DE102012203438B4

DE102012203438B4 - Systeme und Verfahren zur Relaxation der Steifigkeit eines Endantriebs für einen DFCO-Betrieb

Info

Publication number: DE102012203438B4
Application number: DE102012203438.2A
Authority: DE
Inventors: Christopher E. Whitney; Jeremy V. Horgan; Scott A. Hearld; Lars Mikael Buur; Ryan Goode; Krishnendu Kar
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2020-07-09
Anticipated expiration: 2032-03-06
Also published as: CN102673566A; CN102673566B; DE102012203438A1; US20120234123A1; US8657721B2

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangsystems (10), das umfasst, dass:ein Negativdrehmoment-Übergangssignal basierend auf einem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment eines Motors (102) mittels eines Motorsteuermoduls (16) erzeugt wird;das Negativdrehmoment-Übergangssignal von dem Motorsteuermodul (16) mittels eines Getriebesteuermoduls (22) empfangen wird;eine Schlupfdrehzahl einer Drehmomentwandlerkupplung (15) zur Vorbereitung für eine Aktivierung des bevorstehenden Ereignisses mit negativem Drehmoment erhöht wird, wobei das Erhöhen der Schlupfdrehzahl umfasst, dass ein Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) vor dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment eingestellt wird;die Schlupfdrehzahl in der Drehmomentwandlerkupplung (15) basierend auf einer Beendigung eines Übergangs zu dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment und/oder von dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment verringert wird;der Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) eingestellt wird, um ein Entgleitereignis während des bevorstehenden Ereignisses mit negativem Drehmoment zu verhindern, wobei das Entgleitereignis auftritt, wenn die Schlupfdrehzahl in der Drehmomentwandlerkupplung (15) eine vorbestimmte Schlupfdrehzahl überschreitet;ein Entgleitereignis verhindert wird, wenn zu dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment übergegangen wird und während das Ausgangsdrehmoment des Motors (102) verringert wird, indem der Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) vor dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment erhöht wird; undein Crashereignis verhindert wird, wenn von dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment übergeleitet wird und während das Ausgangsdrehmoment des Motors (102) erhöht wird, indem der Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) vor dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment verringert wird, wobei das Crashereignis auftritt, wenn die Drehzahl des Motors (102) auf eine vorbestimmte Drehzahl verringert wird.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/452,851 , die am 15. März 2011 eingereicht wurde. Die Offenbarung der vorstehenden Anmeldung ist hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Systeme und Verfahren zur Kraftstoffabschaltung.
HINTERGRUND
Die hierin vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient zu dem Zweck, den Kontext der Offenbarung allgemein darzustellen. Sowohl die Arbeit der derzeit genannten Erfinder, in dem Maß, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, als auch Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung nicht auf andere Weise als Stand der Technik gelten, sind weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung zugelassen.
Systeme zur Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltung (DFCO) werden in Antriebssträngen verwendet, um Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor (ICE) zu deaktivieren. Die DFCO wird typischerweise aktiviert, während ein Endantrieb (z.B. ein Getriebe, eine Antriebswelle, eine Achse und Räder) mit dem ICE in Eingriff steht. Dies unterstützt den ICE und verhindert dessen Abwürgen aufgrund einer Verlangsamung eines Fahrzeugs und eines Kontakts zwischen den Rädern des Fahrzeugs und einer Straßenoberfläche.
Die DFCO wird aus verschiedenen Gründen verwendet. Die DFCO kann verwendet werden, um eine Verlangsamungskraft zu liefern (ein Bremsen des Antriebsstrangs), wenn eine Beschleunigungseinrichtung eines Fahrzeugs nicht betätigt wird (z.B. wenn ein Bediener des Fahrzeugs ein Gaspedal nicht niederdrückt). In Gebieten mit hohen Erhebungen (Gebirgsgebieten) und/oder Gebieten mit großen Höhenschwankungen kann die DFCO verwendet werden, um ein Bremsen des Antriebsstrangs zur Vermeidung einer Beschädigung der Reibungsbremsen eines Fahrzeugs zu liefern. Obwohl der Kraftstoff deaktiviert ist, wenn die DFCO aktiviert ist, kann der ICE weiterhin Luft in die Zylinder des ICE saugen. Das Ansaugen von Luft in die Zylinder, die Kompression der Luft und das Ausstoßen der Luft aus dem ICE übt ein Bremsdrehmoment (d.h. ein negatives Drehmoment) auf den ICE und/oder den Antriebsstrang aus. Somit treten Drehmomentverluste auf, die einem Motorpumpen zugeschrieben werden können (d.h. Pumpverluste), wenn die DFCO aktiviert ist.
Die DFCO kann auch verwendet werden, um eine Beschädigung eines katalytischen Wandlers zu verhindern. Beispielsweise kann eine Drosselposition kalibriert und fixiert sein, um eine minimale Menge einer Luft pro Zylinder (APC) an einen Motor zu liefern, wodurch eine Verlangsamung des Fahrzeugs geschaffen wird, wenn bergab gefahren wird. Aufgrund der festen Drosselposition und/oder eines manuellen Herunterschaltens eines Getriebeschalthebels (PRNDL-Schalthebels) (z.B. bei einem Schalten in einem niedrigen Gang, beispielsweise L1 oder L2) können die APC-Niveaus des ICE zu niedrig werden und eine Fehlzündung bewirken. Eine Fehlzündung bezieht sich auf eine unvollständige Verbrennung eines Luft/Kraftstoff-Gemischs in einem Zylinder des Motors. Diese Fehlzündung kann dazu führen, dass Kraftstoff in ein Abgassystem eintritt und dort zündet, was die Temperatur eines Katalysators des katalytischen Wandlers erhöht. Eine Beschädigung des Katalysators kann auftreten, wenn die Temperaturen des Katalysators einen Schwellenwert überschreiten. Durch die Verwendung der DFCO wird der Kraftstoff deaktiviert, was den Katalysator vor Fehlzündungsereignissen schützt.
Die DFCO kann auch verwendet werden, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern. Die Effizienz eines Benzinmotors mit Funkenzündung kann aufgrund der Pumpverluste und anderer Faktoren bei einer minimalen Verbrennung (d.h. bei minimalen Luft- und Kraftstoffniveaus) gering sein. Das Deaktivieren des Kraftstoffs ist effizienter als das Verringern der Kraftstoffmenge für einen ICE.
In der DE 44 27 359 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs beschrieben, bei welchem ein Negativdrehmoment-Übergangssignal von einem Motorsteuermodul erzeugt wird, wenn ein Ereignis mit negativem Drehmoment eines Motors bevorsteht, und das Negativdrehmoment-Übergangssignal von dem Motorsteuermodul mittels eines Getriebesteuermoduls empfangen wird. Ferner wird eine Schlupfdrehzahl einer Drehmomentwandlerkupplung zur Vorbereitung des Ereignisses mit negativem Drehmoment erhöht, indem ein Druck in der Drehmomentwandlerkupplung mittels Rückkopplung geregelt wird. Bei Beendigung eines Übergangs zum Ereignis mit negativem Drehmoment und/oder nach dem Ereignis mit negativem Drehmoment wird die Schlupfdrehzahl in der Drehmomentwandlerkupplung verringert.
Die US 5 879 266 A beschreibt ein ähnliches Verfahren.
Auch in der US 5 547 438 A ist ein ähnliches Verfahren beschrieben, bei dem jedoch anstelle der Regelung der Schlupfdrehzahl eine Begrenzung für die Verringerung der Drehzahl eines Motors vorgesehen ist.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangsystems anzugeben, bei dem bei einem Übergang zu einem Ereignis mit negativem Drehmoment und bei dessen Beendigung eine zu starke Änderung einer Schlupfdrehzahl einer Drehmomentwandlerkupplung vermieden wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß anderen Merkmalen wird ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangsystems geschaffen. Das Verfahren umfasst, dass ein Negativdrehmoment-Übergangssignal basierend auf einem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment eines Motors mittels eines Motorsteuermoduls erzeugt wird. Das Negativdrehmoment-Übergangssignal wird von dem Motorsteuermodul mittels eines Getriebesteuermoduls empfangen. Eine Schlupfdrehzahl einer Drehmomentwandlerkupplung wird zur Vorbereitung für das bevorstehende Ereignis mit negativem Drehmoment erhöht. Die Erhöhung in dem Schlupf umfasst, dass ein Druck in der Drehmomentwandlerkupplung vor dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment eingestellt wird. Die Schlupfdrehzahl wird in der Drehmomentwandlerkupplung basierend auf einer Beendigung eines Übergangs zu dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment oder von dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment verringert.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachstehend vorgesehenen ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden. Es versteht sich, dass die ausführliche Beschreibung und die speziellen Beispiele nur zu Darstellungszwecken gedacht sind und den Umfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:

1 ein Funktionsblockdiagramm eines Antriebsstrangsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines Steuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
3A und 3B Funktionsblockdiagramme von Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltsystemen gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung sind;
4 ein Verfahren zum Schaffen einer Relaxation der Steifigkeit eines Endantriebs während einer DFCO und gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
5 ein Signalflussdiagramm ist, das eine Implementierung der vorliegenden Offenbarung darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen einzuschränken. Zu Zwecken der Klarheit werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet, sollte die Formulierung A, B und/oder C derart ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oders bedeutet. Es versteht sich, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Wie hierin verwendet, kann sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC); einen elektronischen Schaltkreis; einen Schaltkreis der Schaltungslogik; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code ausführt; andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder auf eine Kombination einiger oder aller von den vorstehenden Gegenständen, wie beispielsweise bei einem Ein-Chip-System, beziehen, ein Teil von diesen sein oder diese umfassen. Der Ausdruck Modul kann einen Speicher umfassen (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code speichert, der durch den Prozessor ausgeführt wird.
Der Ausdruck Code, wie er vorstehend verwendet wird, kann eine Software, eine Firmware und/oder einen Mikrocode umfassen, und er kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Ausdruck gemeinsam genutzt, wie er vorstehend verwendet wird, bedeutet, dass ein Teil des Codes oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzelnen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann ein Teil des Codes oder der gesamte Code mehrerer Module durch einen einzelnen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Ausdruck Gruppe, wie er vorstehend verwendet wird, bedeutet, dass ein Teil des Codes oder der gesamte Code eines einzelnen Moduls unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren oder einer Gruppe von Ausführungsmaschinen ausgeführt werden kann. Beispielsweise können mehrere Kerne und/oder Zweige eines Prozessors als eine Ausführungsmaschine bezeichnet werden. Bei verschiedenen Implementierungen können die Ausführungsmaschinen über einen Prozessor, über mehrere Prozessoren und über Prozessoren an mehreren Orten gruppiert werden, beispielsweise als mehrere Server in einer parallelen Verarbeitungsanordnung. Zusätzlich kann ein Teil des Codes oder der gesamte Code eines einzelnen Moduls unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme umfassen durch einen Prozessor ausführbare Anweisungen, die auf einem nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten umfassen. Nicht einschränkende Beispiele des nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Mediums sind ein nicht flüchtiger Speicher, ein magnetischer Speicher und ein optischer Speicher.
