sind. Bei 422 bestimmt die Steuerung die maximale Kraftmaschinenlast für den gegenwärtigen HE-Modus.
Die Steuerung bestimmt den Deltawert auf der Basis der tatsächlichen Kraftmaschinenlast und der maximalen Kraftmaschinenlast bei 426. Insbesondere kann die Steuerung bei 426 den Deltawert gleich der Differenz zwischen der tatsächlichen Kraftmaschinenlast und der maximalen. Kraftmaschinenlast setzen. Bei 430 schätzt die Steuerung die Periode zwischen dem gegenwärtigen Zeitpunkt und dem zukünftigen Zeitpunkt, zu dem die tatsächliche Kraftmaschinenlast die maximale Kraftmaschinenlast erreicht, ab. Die Steuerung kann die Periode auf der Basis des Deltawerts und der Steigung abschätzen.
Bei 434 stellt die Steuerung fest, ob die abgeschätzte Periode größer ist als die vorbestimmte Periode. Wenn dies gilt, kann die Steuerung enden; wenn dies falsch ist, kann die Steuerung mit 438 fortfahren. Die Steuerung kann bei 438 feststellen, ob die abgeschätzte Periode innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt und ob der Deltawert größer ist als der vorbestimmte Wert. Wenn beide gelten, kann die Steuerung enden; wenn eines falsch ist, kann die Steuerung mit 442 fortfahren.
Die Steuerung kann die Summe der kleinen Kraftmaschinenlasten, die den aktiven Nebenverbrauchern zugeordnet sind, bei 442 bestimmen. Die Steuerung kann bei 446 feststellen, ob die Summe der kleinen Kraftmaschinenlasten geringer ist als der Deltawert. Wenn dies gilt, kann die Steuerung eine oder mehrere oder alle der kleinen Kraftmaschinenlasten bei 450 beseitigen und die Steuerung kann enden; wenn dies falsch ist, kann die Steuerung mit 454 fortfahren.
Bei 454 kann die Steuerung eine Summe der großen Kraftmaschinenlasten, die den aktiven Nebenverbrauchern zugeordnet sind, bestimmen. Bei 458 kann die Steuerung feststellen, ob die Summe der großen Kraftmaschinenlasten geringer ist als der Deltawert. Wenn dies gilt, kann die Steuerung eine oder mehrere oder alle der großen Kraftmaschinenlasten bei 462 beseitigen und die Steuerung kann enden; wenn dies falsch ist, verlässt die Steuerung bei 466 den gegenwärtigen HE-Modus und aktiviert den nächsten Modus. Der nächste Modus kann einen nächsten, weniger effizienten HE-Modus oder einen anderen geeigneten Modus umfassen. Die Steuerung kann dann enden. Obwohl die Steuerung als endend erörtert und gezeigt wird, kann das Verfahren 400 kontinuierlich durchgeführt werden und die Steuerung kann stattdessen zum Start zurückkehren.
Mit Bezug auf 5 ist nun ein Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren 500 zum selektiven Beseitigen der Kraftmaschinenlast, die auferlegt wird, wenn eine Klimaanlage (A/C-System) aktiv ist, um die in einem gegenwärtigen HE-Modus verbrachte Zeit zu maximieren, darstellt, dargestellt. Die Steuerung kann mit 502 beginnen, wo die Steuerung feststellt, ob ein HE-Modus aktiv ist und ob das A/C-System aktiv ist. Wenn dies gilt, kann die Steuerung mit 506 fortfahren; wenn dies falsch ist, kann die Steuerung enden.
Bei 506 kann die Steuerung einen oder mehrere Sollwerte für das A/C-System festlegen. Nur als Beispiel kann die Steuerung einen Sollwert für eine Auslasstemperatur des A/C-Systems und einen oder mehrere gewünschte Komfortsollwerte bei 506 festlegen. Die Auslasstemperatur kann sich auf eine Temperatur von Luft beziehen, die vom A/C-System ausgegeben wird und die zum Fahrgastraum des Fahrzeugs geliefert wird.