Ein Antriebsstrang kann einen Verbrennungsmotor (ICE), eine Drehmomentwandlerkupplung (TCC) und ein Getriebe aufweisen. Während eines Ereignisses mit negativem Drehmoment des ICE, beispielsweise dann, wenn eine Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltung (DFCO) aktiviert ist, kann die TCC verriegelt sein, und/oder es kann der Schlupf der TCC gesteuert werden. Ein Ereignis mit negativem Drehmoment kann sich darauf beziehen, dass ein ICE ein negatives Drehmoment erzeugt, das eine Bremskraft an einen Antriebsstrang liefert. Eine TCC kann beispielsweise verriegelt sein, wenn die TCC keinen Schlupf oder ein minimales Niveau eines Schlupfs erfährt. Eine TCC kann beispielsweise verriegelt sein, wenn eine Eingangs- und eine Ausgangsdrehzahl der TCC gleich sind, eine Schaufelraddrehzahl der TCC gleich einer Turbinendrehzahl ist und/oder eine Kurbelwellendrehzahl des ICE gleich einer Turbinendrehzahl der TCC ist. Die TCC kann verriegelt sein, und/oder es kann der Betrag des Schlupfs der TCC gesteuert werden, um ein Abwürgen des Motors zu verhindern. Ein Abwürgen des Motors kann sich beispielsweise darauf beziehen, dass die Drehzahl des ICE abrupt auf Null verringert wird.
Ein Antriebsstrang-Steuersystem eines Fahrzeugs kann ein Motorsteuermodul (ECM) und ein Getriebesteuermodul umfassen. Das ECM steuert den Betrieb eines ICE, während das TCM den Betrieb eines Getriebesystems steuert, das eine TCC umfassen kann. Ein Übergang zu einem Ereignis mit negativem Drehmoment (z.B. zu einem DFCO-Ereignis) wird schnell ausgeführt (z.B. in weniger als 1 Sekunde), um die Zeit zu minimieren, für die sich der Motor in einem unausgeglichenen Zustand befindet (mit einer Zündung bei einem Teil der Zylinder), und um die Emissionen zu minimieren. Der Übergang kann von einem Zustand mit aktivem Kraftstoff zu einem Zustand mit inaktivem Kraftstoff erfolgen. Während eines Ereignisses mit negativem Drehmoment und während der Bewegung des Fahrzeugs wird ein Abwürgen des ICE verhindert, und/oder es wird die Drehzahl des ICE oberhalb einer vorbestimmten Drehzahl gehalten (z.B. oberhalb von 500 - 700 Umdrehungen pro Minute (RPM)).
Die Drehzahl des ICE wird oberhalb der vorbestimmten Drehzahl gehalten, indem die TCC in einem verriegelten Zustand gehalten wird und/oder indem eine Schlupfdrehzahl der TCC bei weniger als einer vorbestimmten Drehzahl gehalten wird (z.B. bei weniger als 50 RPM). Die Schlupfdrehzahl kann sich auf eine Differenz zwischen der Eingangs- und der Ausgangsdrehzahl der TCC beziehen. Dies ermöglicht, dass die DFCO deaktiviert wird und dass der ICE schnell ein positives Ausgangsdrehmoment erzeugt, wenn eine Zunahme des Ausgangsdrehmoments angefordert wird (z.B. wenn ein „Antipp“-Ereignis auftritt). Ein „Antipp“-Ereignis bezieht sich auf eine Zunahme des Drehmoments, die aufgrund einer Betätigung einer Beschleunigungseinrichtung angefordert wird (z.B. durch ein Niederdrücken eines Gaspedals). Wenn der Motor nicht oberhalb einer vorbestimmten Drehzahl gehalten werden würde, könnte es erforderlich sein, den Motor von einem Stopp (aus einem deaktivierten Zustand) zu starten, was zusätzliche Zeit erfordern würde, um auf ein „Antipp“-Ereignis des Fahrers anzusprechen.
Dem TCM steht möglicherweise keine Information darüber zur Verfügung, wann ein Ereignis mit negativem Drehmoment auftreten soll. Das TCM kann basierend auf einer Ausgangsdrehzahl oder einer Drehmomentschätzung des ICE durch das ECM versuchen zu schätzen, wann ein Ereignis mit negativem Drehmoment auftreten soll. Vor dem Ereignis mit negativem Drehmoment kann das ECM schätzen, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors 0 Newtonmeter (Nm) beträgt, was dazu führt, dass das TCM geringe TCC-Drücke zeitlich plant. Aufgrund des schnellen Übergangs zu einem Ereignis mit negativem Drehmoment, der Schätzungen, die durch das TCM ausgeführt werden, und der geringen anfänglichen TCC-Drücke kann das TCM nicht schnell genug reagieren, um ein „Entgleit“-Ereignis zu verhindern. Ein Entgleitereignis tritt auf, wenn die Drücke in der TCC nicht hoch genug sind, um einen großen und schnellen Übergang in dem Drehmoment des ICE zu behandeln (z.B. einen Übergang von 0 Nm zu einem negativen Niveau, das dem Ereignis mit negativem Drehmoment zugeordnet ist). Aus diesen Gründen erfährt die TCC mehr als einen vorbestimmten Betrag des Schlupfs, was ermöglicht, dass die Drehzahl des ICE auf weniger als eine Turbinendrehzahl und/oder eine vorbestimmte minimale Drehzahl abnimmt (absinkt). Infolgedessen kann die TCC ein Ereignis mit negativem Drehmoment nicht voraussagen und/oder detektieren und den Fluiddruck in der TCC nicht schnell genug rampenartig erhöhen, um ein Entgleitereignis zu verhindern. Wenn der Fluiddruck in der TCC zunimmt, nimmt der Betrag des Schlupfs ab. Die Zeit für den rampenartigen Anstieg der TCC-Fluiddrücke kann ungefähr 200 Millisekunden (ms) betragen. Aus den vorstehenden Gründen kann die Steuerung des Schlupfs in einer TCC während eines Ereignisses mit negativem Drehmoment vorübergehend verloren gehen.
Um ein Entgleitereignis zu verhindern, kann ein ECM allmählich in einen Zustand mit aktivierter DFCO übergehen und/oder den Übergang verzögern, um genügend Zeit für ein TCM bereitzustellen, um die Drücke in einer TCC entsprechend anzupassen. Dies kann umfassen, dass das ECM das Motorausgangsdrehmoment von ungefähr 0 Nm rampenartig auf ein negatives Drehmomentniveau verändert. Die rampenartige Veränderung des Motorausgangsdrehmoments ermöglicht, dass das TCM die Änderung in dem Ausgangsdrehmoment detektiert und die Drücke in der TCC erhöht, um die Drehzahl des ICE aufrecht zu erhalten. Obgleich dies ein Abwürgen des ICE verhindern kann, wird die Kraftstoffwirtschaftlichkeit negativ beeinflusst. Als eine Alternative kann ein verriegelter Drehmomentwandler verwendet werden, dies verschlechtert jedoch die Fahrbarkeit, da ein Bediener des Fahrzeugs einen Übergang in ein DFCO-Ereignis wahrnehmen und/oder fühlen kann.
Zusätzlich kann dann, wenn von einem Ereignis mit negativem Drehmoment zu einem Ereignis mit positivem Drehmoment übergegangen wird (z.B. wenn ein DFCO-Ereignis beendet wird), ein TCC-Crash auftreten (d.h. ein Blockieren der TCC). Bevor das Ereignis mit negativem Drehmoment beendet wird, kann ein TCM genügend Kupplungsdruck in der TCC zeitlich geplant haben, um das negative Drehmoment des ICE für das Ereignis mit negativem Drehmoment zu unterstützen und ein Entgleitereignis zu verhindern. Anschließend deaktiviert der ICE die DFCO und aktiviert die Verbrennung (den Kraftstoff und den Zündfunken) des ICE, um das Ereignis mit negativem Drehmoment zu beenden. Das Drehmoment des Motors nimmt schnell von einem großen negativen Drehmoment auf einen Wert zu, der weniger negativ ist und nahe bei 0 Nm liegen kann.
Dies führt zu einem Crash der TCC, da zu viel Druck in der TCC für das erhöhte Drehmomentniveau vorhanden ist (oder für die Verringerung in dem Betrag des negativen Motorausgangsdrehmoments). Der Crash kann durch den Bediener des Fahrzeugs wahrgenommen werden, da der Endantrieb nun bis zu dem Motor blockiert ist und die Dämpfungswirkung des Drehmomentwandlers verloren gegangen ist.
Das Aktivieren und Deaktivieren anderer Betriebsweisen mit negativem Drehmoment kann ebenso zu Entgleit- und Crashereignissen führen. Beispielsweise kann während eines DFCO-Ereignisses eine Klimaanlage (oder eine andere Einrichtung oder ein anderes Nebenaggregat, die eine Last einführen) aktiviert und deaktiviert werden. Die zusätzliche Last kann an dem ICE eingeführt werden, wenn eine Klimaanlagenkupplung eingerückt wird. Diese Zunahme in der Last kann kompensiert werden, wenn die DFCO deaktiviert wird (wenn der Kraftstoff aktiviert wird), indem eine Drehmomentreserve vorbereitet wird (d.h. eine erhöhte Luftströmung mit einem nach spät verstellten Zündfunken). Die Drehmomentreserve wird vorbereitet, bevor die Klimaanlagenkupplung eingerückt wird. Bei einem Benzinmotor mit Funkenzündung wird der Zündfunken basierend auf einem Drehmomentbefehl nach früh verstellt, wenn die Klimaanlagenkupplung einrückt, um die Drehmomentausgabe aufgrund des Einrückens zu erhöhen und um die erhöhte Last an dem Motor zu kompensieren. Diese Drehmomentreserve kann nicht bereitgestellt werden, wenn die DFCO aktiviert ist. Aus diesem Grund kann der ICE die Veränderung der Nebenaggregatslast nicht kompensieren, wenn die DFCO aktiviert ist. Infolgedessen kann ein Entgleitereignis auftreten, und die Drehzahl des ICE kann abnehmen, wenn die Klimaanlagenkupplung (oder eine andere Einrichtung oder ein anderes Nebenaggregat, die eine Last einführen) während eines DFCO-Ereignisses eingerückt wird.
Ein Kompressor mit fester Verdrängung und zyklisch arbeitender Kupplung (FDCC-Kompressor) ist im Allgemeinen weniger teuer als ein Kompressor mit variabler Verdrängung. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Entgleitereignis während eines DFCO-Ereignissses auftritt, ist jedoch erhöht, wenn ein FDCC-Kompressor verwendet wird. Anders als ein Kompressor mit variabler Verdrängung, der die Last an dem ICE allmählich erhöht, bewirkt ein FDCC-Kompressor einen Sprung in dem Betrag der Last an dem ICE, der nicht rampenartig erreicht werden kann. Der Kompressor mit fester Verdrängung weist eine feste Verdrängung mit einer entsprechenden Drehmomentlast auf, die schlagartig erhöht wird, wenn der Druck an der Auslassöffnung (der Hochdruckseite der Pumpe) zunimmt. Der Druck in dem FDCC-Kompressor nimmt zu, während dieser aktiviert wird. Der FDCC-Kompressor wird deaktiviert, wenn der Druck bis zu einem ersten Schwellenwert zunimmt. Der FDCC-Kompressor wird erneut aktiviert, wenn der Druck bis zu einem zweiten Schwellenwert abnimmt. Folglich arbeitet der FDCC-Kompressor zyklisch zwischen einem Ein- und einem Aus-Zustand, indem die Klimaanlagenkupplung eingerückt und ausgerückt wird.
Infolgedessen führt ein FDCC-Kompressor während der Ein-Zustände iterativ eine Stufe in dem Betrag der Drehmomentlast aufgrund des Nebenaggregatantriebs an den Motor ein, und er ist weniger effizient als ein Kompressor mit variabler Verdrängung. Ein Entgleitereignis kann während jedes der Ein-Zustände auftreten. Je mehr Entgleitereignisse während der DFCO erfahren werden, umso mehr wird die Fahrbarkeit verschlechtert.
Die vorstehend festgestellten Probleme bewirken inkonsistente Übergänge zu dem Ereignis mit negativem Drehmoment und können die Kraftstoffwirtschaftlichkeit negativ beeinflussen, da die DFCO aufgrund der geringen Motordrehzahl vorzeitig beendet werden kann. Die vorstehend festgestellten Probleme werden durch die nachstehend diskutierten Implementierungen gelöst. Die Implementierungen helfen dabei, das Achsendrehmoment von Sprüngen oder plötzlichen Beschleunigungen zu isolieren, die während Übergängen zu einem Ereignis mit negativem Drehmoment erfahren werden.
Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines Antriebsstrangsystems 10 dargestellt. Das Antriebsstrangsystem 10 umfasst ein Motorsystem 12 und eine Getriebesystem 14 mit einer Drehmomentwandlerkupplung 15. Das Motorsystem 12 umfasst ein Motorsteuermodul (ECM) 16 mit einem Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20. Das Getriebesystem 14 weist ein Getriebesteuermodul (TCM) 22 mit einem Schlupfsteuermodul 24 auf. Das Getriebesystem 14 kann beispielsweise ein Automatikgetriebe, ein halbautomatisches Getriebe, ein Doppelkupplungsgetriebe usw. (nachstehend Getriebe 17) umfassen. Das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 und das Schlupfsteuermodul 24 stehen miteinander in Verbindung und werden betrieben, um Entgleitereignisse und Crashereignisse zu verhindern. Die Entgleitereignisse können beispielsweise verhindert werden, wenn zu einem Ereignis mit negativem Drehmoment übergegangen wird. Die Crash-Ereignisse können beispielsweise verhindert werden, wenn ein Ereignis mit negativem Drehmoment beendet wird. Die Übergänge werden ausgeführt, während plötzliche Sprünge oder plötzlich erzeugte Beschleunigungen minimiert oder gedämpft werden. Der Betrieb des Kraftstoffabschaltungs-Steuermoduls 20 und des Schlupfsteuermoduls 24 wird nachstehend unter Bezugnahme auf 3A - 5 weiter beschrieben.
Das Antriebsstrangsystem 10 umfasst einen Motor 102, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch 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. Das ECM 16 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 116, das die Öffnung des Drosselventils 112 regelt, um die Menge der Luft zu steuern, die in den Einlasskrümmer 110 eingelassen wird. Ein Bremskraftverstärker 106 zieht ein Vakuum aus dem Einlasskrümmer 110, wenn der Druck in dem Einlasskrümmer 110 kleiner als ein Druck in dem Bremskraftverstärker 106 ist (d.h. ein größeres Vakuum vorhanden ist). Der Bremskraftverstärker 106 unterstützt einen Fahrer des Fahrzeugs bei der Betätigung der Bremsen des Fahrzeugs.
Luft aus dem Einlasskrümmer 110 wird in Zylinder (von denen einer gezeigt ist) des Motors 102 eingelassen. Das ECM 16 kann ein Zylinder-Aktuatormodul 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.
Während des Einlasstakts wird Luft aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 eingelassen. Das ECM 16 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 16 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 spezifiziert, wie weit vor oder nach dem TDC der Zündfunken erzeugt 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.
Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs den Kolben abwärts, wodurch die Kurbelwelle angetrieben wird. Während des Auslasstakts beginnt der Kolben, sich wieder von einem unteren Totpunkt (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 nimmt das Abgas auf, das durch den Motor 102 abgegeben wird, und reagiert mit verschiedenen Bestandteilen 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. Das Zylinder-Aktuatormodul 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 Zeiten, zu denen die Einlass- und Auslassventile 122, 130 geöffnet werden, können durch einen Einlass- und einen Auslass-Nockenphasensteller 148, 150 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Ein Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann den Einlass- und den Auslass-Nockenphasensteller 148, 150 basierend auf Signalen von dem ECM 16 steuern.
Das Antriebsstrangsystem 10 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 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 16 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.
Das Antriebsstrangsystem 10 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 Antriebsstrangsystem 10 kann die Drehzahl der Kurbelwelle (d.h. die Motordrehzahl) unter Verwendung eines RPM-Sensors 178 in Umdrehungen pro Minute (RPM) 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. 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 Drossel-Aktuatormodul 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 16 kann Signale von einem oder mehreren Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Antriebsstrangsystem 10 zu treffen.
Das ECM 16 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 16 das Motordrehmoment während eines Gangwechsels verringern. Das ECM 16 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 in Verbindung stehen, um den Betrieb (d.h. die Erzeugung einer Drehmomentausgabe) 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 Antriebsstrangsystem 10 kann auch einen oder mehrere zusätzliche Elektromotoren aufweisen. Bei verschiedenen Implementierungen können verschiedene Funktionen des ECM 16, 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 Drossel-Aktuatormodul 116 als ein Motoraktuator bezeichnet werden, und die Drosselöffnungsfläche kann als der zugeordnete Aktuatorwert bezeichnet werden. In dem Beispiel von 1 erreicht das Drossel-Aktuatormodul 116 die Drosselöffnungsfläche, indem ein Winkel des Blatts des Drosselventils 112 angepasst wird.
Auf ähnliche Weise kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 als ein Motoraktuator bezeichnet werden, während der zugeordnete Aktuatorwert der Betrag der Zündfunkenvorverstellung relativ zu dem Zylinder-TDC ist. Andere Aktuatoren können das Zylinder-Aktuatormodul 120, das Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das Phasensteller-Aktuatormodul 158, das Ladedruck-Aktuatormodul 164 und das AGR-Aktuatormodul 172 umfassen. Für diese Motoraktuatoren 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 16 kann die Aktuatorwerte steuern, um zu bewirken, dass der Motor 102 ein Soll-Motorausgangsdrehmoment erzeugt.
Das Antriebsstrangsystem 10 kann ferner eine oder mehrere Einrichtungen und/oder Nebenaggregate 199 umfassen, die mit dem Motor 102 in Eingriff gelangen und/oder eine Last an diesem vorsehen. Die Einrichtungen und/oder Nebenaggregate können ein Klimaanlagensystem, einen Klimaanlagenkompressor und/oder eine Klimaanlagenkupplung, eine Lichtmaschine, einen Generator, in Kühlungsgebläse usw. umfassen. Das ECM 16 kann den Betrieb der Einrichtung und/oder Nebenaggregate 199 steuern und dem Schlupfsteuermodul 24 zu signalisieren, wann eine oder mehrere dieser Einrichtungen und/oder ein oder mehrere dieser Nebenaggregate 199 eingerückt, ausgerückt, aktiviert und deaktiviert werden. Das Schlupfsteuermodul 24 kann anschließend die Drücke in der TCC 15 einstellen, um das Überleiten zwischen den eingerückten und ausgerückten Zuständen und zwischen den aktivierten und deaktivierten Zuständen der Einrichtungen und/oder Nebenaggregate 199 zu dämpfen.
Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems 200 dargestellt. Eine Implementierung des ECM 16 umfasst ein Fahrerdrehmomentmodul 202, das eine Fahrerdrehmomentanforderung basierend auf einer Fahrereingabe bzw. Fahrereingaben von dem Fahrereingabemodul 104 ermittelt. Die Fahrereingabe kann auf einer Position eines Gaspedals und/oder auf einer Eingabe an einen Tempomat basieren.
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).
Die Achsendrehmomentanforderungen können eine Drehmomentverringerung umfassen, die von einem Traktionssteuersystem angefordert wird, wenn ein positiver Radschlupf detektiert wird. Ein positiver Radschlupf tritt auf, wenn das Achsendrehmoment die Reibung zwischen den Rädern und der Straßenoberfläche überwindet und die Räder beginnen, gegenüber der Straßenoberfläche in einer Vorwärtsrichtung zu rutschen. Die Achsendrehmomentanforderungen können auch eine Anforderung einer Drehmomentzunahme umfassen, die einem negativen Radschlupf entgegenwirkt, bei dem ein Reifen des Fahrzeugs bezogen auf die Straßenoberfläche in einer umgekehrten Richtung rutscht, da das Achsendrehmoment negativ ist.
Die Achsendrehmomentanforderungen können auch Bremsmanagementanforderungen und Drehmomentanforderungen aufgrund überhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen. Bremsmanagementanforderungen können das Motorausgangsdrehmoment verringern, um sicherzustellen, dass das Motorausgangsdrehmoment nicht die Fähigkeit der Bremsen übersteigt, das Fahrzeug zu halten, wenn das Fahrzeug gestoppt wird. Die Drehmomentanforderungen aufgrund überhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit können das Motorausgangsdrehmoment verringern, um zu verhindern, dass das Fahrzeug eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet. Die Achsendrehmomentanforderungen können auch von Fahrzeugstabilitätskontrollsystemen erzeugt werden.
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 204 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 16 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 16 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 vereisten Oberfläche einen positiven Radschlupf verursacht. In einem solchen Fall kann ein Traktionssteuersystem (nicht gezeigt) eine Verringerung mittels der Momentandrehmomentanforderung anfordern, und das ECM 16 verringert das Drehmoment, das durch den Motor 102 erzeugt wird, auf die Momentandrehmomentanforderung. Das ECM 16 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 Motor102 mit einer minimalen Verzögerung zu erzeugen 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.
Bei verschiedenen Implementierungen können die schnellen Motoraktuatoren das Motorausgangsdrehmoment in einem Bereich variieren, wobei der Bereich durch die langsamen Motoraktuatoren festgelegt wird. Bei solchen Implementierungen ist die obere Grenze des Bereichs die vorausgesagte Drehmomentanforderung, während die untere Grenze des Bereichs durch die Drehmomentkapazität der schnellen Motoraktuatoren begrenzt ist.
Allgemein ausgedrückt können die schnellen Motoraktuatoren das Motorausgangsdrehmoment schneller verändern, als dies die langsamen Motoraktuatoren können. Die langsamen Motoraktuatoren können langsamer als die schnellen Motoraktuatoren auf Änderungen ihrer jeweiligen Aktuatorwerte ansprechen. Ein langsamer Motoraktuator kann beispielsweise mechanische Komponenten umfassen, die Zeit erfordern, um sich in Ansprechen auf eine Änderung des zugeordneten Aktuatorwerts von einer Position in eine andere zu bewegen.
Ein langsamer Motoraktuator kann auch durch die Zeitspanne charakterisiert werden, die er benötigt, um damit zu beginnen, das Motorausgangsdrehmoment zu verändern, sobald der langsame Motoraktuator den veränderten Aktuatorwert zu implementieren beginnt. Allgemein wird diese Zeitspanne für langsame Motoraktuatoren länger als für schnelle Motoraktuatoren sein. Sogar nachdem sich das Motorausgangsdrehmoment zu verändern beginnt, kann das Motorausgangsdrehmoment zusätzlich länger benötigen, um ein Motorausgangsdrehmoment zu erreichen, das infolge des veränderten Aktuatorwerts erwartet wird.
Lediglich beispielhaft kann das ECM 16 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 16 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 16 entscheidet, das Motorausgangsdrehmoment von der Momentandrehmomentanforderung zu der vorausgesagten Drehmomentanforderung überzuleiten, ändert das ECM 16 die Aktuatorwerte, die einem oder mehreren schnellen Motoraktuatoren zugeordnet sind, auf Werte, die der vorausgesagten Drehmomentanforderung entsprechen. Da die Aktuatorwerte, die den langsamen Motoraktuatoren 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.