Die Steuerung kann bei 510 feststellen, ob eine Umgebungslufttemperatur geringer ist als eine vorbestimmte Temperatur. Wenn dies gilt, kann die Steuerung mit 514 fortfahren; wenn dies falsch ist, kann die Steuerung mit 518 fortfahren. Wenn dies falsch ist, kann die Steuerung stattdessen in verschiedenen Implementierungen enden. Die Steuerung kann bei 514 feststellen, ob die Auslasstemperatur kleiner als oder gleich der Sollwerttemperatur ist. Wenn dies gilt, kann die Steuerung mit 518 fortfahren; wenn dies falsch ist, kann die Steuerung mit 518 fortfahren. Wenn dies falsch ist, kann die Steuerung in verschiedenen Implementierungen stattdessen enden.
An diesem Punkt kann sich das A/C-System in dem befinden, was als Zustand nach dem Herabsetzen bezeichnet wird. Der Zustand nach dem Herabsetzen kann sich darauf beziehen, wenn, nachdem das A/C-System von einem Benutzer aktiviert wird, das A/C-System eine gewünschte Kühlung innerhalb des Fahrgastraums erreicht hat. Wenn es sich im Zustand nach dem Herabsetzen befindet, können eine oder mehrere der durch das A/C-System auferlegten Kraftmaschinenlasten selektiv beseitigt werden.
Bei 518 bestimmt die Steuerung die Kraftmaschinenlast, die dem A/C-System zugeordnet ist. Da das A/C-System mehr als eine Komponente umfasst, die eine unabhängige Kraftmaschinenlast auferlegt, kann die dem A/C-System zugeordnete Kraftmaschinenlast als zusammengesetzte Last bezeichnet werden. Nur als Beispiel kann ein A/C-Kompressor eine erste Kraftmaschinenlast auferlegen, eine A/C-Kompressorkupplung kann eine zweite Kraftmaschinenlast auferlegen, ein A/C-Gebläse kann eine dritte Kraftmaschinenlast auferlegen und ein Ventilator kann eine vierte Kraftmaschinenlast auferlegen. Das A/C-System kann auch andere Komponenten umfassen, die unabhängige Kraftmaschinenlasten auferlegen. Die Steuerung kann die Kraftmaschinenlast, die dem A/C-System zugeordnet ist, auf der Basis einer Summe der unabhängigen Kraftmaschinenlasten bestimmen.
Die Steuerung stellt bei 522 fest, ob eine Anforderung zum Beseitigen von einer oder mehreren der Kraftmaschinenlasten, die durch das A/C-System auferlegt werden, empfangen wurde. Wenn dies gilt, kann die Steuerung mit 526 fortfahren; wenn dies falsch ist, kann die Steuerung enden. Die Steuerung kann bei 526 feststellen, ob das A/C-System gewünschte Komforteinstellungen bereitstellen kann, wenn eine A/C-Lastverringerungsstrategie verwendet wird. Wenn dies gilt, kann die Steuerung mit 530 fortfahren; wenn dies falsch ist, kann die Steuerung den normalen Betrieb des A/C-Systems bei 534 fortsetzen und die Steuerung kann enden.
Bei 530 kann die Steuerung eine Strategie aktivieren, um die Kraftmaschinenlast zu verringern, die dem A/C-System zugeordnet ist. Nur als Beispiel kann die Steuerung den Betrieb des A/C-Kompressors verringern, eine Zykluszeit des A/C-Systems verlängern, die zum Ventilator zugeführte Leistung verringern, die dem A/C-Gebläse zugeführte Leistung verringern und/oder die Fahrgastraumluftumwälzung erhöhen. Die Steuerung kann dann enden. Obwohl die Steuerung als endend erörtert und gezeigt wird, kann das Verfahren 500 kontinuierlich durchgeführt werden und die Steuerung kann stattdessen zum Start zurückkehren.