Die resultierende Drehmomentreserve kann verwendet werden, um plötzliche Zunahmen in dem erforderlichen Motorausgangsdrehmoment auszugleichen. Lediglich beispielhaft können plötzliche Lasten einer Klimaanlage oder einer Servolenkungspumpe ausgeglichen werden, indem die Momentandrehmomentanforderung erhöht wird. Wenn die Zunahme der Momentandrehmomentanforderung kleiner als die Drehmomentreserve ist, kann die Zunahme schnell erzeugt werden, indem die schnellen Motoraktuatoren verwendet werden. Die vorausgesagte Drehmomentanforderung kann anschließend ebenso erhöht werden, um die vorhergehende Drehmomentreserve wieder herzustellen.
Als ein anderes Beispiel kann eine Drehmomentreserve verwendet werden, um Schwankungen in den langsamen Aktuatorwerten zu verringern. Aufgrund ihrer relativ langsamen Geschwindigkeit kann ein Variieren von langsamen Aktuatorwerten eine Steuerinstabilität erzeugen. Zusätzlich können die langsamen Motoraktuatoren mechanische Teile aufweisen, die mehr Leistung benötigen und/oder schneller abgenutzt werden können, wenn sie häufig bewegt werden.
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 Anwendung 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. Lediglich beispielhaft kann eine Tabelle von Zündfunkenzeitpunkten, die verschiedenen Motorbetriebsbedingungen entsprechen, während einer Kalibrierungsphase der Fahrzeugausgestaltung ermittelt werden, und der kalibrierte Wert wird basierend auf den gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen aus der Tabelle ausgewählt.
Im Gegensatz dazu benötigen Änderungen in der Drosselöffnungsfläche länger, um das Motorausgangsdrehmoment zu beeinflussen. Das Drossel-Aktuatormodul 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.
Wenn ein zusätzliches Drehmoment erforderlich ist, beispielsweise wenn der Klimaanlagenkompressor aktiviert wird oder wenn eine Traktionssteuerung ermittelt, dass ein Radschlupf aufgehört hat, kann der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung eingestellt werden. Mit dem nächsten Zündungsereignis kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 den Zündfunkenzeitpunkt auf einen kalibrierten Wert zurücksetzen, der dem Motor 102 ermöglicht, das maximale Motorausgangsdrehmoment zu erzeugen. Das Motorausgangsdrehmoment kann daher schnell auf die vorausgesagte Drehmomentanforderung erhöht werden, ohne dass Verzögerungen aufgrund des Änderns der Drosselöffnungsfläche erfahren werden.
Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 kann die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung an ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 ausgeben. In Abhängigkeit von dem Typ eines Hybridfahrzeugs kann das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung an das Hybridsteuermodul 196 ausgeben.
Die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung, 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 basierend auf der Vermittlung 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 Drehmomentanforderungen erzeugt werden, indem eine der empfangenen Anforderungen basierend auf einer oder mehreren anderen der empfangenen Anforderungen modifiziert wird.
Andere Antriebsdrehmomentanforderungen können Drehmomentverringerungen zum Schutz vor überhöhter Motordrehzahl, Drehmomentzunahmen zum Verhindern eines Abwürgens und Drehmomentverringerungen umfassen, die von dem Getriebesteuermodul 194 angefordert werden, um Gangwechsel aufzunehmen. Die anderen Antriebsdrehmomentanforderungen können auch eine Motorabschaltanforderung umfassen, die ausgelöst werden kann, wenn ein kritischer Fehler detektiert wird. Lediglich beispielhaft können kritische Fehler die Detektion eines Fahrzeugdiebstahls, einen blockiertem Anlasser, Probleme mit der elektronischen Drosselsteuerung und unerwartete Drehmomentzunahmen umfassen. 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 Motoraktuator verwenden. Der Zündfunkenzeitpunkt kann jedoch keinen so großen Bereich für die Drehmomentsteuerung liefern. Zusätzlich kann der Betrag der Drehmomentsteuerung variieren, der mit Änderungen des Zündfunkens möglich ist (als Zündfunkenreservekapazität 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 Aktuatormodul 224 kann eine oder mehrere dieser Anforderungen basierend auf dem Anforderer erzeugen. Als ein Beispiel kann das Betätigungsmodul 224 eine dieser Drehmomentanforderungen basierend auf dem Anforderer erzeugen, wenn das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 eine Momentandrehmomentanforderung zum Deaktivieren der Kraftstoffzufuhr für den Motor 102 erzeugt. Das Kraftabschaltungs-Steuermodul 20 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 Zylinder-Aktuatormodul 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 Zylinder-Aktuatormodul 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 Zylinder-Aktuatormodul 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 Zylinder-Aktuatormodul 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 für den Motor 102 deaktiviert.
Ein Drehmomentschätzmodul 244 kann die Drehmomentausgabe 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. $T = f (APC, S, I, E, AF,OT,#)$
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 Motor-Luftströmungsparametersteuerung basierend auf gegenwärtigen Motorluftströmungsbedingungen ermöglicht wird. Die verwendeten 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 102 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 Drossel-Aktuatormodul 116 ausgeben. Das Drossel-Aktuatormodul 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 248 kann 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 Drossel-Aktuatormodul 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 basierend auf verschiedenen Motorbetriebsbedingungen variieren. 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 der Beziehung ermittelt werden: $S_{des} = f^{- 1} (T_{des}, APC,I,E,AF,OT,#) .$
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.
Wenn die Zündfunkenvorverstellung auf die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung eingestellt wird, kann das resultierende Drehmoment so nahe wie möglich bei einem mittleren Bestdrehmoment (MBT) liegen. Das MBT bezieht sich auf das maximale Motorausgangsdrehmoment, das für gegebene Luftströmungsbedingungen erreichbar ist, wenn die Zündfunkenvorverstellung erhöht wird, während Kraftstoff mit einer Oktanzahl größer als eine vorbestimmte Oktanzahl und eine stöchiometrische Kraftstoffzufuhr verwendet werden. Die Zündfunkenvorverstellung, bei der das MBT auftritt, wird als ein MBT-Zündfunkenzeitpunkt bezeichnet. Die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung kann sich von dem MBT-Zündfunkenzeitpunkt beispielsweise aufgrund der Kraftstoffqualität (wenn beispielsweise Kraftstoff mit geringerer Oktanzahl verwendet wird) und aufgrund von Umweltfaktoren leicht unterscheiden. Das Motorausgangsdrehmoment, das unter Verwendung der kalibrierten Zündfunkenvorverstellung erzeugt wird, kann daher kleiner als das MBT sein.
Das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 erzeugt selektiv Antriebsdrehmomentanforderungen für Kraftstoffabschaltungsereignisse (FCO-Ereignisse). Lediglich beispielhaft kann das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 Antriebsdrehmomentanforderungen erzeugen, um die Durchführung von Kupplungs-Kraftstoffabschaltungsereignissen (CFCO-Ereignissen) und Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltungsereignissen (DFCO-Ereignissen) auszulösen und zu steuern. Das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 kann auch Antriebsdrehmomentanforderungen für andere Typen von FCO-Ereignissen erzeugen.
Das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 kann eine vorausgesagte FCO-Drehmomentanforderung und eine FCO-Momentandrehmomentanforderung erzeugen. Wenn diese empfangen werden, kann das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 die FCO-Drehmomentanforderungen von dem Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 derart auswählen, dass diese die Vermittlung gewinnen. Auf diese Weise werden die Motoraktuatoren während der FCO-Ereignisse basierend auf den FCO-Drehmomentanforderungen gesteuert.
Bei einigen Hybridfahrzeugen kann das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 eine Hybrid-Momentandrehmomentanforderung von dem Hybridsteuermodul 196 empfangen. Das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 kann die FCO-Momentandrehmomentanforderung basierend auf der Hybrid-Momentandrehmomentanforderung erzeugen. Bei andern 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 Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 und die Hybrid-Momentandrehmomentanforderung von dem Hybridsteuermodul 196 derart auswählen, dass diese 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 Ausschaltdrehmomentkapazität und eine minimale Ausschaltdrehmomentkapazität ermitteln. Das Motorkapazitätenmodul 274 kann auch eine oder mehrere andere Motordrehmomentkapazitäten ermitteln.
Die maximale Ausschaltdrehmomentkapazität kann einem maximalen Motorausgangsdrehmoment entsprechen, das erreichbar ist, wenn die Kraftstoffzufuhr deaktiviert ist und wenn die Motorluftströmungsaktuatoren eingestellt sind, um die Pumpverluste während der DFCO zu minimieren. Mit anderen Worten kann das Steuern der Motorluftströmungsaktuatoren basierend auf der maximalen Ausschaltdrehmomentkapazität eine maximale Verringerung der Pumpverluste während der DFCO erreichen.
Die minimale Ausschaltdrehmomentkapazität kann einem minimalen Motorausgangsdrehmoment entsprechen, das erreichbar ist, wenn die Kraftstoffzufuhr deaktiviert ist und die Motoraktuatoren eingestellt werden, um die Pumpverluste während der DFCO zu maximieren. Mit anderen Worten kann das Steuern der Motorluftströmungsaktuatoren basierend auf der minimalen Ausschaltdrehmomentkapazität keine Verringerung in den Pumpverlusten liefern, die während der DFCO erfahren werden. Bei einigen Implementierungen können die minimale Ausschaltdrehmomentkapazität und die maximale Ausschaltdrehmomentkapazität an das Hybridsteuermodul 196 geliefert werden.
Das Motorkapazitätenmodul 274 kann die maximale Ausschaltdrehmomentkapazität und die minimale Ausschaltdrehmomentkapazität basierend auf der RPM, der Reibung und basierend auf Nebenaggregatslasten ermitteln, die ein Bremsdrehmoment (d.h. ein negatives Drehmoment) auf dem Motor 102 ausüben. Die Reibung kann basierend auf der Öltemperatur ermittelt werden. Die Nebenaggregatslasten können beispielsweise durch die Servolenkungspumpe, den Klimaanlagenkompressor (A/C-Kompressor) und/oder durch andere geeignete Lasten ausgeübt werden.
Die minimale Ausschaltdrehmomentkapazität kann ferner basierend auf einer minimalen APC für die Verbrennung ermittelt werden, und die maximale Ausschaltdrehmomentkapazität kann ferner basierend auf einem Soll-MAP und einer Soll-APC ermittelt werden. Das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 kann den Soll-MAP und/oder die Soll-APC während der DFCO liefern. Das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 kann den Soll-MAP und die Soll-APC ermitteln, um eine Pumpverlustverringerung während der DFCO zu erreichen. Mit anderen Worten kann die Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 den Soll-MAP und die Soll-APC ermitteln, um eine DFCO-Pumpverlustverringerung (DPLR) zu erreichen.
Das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 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 zeitlichen Verlauf der Einlass- und Auslassventile 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 sind. Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerwinkel zum Minimieren der Überlappung der Ventilöffnung und dadurch zum Minimieren der Pumpverluste können vorbestimmt sein, und sie können basierend auf den Betriebsbedingungen ausgewählt werden. Wenn das DPLR-Signal nicht empfangen wird, kann das Phasensteller-Zeitplanungsmodul 252 den zeitlichen Verlauf der Einlass- und Auslassventile 122 und 130 basierend auf der Luftdrehmomentanforderung einstellen. Lediglich beispielhaft kann das Phasenstellerzeitplanungsmodul während der DFCO die Überlappung der Ventilöffnung beseitigen, wenn das DPLR-Signal nicht empfangen wird.
Nun auf 3A Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines DFCO-Systems 300 dargestellt. Das DFCO-System 300 kann als ein System zur Relaxation der Steifigkeit eines Endantriebs bezeichnet werden, und es kann beispielsweise in einem Nicht-Hybridfahrzeug eingebunden sein. Das DFCO-System 300 umfasst das ECM 16 und das TCM 22. Das ECM 16 kann ein Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20' mit einem DFCO-Modul 304 und einem DPLR-Steuermodul 308 umfassen. Das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20' kann das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 von 1 und 2 ersetzen.