Claims

Nebenverbraucher-Laststeuersystem für ein Fahrzeug, das umfasst: ein Aktuatorsteuermodul (240), das eine Brennkraftmaschine (102) des Fahrzeugs in einem Modus mit hoher Effizienz (HE) betreibt; ein Periodenabschätzmodul (218), das eine Periode zwischen einem gegenwärtigen Zeitpunkt und einem zukünftigen Zeitpunkt, zu dem eine tatsächliche Last an einer Kurbelwelle (112) der Kraftmaschine (102) eine maximale Kraftmaschinenlast erreicht, die dem HE-Modus zugeordnet ist, abschätzt; ein Laststeuermodul (202), das Kraftmaschinenlasten, die durch Fahrzeugnebenverbraucher aufgebracht werden, jeweils auf der Basis der Periode selektiv verringert; ein Steigungsbestimmungsmodul (214), das eine Steigung der tatsächlichen Last bestimmt; und ein Deltabestimmungsmodul (210), das einen Deltawert auf der Basis einer Differenz zwischen der tatsächlichen Last und der maximalen Kraftmaschinenlast bestimmt, wobei das Periodenabschätzmodul (218) die Periode auf der Basis der Steigung und des Deltawerts abschätzt.
Nebenverbraucher-Laststeuersystem nach Anspruch 1, wobei der HE-Modus einen Modus mit homogener Ladungskompressionszündung (HCCI) und/oder das Deaktivieren der Verbrennung in mindestens einem Zylinder (110) der Kraftmaschine (102) umfasst.
Nebenverbraucher-Laststeuersystem nach Anspruch 1, wobei das Periodenabschätzmodul (218) die Periode gleich einem Quotienten des Deltawerts über der Steigung setzt.
Nebenverbraucher-Laststeuersystem nach Anspruch 1, wobei das Steigungsbestimmungsmodul (214) die Steigung auf der Basis der tatsächlichen Last und mindestens einer vorherigen tatsächlichen Last bestimmt.
Nebenverbraucher-Laststeuersystem nach Anspruch 1, wobei das Laststeuermodul (202) mindestens eine der Lasten, die durch einen oder mehrere der Fahrzeugnebenverbraucher aufgebracht werden und gegenwärtig auf der Basis der Periode verringert sind, wieder erhöht, wenn die Steigung negativ ist.
Nebenverbraucher-Laststeuersystem nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugnebenverbraucher eine erste Teilmenge von Fahrzeugnebenverbrauchern und eine zweite Teilmenge von Fahrzeugnebenverbrauchern umfassen, wobei die durch die Fahrzeugnebenverbraucher der ersten Teilmenge aufgebrachten Lasten geringer sind als die durch die Fahrzeugnebenverbraucher der zweiten Teilmenge aufgebrachten Lasten, und wobei das Laststeuermodul (202) eine erste Summe der Lasten, die durch die Fahrzeugnebenverbraucher der ersten Teilmenge aufgebracht werden, bestimmt und mindestens einen der Fahrzeugnebenverbraucher der ersten Teilmenge selektiv deaktiviert, wenn die erste Summe geringer ist als eine Differenz zwischen der tatsächlichen Last und der maximalen Kraftmaschinenlast.
Nebenverbraucher-Laststeuersystem nach Anspruch 6, wobei das Laststeuermodul (202) eine zweite Summe der durch die Fahrzeugnebenverbraucher der zweiten Teilmenge aufgebrachten Lasten bestimmt und mindestens einen der Fahrzeugnebenverbraucher der zweiten Teilmenge selektiv deaktiviert, wenn die zweite Summe geringer ist als die Differenz und die erste Summe entweder größer als oder gleich der Differenz ist.
Nebenverbraucher-Laststeuersystem nach Anspruch 7, wobei das Laststeuermodul (202) einen Modus auf einen nächsten Modus setzt, wenn die zweite Summe entweder größer als oder gleich der Differenz ist, wobei das Aktuatorsteuermodul (240) die Kraftmaschine (102) im nächsten Modus betreibt, und wobei ein erster Kraftstoffverbrauch, der dem nächsten Modus zugeordnet ist, größer ist als ein zweiter Kraftstoffverbrauch, der dem HE-Modus zugeordnet ist.
Nebenverbraucher-Laststeuersystem nach Anspruch 1, wobei das Laststeuermodul (202) den Betrieb der Kraftmaschine (102) im HE-Modus hält.