Das DFCO-Modul 304 kann eine DFCO basierend auf verschiedenen Betriebsparametern selektiv auslösen. Das DFCO-Modul kann die DFCO beispielsweise basierend auf der Motordrehzahl und der Fahrerdrehmomentanforderung selektiv auslösen. Das DFCO-Modul 304 kann die DFCO basierend auf einem oder mehreren anderen geeigneten Parametern selektiv auslösen.
Lediglich beispielhaft kann das DFCO-Modul 304 die DFCO bei Nicht-Hybridfahrzeugen dann auslösen, wenn die Motordrehzahl größer als eine vorbestimmte Drehzahl ist und die Fahrerdrehmomentanforderung kleiner als ein vorbestimmtes Drehmoment ist. Umgekehrt ausgedrückt kann das DFCO-Modul 304 die Auslösung der DFCO verhindern, wenn die Motordrehzahl kleiner als die vorbestimmte Drehzahl ist oder wenn die Fahrerdrehmomentanforderung größer als das vorbestimmte Drehmoment ist.
Das DFCO-Modul 304 kann eine DFCO-Momentandrehmomentanforderung 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) deaktiviert wurde.
Das Drehmomentschätzmodul, das Motorkapazitätenmodul 274 und das DFCO-Modul 304 können mit dem Schlupfsteuermodul 24 des TCM 22 in Verbindung stehen. Das Drehmomentschätzmodul 244 kann Motorausgangsdrehmomentsignale ET an das Schlupfsteuermodul 24 übertragen. Das Motorkapazitätenmodul 274 kann ein Ist-Drehmomentsignal an das Schlupfsteuermodul 24 übertragen, wenn der Kraftstoff deaktiviert ist. Das DFCO-Modul 304 kann Negativdrehmoment-Übergangssignale NTT und Signale TR für den Grad des Übergangs an das Schlupfsteuermodul 24 übertragen. Die Motorausgangsdrehmomentsignale ET geben Ausgangsdrehmomentschätzungen des Motors 102 an, einschließlich einen momentanen und eines Ziel-Motorausgangsdrehmoments. Die Negativdrehmoment-Übergangssignale NTT geben bevorstehende Abnahmen und Zunahmen in dem Motorausgangsdrehmoment an. Die Zunahmen und Abnahmen in dem Motorausgangsdrehmoment können bevorstehende Übergänge zu Ereignissen mit negativem Drehmoment und von diesen umfassen, wie beispielsweise Übergänge zu einem DFCO-Ereignis und von diesem, Ereignisse mit Einrücken und Ausrücken der Klimaanlagenkupplung oder andere Ereignisse mit Motorlast oder Nebenaggregatslast. Die anderen Ereignisse mit Motorlast und/oder Nebenaggregatslast können das Einrücken oder die Aktivierung einer Lichtmaschine, eines Generators, eines Kühlungsgebläses usw. umfassen. Die anderen Ereignisse mit Motorlast und/oder Zubehörlast können auftreten, während die DFCO aktiviert ist. Die Signale TR für den Grad des Übergangs geben den Betrag der Änderung in dem Motorausgangsdrehmoment und/oder die Rate an, mit der das Motorausgangsdrehmoment des Motors während der Übergänge verändert werden soll.
Das Schlupfsteuermodul 24 stellt die Drücke in der TCC 15 (in 1 gezeigt) vor den Übergängen und während der Übergänge zu den Ereignissen mit negativem Drehmoment und von diesen ein, um die sich ändernden Drehmomentausgaben des Motors 102 zu kompensieren. Das Schlupfsteuermodul 24 stellt die Drücke in der TCC 15 basierend auf den Motorausgangsdrehmomentsignalen ET, den Negativdrehmoment-Übergangssignalen NTT und den Signalen TR für den Grad des Übergangs ein.
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 Ausschaltdrehmomentkapazität basierend auf dem Soll-DPLR-MAP ermitteln. Wenn die Kraftstoffzufuhr für den Motor 102 deaktiviert wurde, kann das DPLR-Steuermodul 308 eine vorausgesagte DPLR-Drehmomentanforderung basierend auf der Soll-DPLR-APC ermitteln.
Nun auf 3B Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines anderen DFCO-Systems 350 dargestellt. Das DFCO-System 350 kann als ein System zur Relaxation der Steifigkeit eines Endantriebs bezeichnet werden, und es kann beispielsweise in ein Hybridfahrzeug eingebunden sen. Das DFCO-System 350 umfasst ein Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20" mit einem DFCO-Modul 354 und dem DPLR-Steuermodul 308.
Das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20" kann das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 von 1 und 2 ersetzen.
Das DFCO-Modul 304 kann mit dem Schlupfsteuermodul 24 des TCM 22 in Verbindung stehen. Das DFCO-Modul 304 kann die Motorausgangsdrehmomentsignale ET, die Negativdrehmoment-Übergangssignale NTT und die Signale TR für den Grad des Übergangs an das Schlupfsteuermodul 24 übertragen. Das Schlupfsteuermodul 24 kann anschließend die Drücke in der TCC 15 vor den Übergängen und während der Übergänge einstellen, um die Änderungen in dem Motorausgangsdrehmoment zu kompensieren.
Das Hybridsteuermodul 196 kann die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderungen 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, in denen der Elektromotor 198 mechanisch mit der Kurbelwelle gekoppelt ist, beispielsweise durch einen Riemen (z.B. bei einem riemengetriebenen Lichtmaschinen-Starter), kann das Hybridsteuermodul 196 ermitteln, wie die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung unter Verwendung des Motors 102 und des Elektromotors 198 erreicht werden. Bei Hybridfahrzeugen, bei denen der Elektromotor 198 mechanisch mit dem Getriebe verbunden ist, kann das Hybridsteuermodul 196 ermitteln, wie die Kombination aus Übersetzungsverhältnis, dem Motor 102 und dem Elektromotor 198 verwendet werden soll, 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 eine modifizierte vorausgesagte Drehmomentanforderung und/oder eine 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 die DFCO ausgelöst werden soll.
Das Hybridsteuermodul 196 kann die DFCO beispielsweise auslösen, wenn 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 der 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 die 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 Kraftstoffzufuhr für den Motor 102 in einem stationären Zustand deaktiviert oder aktiviert wurde.
Lediglich beispielhaft kann das DFCO-Modul 354 filtern, puffern, formen und/oder eine andere geeignete Hysteresemodifikation anwenden. Die Modifikation der Hybrid-Momentandrehmomentanforderung kann beispielsweise ausgeführt werden, um eine Verzögerung zu beheben, die zwischen der Ermittlung der maximalen und der minimalen Ausschaltdrehmomentkapazität und der Lieferung der resultierenden Hybrid-Momentandrehmomentanforderung an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 vorhanden ist. Diese Verzögerung kann der Ermittlung der maximalen und der minimalen Ausschaltdrehmomentkapazität 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 16 während einer zweiten Steuerschleife und der Lieferung der Hybrid-Momentandrehmomentanforderung an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 während einer dritten Steuerschleife zugeschrieben werden.
Das Antriebsstrangsystem 10 von 1 und die DFCO-Systeme von 3A und 3B können unter Verwendung zahlreicher Verfahren betrieben werden, ein beispielhaftes Verfahren ist in 4 vorgesehen. In 4 ist ein Verfahren zum Schaffen einer Relaxation der Steifigkeit eines Endantriebs während einer DFCO gezeigt. Die Relaxation der Steifigkeit des Endantriebs bezieht sich auf die Einstellung der Drücke der TCC 15, um Entgleitereignisse und Crashereignisse zu verhindern. Die Relaxation der Steifigkeit des Endantriebs umfasst, dass ein Schlupf geschaffen wird, um große und schnelle Zunahmen und/oder Abnahmen in einem negativen Ausgangsdrehmoment des Motors 102 zu dämpfen (d.h. Drehmomentänderungen, die größer als eine vorbestimmter Betrag sind und innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer erfolgen). Die Drücke werden derart eingestellt, dass Sprünge und/oder plötzliche Beschleunigungen minimiert und/oder gedämpft werden, wenn zu Ereignissen mit negativem Drehmoment und von diesen übergeleitet wird.
Die Schritte des Verfahrens werden weiter durch das Signaldiagramm von 5 dargestellt. Das Signaldiagramm umfasst ein Motorausgangsdrehmomentsignal T_E (380), ein DFCO-Aktivierungssignal DFCO (382), ein Klimaanlagenkupplungs-Zustandssignal AC (384), ein TCC-Drucksignal T_CCPres (386) und ein TCC-Schlupfsignal Tccsiip (388).
Vier Motordrehmomentniveaus sind bezogen auf das Motorausgangsdrehmomentsignal T_E gezeigt. Die vier Motordrehmomentniveaus umfassen 0 Nm (390), eine Motordrehmomentausgabe bei minimaler Luft und minimalem Zündfunken T_MAMS (392), eine Motordrehmomentausgabe T_MO (394), wenn die Verbrennung des Motor 102 deaktiviert ist, und eine Motordrehmomentausgabe T_MO+AC (396), wenn die Verbrennung deaktiviert ist und die Klimaanlage aktiviert ist. Die Motordrehmomentausgabe bei minimaler Luft und minimalem Zündfunken T_MAMS (392) kann sich darauf beziehen, dass der Motor mit minimaler Luft und einem auf ein minimales Niveau (oder einen untersten Punkt) nach spät verstellten Zündfunken betrieben wird, bei denen eine korrekte Verbrennung ohne Fehlzündung des Motors aufrecht erhalten werden kann. Man beachte, dass dieser Wert des Drehmoments negativ sein kann, wie es gezeigt ist.
Ein TCC-Druckniveau 397 von 0 Pounds per Square Inch (PSI) ist gezeigt. Ein TCC-Schlupfdrehzahlniveau 398 von 0 RPM ist ebenfalls gezeigt.
Obgleich die nachfolgenden Schritte hauptsächlich unter Bezugnahme auf die Implementierungen von 1 - 3 beschrieben werden, können die Schritte leicht modifiziert werden, um für andere Implementierungen der vorliegenden Offenbarung zu gelten. Die Schritte können iterativ aufgeführt werden. Das Verfahren kann bei 400 beginnen.
Bei 402 ermitteln das ECM 16, das Kraftstoffabschaltungs-Steuermodul 20 und/oder das DFCO-Modul 304 (oder 354, nachstehend das DFCO-Modul), ob die DFCO aktiviert werden soll, wie vorstehend beschrieben ist. Der Schritt 404 wird ausgeführt, wenn die DFCO aktiviert werden soll. Der gestrichelte Block 403 gibt eine Zeitdauer an, zu der eine DFCO-Aktivierungsanforderung und eine Drehmomentverringerung aufgrund der DFCO bevorstehen.
Bei 404 schätzen das ECM 16 und/oder das DFCO-Modul eine negative Drehmomentausgabe des Motors (ein Zieldrehmoment), wenn die DFCO aktiviert wird, und sie erzeugen ein Motordrehmomentausgabesignal ET, um das geschätzte Drehmoment anzugeben (ein Signal für ein erwartetes Drehmoment). Die negative Drehmomentausgabe des Motors, wenn die DFCO aktiviert wird (und die Verbrennung deaktiviert wird), wird als ein minimales Ausschaltkapazitätsdrehmoment bezeichnet und in 5 mit dem Drehmomentniveau T_MO identifiziert. Das Motordrehmomentausgabesignal ET wird durch das Schlupfsteuermodul 24 empfangen.
Bei 406 erzeugen das ECM 16 und/oder das DFCO-Modul ein Negativdrehmoment-Übergangssignal NTT, um anzugeben, dass eine Abnahme in dem Motorausgangsdrehmoment auftreten soll. Das Negativdrehmoment-Übergangssignal NTT kann einen Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp und ein Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätsniveau angeben, und es wird durch das Schlupfsteuermodul 24 empfangen. Der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp kann beispielsweise ein ganzzahliger Wert sein, der dem Drehmomentbetriebszustand entspricht, wie beispielsweise einem normalen Stabilitätszustand (Typ 0), einem Drehmomentschwingungszustand (Typ 1), einem Drehmomentabnahmezustand (Typ 2) und einem Drehmomentzunahmezustand (Typ 3). Bei 406 kann der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp gleich 2 gesetzt werden, um anzugeben, dass eine Abnahme in dem Drehmoment bevorsteht. Der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp kann bei 2 bleiben, bis der Kraftstoff für alle Zylinder des Motors 102 deaktiviert ist und/oder die Zeitdauer einer bevorstehenden Drehmomentabnahme vorüber ist. Die Werte der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstypen, die hierin offenbart sind, sind willkürlich und können anders sein.
Das Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätsniveau kann ein ganzzahliger Wert sein, der einer Änderung in einem Drehmomentbereich und/oder einer Drehmomentrate entspricht. Die Niveaus können gruppiert werden und bestimmten Ereignissen mit negativem Drehmoment zugeordnet sein. Beispielsweise können die Niveaus 1-3 dem Aktivieren und Deaktivieren der DFCO zugeordnet sein. Als ein anderes Beispiel können die Niveaus 4-7 dem Aktivieren und Deaktivieren der Klimaanlage zugeordnet sein. Als ein noch anderes Beispiel kann das Niveau 4 einer Änderung in dem Drehmoment von 2 - 6 Nm zugeordnet sein, das Niveau 5 kann eine Änderung in dem Drehmoment von 6 - 10 Nm zugeordnet sein, das Niveau 6 kann einer Änderung in dem Drehmoment von 11 - 15 Nm zugeordnet sein, und das Niveau 7 kann einer Änderung in dem Drehmoment gleich oder größer als 16 Nm zugeordnet sein. Die Werte der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätsniveaus, die hierin offenbart sind, sind willkürlich und können anders sein.
Für Änderungen in dem Drehmoment um weniger als ein vorbestimmter Betrag kann kein Niveau vorgesehen sein. Beispielsweise kann kein Niveau für eine Änderung in dem Drehmoment von weniger als 2 Nm vorgesehen sein, und da dies durch einen Bediener des Fahrzeugs nicht wahrgenommen werden kann, sollte die hierin beschriebene Relaxation der Steifigkeit des Endantriebs nicht ausgeführt werden.
Bei 408 können das ECM 16 und/oder das DFCO-Modul ein Signal TR für einen Grad des Übergangs erzeugen, um einen Betrag der Änderung in dem Motorausgangsdrehmoment und/oder eine Rate anzugeben, mit der das Motorausgangsdrehmoment während eines Übergangs von einem Zustand mit deaktivierter DFCO in einen Zustand mit aktivierter DFCO verändert werden soll. Das Signal für den Grad des Übergangs wird durch das Schlupfsteuermodul 24 empfangen. Schritt 408 wird möglicherweise nicht ausgeführt. Der Betrag der Änderung und die Rate der Änderung in dem Motorausgangsdrehmoment können durch das Schlupfsteuermodul 24 und basierend auf dem Motorausgangsdrehmomentsignal ET sowie basierend auf dem Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp und -niveau geschätzt werden.
Bei 410 stellt das Schlupfsteuermodul 24 den Druck in der TCC 15 vor dem Übergang und/oder während des Übergangs in den Zustand mit aktivierter DFCO ein. Das Schlupfsteuermodul 24 stellt den Druck der TCC 15 basierend auf dem Motordrehmomentausgabesignal ET, dem Negativdrehmoment-Übergangssignal NTT und dem Signal TR für die Übergangsrate ein (erhöht diesen). Eine beispielhafte Erhöhung ist in 5 bei 500 gezeigt.
Das TCM 22 und/oder das Schlupfsteuermodul 24 stellen den Druck der TCC 15 ein, um das minimale Ausschaltkapazitätsdrehmoment zu behandeln, welches das Motordrehmoment ist, das erzeugt wird, wenn die Verbrennung des Motors 102 deaktiviert wird. Wenn sich die TCC 15 in einem verriegelten Zustand befindet, wird der Druck eingestellt, um einen Schlupf während des Übergangs zu liefern. Obwohl das Schlupfsteuermodul 24 ermöglicht, dass die TCC 15 während des Übergangs rutscht, kann der Druck in der TCC während des Übergangs zunehmen, um die Zunahme des Absolutwerts in dem Motorausgangsdrehmoment zu kompensieren. Diese Zunahme in dem Schlupf ist in 5 in dem Bereich 508 des TCC-Schlupfsignals T_CCslip gezeigt. Das Schlupfsteuermodul 24 steuert den Betrag des Schlupfs derart, dass dieser innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Der vorbestimmte Bereich wird als eine Funktion des erwarteten Motorausgangsdrehmoments ermittelt. Diese Zunahme in dem Druck dämpft den Übergang zusammen mit dem gesteuerten Schlupf.
Wenn die TCC 15 nicht in dem verriegelten Zustand betrieben wird, kann der Betrag des gesteuerten Schlupfs während des Übergangs eingestellt und/oder erhöht werden. Der verriegelte Zustand kann sich darauf beziehen, dass die Eingangs- und die Ausgangsdrehzahl der TCC 15 dieselben sind oder dass die Kurbelwellendrehzahl des Motors 102 gleich der Turbinendrehzahl der TCC 15 ist. Als ein Beispiel kann der Betrag des Schlupfs von zwischen 15 - 30 RPM auf 30 - 50 RPM zunehmen.
Bei 412 aktiviert das DFCO-Modul die DFCO. Der Zustand des DFCO-Aktivierungssignals DFCO ändert sich von einem ersten Zustand (z.B. NIEDRIG) in einen zweiten Zustand (z.B. HOCH). Der NIEDRIG-Zustand ist mit 502 bezeichnet. Der HOCH-Zustand ist mit 504 bezeichnet.
Bei 413 verringert das Schlupfsteuermodul 24 den Betrag des Schlupfs der TCC 15 basierend auf einer Beendigung eines Übergangs zu dem Ereignis mit negativem Drehmoment (DFCO-Ereignis). Der Betrag des Schlupfs kann auf einen vorhergehenden Betrag des Schlupfs verringert werden, der vor dem Übergang und/oder wieder in einen verriegelten Zustand vorgesehen ist. Diese Verringerung in dem Schlupf ist bei 510 in dem TCC-Schlupfsignal T_CCslip gezeigt. Das Schlupfsteuermodul 24 kann den Druck in der TCC 15 nach dem Aktivieren des DFCO-Ereignisses aufrecht erhalten und von einer Steuerkette zu einer Regelung der Schlupfdrehzahl zurückkehren, um den Druck in der TCC 15 für eine ausgewählte Schlupfdrehzahl einzustellen.
Bei 414 ermittelt das ECM 16, ob eine Einrichtung oder ein Nebenaggregat (eine Einrichtung, welche eine Last einführt, oder eine Einrichtung, die eine Last verringert) demnächst eine Last für den Motor 102 liefern wird, während die DFCO aktiviert ist. Obgleich die nachfolgenden Schritte bezogen auf einen Klimaanlagenkompressor und eine Klimaanlagenkupplung beschrieben sind, können die Schritte auf beliebige andere Einrichtungen angewendet werden, die eine Last einführen und/oder eine Last verringern. Diese kann beispielsweise auftreten, wenn eine Klimaanlagenkompressor aktiviert werden soll. Der Schritt 416 wird ausgeführt, wenn eine Last geliefert werden soll und/oder wenn die Einrichtung, die eine Last einführt, eingerückt oder aktiviert werden soll, ansonsten wird Schritt 426 ausgeführt. Der gestrichelte Block 415 gibt eine Zeitdauer an, zu der eine Lastaktivierungsanforderung und eine Drehmomentabnahme aufgrund der Last bevorstehen. Ebenso gibt der Abschnitt 511 des A/C-Kupplungszustandssignals AC an, dass eine Aktivierung der Klimaanlage bevorsteht. Das A/C-Kupplungszustandssignal AC kann zunehmen, um das bevorstehende Einrücken der Klimaanlagenkupplung anzugeben.
Bei 416 schätzt das ECM eine negative Drehmomentausgabe des Motors (ein Zieldrehmoment) T_MO+AC, wenn die Klimaanlage aktiviert wird, und es erzeugt das Motordrehmomentausgabesignal ET, um das geschätzte Drehmoment anzugeben (das Signal für das erwartete Drehmoment). Das Motorausgangsdrehmoment nimmt für eine Zeitdauer schnell ab, bevor sich das Motorausgangsdrehmoment bei dem Niveau T_MO+AC stabilisiert. Dies liegt an der Trägheit des Klimaanlagenkompressors und ist durch den Bereich 513 bezeichnet. Das Motordrehmomentausgabesignal ET wird durch das Schlupfsteuermodul 24 empfangen.
Bei 418 erzeugt das ECM 16 ein Negativdrehmoment-Übergangssignal NTT, um anzugeben, dass eine Abnahme in dem Motorausgangsdrehmoment auftreten soll. Das Negativdrehmoment-Übergangssignal NTT kann einen der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstypen und eines der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätsniveaus angeben, die der Aktivierung der Einrichtung zugeordnet sind, die eine Last einführt, und es wird durch das Schlupfsteuermodul 24 empfangen. Der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp kann 2 sein, und das Kurbelwellendrehmoment-Stabiltätsniveau kann beispielsweise ein Niveau zwischen 4 und 7 sein. Der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp ist gleich 2, bis die Klimaanlagenkupplung eingerückt wird und/oder die Zeitdauer für eine bevorstehende Abnahme in dem Ausgangsdrehmoment vorüber ist.
Bei 420 kann das ECM 16 ein Signal TR für einen Grad eines Übergangs erzeugen, um einen Betrag einer Änderung in dem Motorausgangsdrehmoment und/oder eine Rate anzugeben, mit der sich das Motorausgangsdrehmoment während eines Übergangs von einem Zustand mit deaktivierter Last in einen Zustand mit aktivierter Last ändern soll. Der Betrag der Änderung (oder Δ) ist gleich der Differenz zwischen dem minimalen Ausschaltkapazitätsdrehmoment und dem gesamten negativen Ausgangsdrehmoment, wenn die Last des Klimaanlagenkompressors eingeführt wird. Das Signal für den Grad des Übergangs wird das Schlupfsteuermodul 24 empfangen. Der Schritt 420 wird möglicherweise nicht ausgeführt. Der Betrag der Änderung und die Rate der Änderung in dem Motorausgangsdrehmoment können durch das Schlupfsteuermodul 24 und basierend auf dem Motorausgangsdrehmomentsignal ET sowie basierend auf dem Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp und -niveau geschätzt werden.
Bei 422 stellt das Schlupfsteuermodul 24 den Druck der TCC 15 vor dem Übergang und/oder während des Übergangs in den Zustand mit aktivierter Last ein. Das Schlupfsteuermodul 24 stellt den Druck der TCC 15 basierend auf dem Motordrehmomentausgabesignal ET, dem Negativdrehmoment-Übergangssignal NTT und dem Signal TR für den Grad des Übergangs ein (erhöht diesen). Diese Zunahme in dem Druck ist in 5 mit 512 bezeichnet.
Das TCM 22 und/oder das Schlupfsteuermodul 24 stellen den Druck der TCC 15 ein, um die negative Drehmomentausgabe des Motors aufgrund der Last des Klimaanlagenkompressors zusätzlich zu dem minimalen Ausschaltkapazitätsdrehmoment zu behandeln. Wenn sich die TCC 15 in einem verriegelten Zustand befindet, wird der Druck eingestellt, um einen Schlupf während des Übergangs zu liefern. Obgleich das Schlupfsteuermodul 24 ermöglicht, dass die TCC 15 während des Übergangs rutscht, kann der Druck in der TCC während des Übergangs zunehmen, um den Absolutwert des erhöhten Betrags des Motorausgangsdrehmoments zu kompensieren (d.h. den Absolutwert des negativen Ausgangsdrehmoments). Diese Zunahme in dem Schlupf ist in dem Bereich gezeigt, der in 4 mit 514 bezeichnet ist. Das Schlupfsteuermodul 24 steuert den Betrag des Schlupfs derart, dass dieser in einem vorbestimmten Bereich liegt. Der vorbestimmte Bereich wird als eine Funktion des erwarteten Motorausgangsdrehmoments ermittelt. Diese Zunahme in dem Druck dämpft den Übergang zusammen mit dem gesteuerten Schlupf. Wenn die TCC 15 nicht in einem verriegelten Zustand betrieben wird, kann der Betrag des gesteuerten Schlupfs während des Übergangs eingestellt und/oder erhöht werden.
Bei 424 aktiviert das ECM 16 die Klimaanlage (z.B. rückt es die Klimaanlagenkupplung ein). Der Abschnitt 516 des Klimaanlagenkupplungs-Zustandssignals AC gibt an, dass die Klimaanlagenkupplung eingerückt ist. Das Klimaanlagenkupplungs-Zustandssignal AC kann in dem Wert zunehmen, um die Einrückung anzugeben.
Bei 524 verringert das Schlupfsteuermodul 24 den Betrag des Schlupfs der TCC 15 basierend auf einer Beendigung eines Übergangs zu dem Ereignis mit negativem Drehmoment (dem Ereignis, das eine Last einführt). Dies kann umfassen, dass der Druck in der TCC 15 eingestellt und/oder ein konstanter Druck in der TCC 15 aufrecht erhalten wird, wie es gezeigt ist. Der Betrag des Schlupfs kann auf einen vorhergehenden Betrag des Schlupfs verringert werden, der vor dem Übergang und/oder wieder in einem verriegelten Zustand vorgesehen ist. Die Verringerung in dem Schlupf ist mit 520 bezeichnet. Das Schlupfsteuermodul 24 kann den Druck in der TCC 15 nach der Aktivierung der Klimaanlage und/oder dem Ereignis mit negativem Drehmoment aufrecht erhalten und von einer Steuerkette zu einer Regelung der Schlupfdrehzahl zurückkehren, um den Druck in der TCC 15 auf eine ausgewählte Schlupfdrehzahl einzustellen.
Bei Schritt 426 ermittelt das ECM 16, ob die Einrichtung, die eine Last einführt, ausgerückt und/oder deaktiviert werden soll, während die DFCO aktiviert ist. Der Schritt 428 wird ausgeführt, wenn die Einrichtung, die eine Last einführt, deaktiviert werden soll, ansonsten wird Schritt 438 ausgeführt. Der gestrichelte Block 522 gibt eine Zeitdauer an, zu der eine Drehmomentzunahme bevorsteht. Der Abschnitt 524 des Klimaanlagenkupplungs-Zustandssignals AC gibt an, dass ein Ausrücken der Klimaanlagenkupplung bevorsteht. Das A/C-Kupplungszustandssignal AC kann zunehmen, um das bevorstehende Ausrücken der Klimaanlagenkupplung anzugeben.
Bei 428 schätzt das ECM 16 eine negative Drehmomentausgabe des Motors (ein Zieldrehmoment) T_MO, wenn die Klimaanlage deaktiviert wird, und es erzeugt das Motordrehmomentausgabesignal ET, um das geschätzte Drehmoment anzugeben (das Signal für das erwartete Drehmoment). Das Motordrehmomentausgabesignal ET wird durch das Schlupfsteuermodul 24 empfangen.
Bei 430 erzeugt das ECM 16 ein Negativdrehmoment-Übergangssignal NTT, um anzugeben, dass eine Zunahme in dem Motorausgangsdrehmoment auftreten soll. Das Negativdrehmoment-Übergangssignal NTT kann einen der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstypen und eines der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätsniveaus angeben, die der Deaktivierung der Einrichtung zugeordnet sind, die eine Last einführt, und es wird durch das Schlupfsteuermodul 24 empfangen. Der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp kann 3 sein, und das Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätsniveau kann ein Niveau zwischen 4 und 7 sein. Der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp ist gleich 3, bis die Klimaanlagenkupplung ausgerückt wird und/oder die Zeitdauer für eine bevorstehende Zunahme in dem Ausgangsdrehmoment vorüber ist.
Bei 432 kann das ECM 16 ein Signal TR für einen Grad eines Übergangs erzeugen, um einen Betrag einer Änderung in dem Motorausgangsdrehmoment und/oder eine Rate anzugeben, mit der das Motorausgangsdrehmoment während eines Übergangs von dem Zustand mit aktivierter Last zu dem Zustand mit deaktivierter Last verändert werden soll (während eines Lastverringerungsereignisses). Das Signal TR für den Grad des Übergangs wird durch das Schlupfsteuermodul 24 empfangen. Der Schritt 432 wird möglicherweise nicht ausgeführt. Der Betrag der Änderung und die Rate der Änderung in dem Motorausgangsdrehmoment können durch das Schlupfsteuermodul 24 und basierend auf dem Motorausgangsdrehmomentsignal ET sowie basierend auf dem Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp und -niveau geschätzt werden. Der Betrag der Änderung (oder Δ) ist gleich der Differenz zwischen dem gesamten negativen Ausgangsdrehmoment mit der Last des Klimaanlagenkompressors und dem minimalen Ausschaltkapazitätsdrehmoment.
Bei 434 stellt das Schlupfsteuermodul 24 den Druck der TCC 15 vor dem Übergang und/oder während des Übergangs in den Zustand mit deaktivierter Last ein. Das Schlupfsteuermodul 24 stellt den Druck der TCC 15 basierend auf dem Motordrehmomentausgabesignal ET, dem Negativdrehmoment-Übergangssignal NTT und dem Signal TR für den Grad des Übergangs ein (verringert diesen). Diese Abnahme in dem Druck ist in 5 mit 526 bezeichnet.
Das TCM 22 und/oder das Schlupfsteuermodul 24 stellen den Druck der TCC 15 ein, um das minimale Ausschaltkapazitätsdrehmoment zu behandeln. Wenn sich die TCC 15 in einem verriegelten Zustand befindet, wird der Druck eingestellt, um einen Schlupf während des Übergangs zu liefern. Obgleich das Schlupfsteuermodul 24 ermöglicht, dass die TCC 15 während des Übergangs rutscht, kann der Druck in der TCC während des Übergangs abnehmen, um die Abnahme des Absolutwerts in dem Motorausgangsdrehmoment zu kompensieren. Diese Zunahme in dem Schlupf ist in dem Bereich gezeigt, der in 5 mit 528 bezeichnet ist. Das Schlupfsteuermodul 24 steuert den Betrag des Schlupfs derart, dass dieser in einem vorbestimmten Bereich liegt. Der vorbestimmte Bereich wird als eine Funktion des erwarteten Motorausgangsdrehmoments ermittelt. Diese Abnahme in dem Druck dämpft den Übergang zusammen mit dem gesteuerten Schlupf. Wenn die TCC 15 nicht in einem verriegelten Zustand betrieben wird, kann der Betrag des gesteuerten Schlupfs während des Übergangs eingestellt und/oder erhöht werden.
Bei 436 deaktiviert das ECM die Klimaanlage (rückt die Klimaanlagenkupplung aus). Der Zustand des Klimaanlagenkupplungs-Zustandssignals nimmt auf einen NIEDRIG-Zustand ab, der mit 530 bezeichnet ist.
Bei 437 verringert das Schlupfsteuermodul 24 den Betrag des Schlupfs der TCC 15 basierend auf einer Beendigung eines Übergangs von dem Ereignis mit negativem Drehmoment (dem Ereignis, das eine Last einführt). Dies kann umfassen, dass der Druck in der TCC 15 eingestellt wird und/oder dass ein konstanter Druck in der TCC 15 aufrecht erhalten wird, wie es gezeigt ist. Der Betrag des Schlupfs kann auf einen vorhergehenden Betrag des Schlupfs verringert werden, der vor dem Übergang und/oder wieder in einem verriegelten Zustand vorgesehen ist. Die Verringerung in dem Schlupf ist mit 532 bezeichnet. Das Schlupfsteuermodul kann den Druck in der TCC 15 nach dem Deaktivieren der Klimaanlage und/oder nach dem Ereignis mit negativem Drehmoment aufrecht erhalten und von einer Steuerkette zu einer Regelung der Schlupfdrehzahl zurückkehren, um den Druck in der TCC 15 für eine ausgewählte Schlupfdrehzahl einzustellen.
Bei Schritt 438 ermittelt das ECM 16, ob die DFCO deaktiviert werden soll. Der Schritt 440 wird ausgeführt, wenn die DFCO deaktiviert werden soll, ansonsten kehrt das ECM zur Ausführung von Schritt 414 zurück. Der gestrichelte Block 534 gib eine Zeitdauer an, zu der eine Drehmomentzunahme bevorsteht.
Bei 440 schätzt das ECM 16 eine negative Drehmomentausgabe des Motors (ein Zieldrehmoment), wenn die DFCO deaktiviert wird, und es erzeugt das Motordrehmomentausgabesignal ET, um das geschätzte Drehmoment anzugeben (das Signal für das erwartete Drehmoment). Als ein Beispiel kann das geschätzte Motorausgangsdrehmoment dann, wenn die DFCO deaktiviert wird, gleich der Drehmomentausgabe mit minimaler Luft und minimalem Zündfunken T_MAMS sein. Das Motordrehmomentausgabesignal ET wird durch das Schlupfsteuermodul 24 empfangen.
Bei 442 erzeugt das ECM 16 ein Negativdrehmoment-Übergangssignal NTT, um anzugeben, dass eine Zunahme in dem Motorausgangsdrehmoment auftreten soll. Das Negativdrehmoment-Übergangssignal NTT kann einen der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstypen und eines der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätsniveaus angeben, die dem Deaktivieren der Einrichtung zugeordnet sind, die eine Last einführt, und es wird durch das Schlupfsteuermodul 24 empfangen. Der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp kann 3 sein, und das Kurbelwellendrehmoment-Stablitätsniveau kann ein Niveau zwischen 1 und 3 sein. Der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp ist gleich 3, bis die DFCO deaktiviert wird (bis der Kraftstoff für alle Zylinder aktiviert wird) und/oder bis die Zeitdauer für eine bevorstehende Zunahme in dem Ausgangsdrehmoment vorüber ist.
Bei 444 kann das ECM 16 ein Signal TR für einen Grad eines Übergangs erzeugen, um einen Betrag einer Änderung in dem Motorausgangsdrehmoment und/oder eine Rate anzugeben, mit der sich das Motorausgangsdrehmoment während eines Übergangs von dem Zustand mit aktivierter DFCO in den Zustand mit deaktivierter DFCO verändern soll. Das Signal TR für den Grad des Übergangs wird durch das Schlupfsteuermodul 24 empfangen. Der Schritt 444 wird möglicherweise nicht ausgeführt. Der Betrag der Änderung und die Rate der Änderung in dem Motorausgangsdrehmoment können durch das Schlupfsteuermodul 24 und basierend auf dem Motorausgangsdrehmomentsignal ET sowie basierend auf dem Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp und -niveau geschätzt werden.
Bei 446 stellt das Schlupfsteuermodul den Druck der TCC 15 vor dem Übergang und/oder während des Übergangs in den Zustand mit deaktivierter DFCO ein. Das Schlupfsteuermodul 24 stellt den Druck der TCC 15 basierend auf dem Motordrehmomentausgabesignal ET, dem Negativdrehmoment-Übergangssignal NTT und dem Signal TR für den Grad des Übergangs ein (verringert diesen). Diese Verringerung in dem Druck ist in 5 mit 536 bezeichnet. Der Druck wird auf ein Niveau verringert, um einen Schlupf zu liefern und einen TCC-Crash zu verhindern, wenn die Verbrennung des Motors aktiviert wird.
Das TCM 22 und/oder das Schlupfsteuermodul 24 stellen den Druck der TCC 15 ein, um das Motorausgangsdrehmoment zu behandeln, wenn die DFCO deaktiviert wird. Wenn sich die TCC 15 in einem verriegelten Zustand befindet, wird der Druck eingestellt, um einen Schlupf während des Übergangs zu liefern. Obwohl das Schlupfsteuermodul 24 ermöglicht, dass die TCC 15 während des Übergangs rutscht, kann der Druck in der TCC während des Übergangs abnehmen, um die Abnahme des Absolutwerts in dem Motorausgangsdrehmoment zu kompensieren. Diese Zunahme in dem Schlupf ist in dem Bereich gezeigt, der in 5 mit 538 bezeichnet ist. Das Schlupfsteuermodul 24 steuert den Betrag des Schlupfs derart, dass dieser innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
Der vorbestimmte Bereich wird als eine Funktion des erwarteten Motorausgangsdrehmoments ermittelt. Diese Abnahme in dem Druck dämpft den Übergang zusammen mit dem gesteuerten Schlupf. Wenn die TCC 15 nicht in dem verriegelten Zustand betrieben wird, kann der Betrag des gesteuerten Schlupfs während des Übergangs eingestellt und/oder erhöht werden.
Bei 448 deaktiviert das ECM 16 die DFCO (aktiviert den Kraftstoff). Der Zustand des DFCO-Aktivierungssignals DFCO nimmt auf den NIEDRIG-Zustand ab, der mit 540 bezeichnet ist.
Bei 449 verringert das Schlupfsteuermodul 24 den Betrag des Schlupfs der TCC 15 basierend auf einer Beendigung eines Übergangs von dem Ereignis mit negativem Drehmoment (dem DFCO-Ereignis). Dies kann umfassen, dass der Druck in der TCC 15 eingestellt wird und/oder dass ein konstanter Druck in der TCC 15 aufrecht erhalten wird, wie es gezeigt ist. Der Betrag des Schlupfs kann auf einen vorhergehenden Betrag des Schlupfs verringert werden, der vor dem Übergang und/oder wieder in einem verriegelten Zustand vorgesehen ist. Das Schlupfsteuermodul kann den Druck in der TCC nach dem Deaktivieren des DFCO-Ereignisses aufrecht erhalten und von einer Steuerkette zu einer Regelung der Schlupfdrehzahl zurückkehren, um den Druck in der TCC 15 für eine ausgewählte Schlupfdrehzahl einzustellen. Die Verringerung in dem Schlupf ist mit 542 bezeichnet. Das Verfahren kann iterativ ausgeführt werden und zu Schritt 402 zurückkehren, oder es kann bei 450 enden, wie es gezeigt ist.
Die vorstehend beschriebenen Schritte sind nur als darstellende Beispiele gedacht; die Schritte können sequentiell, synchron, gleichzeitig, kontinuierlich während überlappender Zeitdauern oder in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, was von der Anwendung abhängt.
Es können mehrere Ereignisse mit negativem Drehmoment während derselben Zeitdauer auftreten. Die Ereignisse mit negativem Drehmoment können priorisiert werden. Ereignissen mit negativem Drehmoment mit beispielsweise höheren Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätsniveaus (d.h. Ereignissen mit größeren Änderungen in dem Drehmoment) kann ein höheres Prioritätsniveau gegeben werden. Ereignisse mit negativem Drehmoment und mit höherem Prioritätsniveau können behandelt werden, bevor Ereignisse mit negativem Drehmoment und mit geringerem Prioritätsniveau behandelt werden. Die Ereignisse mit negativem Drehmoment sollten behandelt werden, um Einbrüche in der Motordrehzahl und/oder ein Abwürgen des Motors (eine Verringerung der Motordrehzahl auf 0) zu verhindern.
Als ein Beispiel kann eine bevorstehende Drehmomentverringerung gegenüber anderen Ereignissen mit negativem Drehmoment aufgrund der Möglichkeit von Einbrüchen in der Motordrehzahl oder eines Abwürgens priorisiert werden, wenn das TCM 22 keinen geeigneten Kupplungsdruck vorbereiten sollte. Als ein anderes Beispiel überträgt das ECM 16 dann, wenn ein Einrücken einer Klimaanlagenkupplung bevorsteht, sobald der Kraftstoff zur Aktivierung eines DFCO-Ereignisses rampenartig abgeschaltet wird, einen Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp und ein Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätsniveau für das Einrücken der Klimaanlagenkupplung. Als eine Alternative können der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp und ein Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätsniveau festgelegt werden, um mehrere Ereignisse mit negativem Drehmoment zu kompensieren. Der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp gibt eine bevorstehende Drehmomentverringerung an, und das Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätsniveau liegt zwischen 4 und 7 (basierend auf der erwarteten Drehmomentabnahme). Dies ermöglicht, dass das TCM 22 für einen größeren Betrag eines negativen Drehmoments und/oder für eine Kombination des negativen Drehmoments vorbereitet ist, die dem Aktivieren des DFCO-Ereignisses und dem Einrücken der Klimaanlagenkupplung zugeordnet ist.
Die vorstehend offenbarten Implementierungen ermöglichen schnelle DFCO-Übergänge, da Drücke in einer TCC eingestellt werden, um große und schnelle Übergänge in einem negativen Ausgangsdrehmoment eines Motors zu unterstützen. Dies erweitert den DFCO-Bereich und verbessert die Kraftstoffwirtschaftlichkeit. Das Dämpfen, das hierin vorgesehen ist, verbessert die Fahrbarkeit während Übergängen zu Ereignissen mit negativem Drehmoment. Dieses Dämpfen ermöglicht die Verwendung von Klimaanlagenkompressoren mit fester Verdrängung ohne Entgleit- und/oder Crashereignisse.
Die breiten Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Während diese Offenbarung spezielle Beispiele aufweist, soll der wahre Umfang der Offenbarung daher nicht auf diese beschränkt sein, da andere Modifikationen für den erfahrenen Praktiker bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachfolgenden Ansprüche offensichtlich werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangsystems (10), das umfasst, dass: ein Negativdrehmoment-Übergangssignal basierend auf einem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment eines Motors (102) mittels eines Motorsteuermoduls (16) erzeugt wird; das Negativdrehmoment-Übergangssignal von dem Motorsteuermodul (16) mittels eines Getriebesteuermoduls (22) empfangen wird; eine Schlupfdrehzahl einer Drehmomentwandlerkupplung (15) zur Vorbereitung für eine Aktivierung des bevorstehenden Ereignisses mit negativem Drehmoment erhöht wird, wobei das Erhöhen der Schlupfdrehzahl umfasst, dass ein Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) vor dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment eingestellt wird; die Schlupfdrehzahl in der Drehmomentwandlerkupplung (15) basierend auf einer Beendigung eines Übergangs zu dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment und/oder von dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment verringert wird; der Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) eingestellt wird, um ein Entgleitereignis während des bevorstehenden Ereignisses mit negativem Drehmoment zu verhindern, wobei das Entgleitereignis auftritt, wenn die Schlupfdrehzahl in der Drehmomentwandlerkupplung (15) eine vorbestimmte Schlupfdrehzahl überschreitet; ein Entgleitereignis verhindert wird, wenn zu dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment übergegangen wird und während das Ausgangsdrehmoment des Motors (102) verringert wird, indem der Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) vor dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment erhöht wird; und ein Crashereignis verhindert wird, wenn von dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment übergeleitet wird und während das Ausgangsdrehmoment des Motors (102) erhöht wird, indem der Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) vor dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment verringert wird, wobei das Crashereignis auftritt, wenn die Drehzahl des Motors (102) auf eine vorbestimmte Drehzahl verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: das Negativdrehmoment-Übergangssignal erzeugt wird, wenn das bevorstehende Ereignis mit negativem Drehmoment ein Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltereignis ist; der Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) vor dem Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltereignis und zur Vorbereitung für dieses erhöht wird; und der Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) nach dem Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltereignis aufrecht erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: das Negativdrehmoment-Übergangssignal erzeugt wird, wenn das bevorstehende Ereignis mit negativem Drehmoment ein Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltereignis ist; der Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) vor dem Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltereignis und zur Vorbereitung für dessen Deaktivierung verringert wird; und der Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) nach der Deaktivierung des Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltereignisses aufrecht erhalten wird und zu einer Regelung der Schlupfdrehzahl zurückgekehrt wird, um den Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) für eine ausgewählte Schlupfdrehzahl einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: das Negativdrehmoment-Übergangssignal während eines Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltereignisses und dann erzeugt wird, wenn das bevorstehende Ereignis mit negativem Drehmoment ein Ereignis ist, das eine Last entfernt, wobei dass Ereignis, das eine Last entfernt, umfasst, dass eine Last an dem Motor vorgesehen ist; der Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) vor dem Ereignis, das eine Last entfernt, und zu dessen Vorbereitung erhöht wird; und der Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) nach dem Ereignis, das eine Last entfernt, aufrecht erhalten wird, wobei das Ereignis, das eine Last entfernt, umfasst, dass eine Klimaanlagenkupplung eingerückt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: das Negativdrehmoment-Übergangssignal während eines Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltereignisses und dann erzeugt wird, wenn das bevorstehende Ereignis mit negativem Drehmoment ein Ereignis ist, das eine Last einführt, wobei das Ereignis, das eine Last einführt, umfasst, dass eine Last an dem Motor (102) vorgesehen ist; der Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) vor dem Ereignis, das eine Last einführt, und zu dessen Vorbereitung verringert wird; und der Druck in der Drehmomentwandlerkupplung (15) nach dem Ereignis, das eine Last einführt, aufrecht erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: ein Motordrehmomentausgabesignal erzeugt wird, das ein Ausgangsdrehmoment des Motors (102) während des bevorstehenden Ereignisses mit negativem Drehmoment angibt; das Negativdrehmoment-Übergangssignal einen Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp und ein Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätsniveau umfasst; der Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp angibt, ob das Ausgangsdrehmoment des Motors (102) zunimmt oder abnimmt, wenn zu dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment und/oder von dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment übergeleitet wird; das Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätsniveau angibt: einen Bereich in dem Ausgangsdrehmoment des Motors (102) während des bevorstehenden Ereignisses mit negativem Drehmoment und/oder eine Rate einer Änderung in dem Ausgangsdrehmoment des Motors (102), wenn zu dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment und/oder von dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment übergeleitet wird; ein Signal für einen Grad eines Übergangs erzeugt wird, das angibt: einen Betrag einer Änderung in dem Ausgangsdrehmoment des Motors (102), wenn zu dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment und/oder von dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment übergeleitet wird, und/oder die Rate der Änderung in dem Ausgangsdrehmoment des Motors (102), wenn zu dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment und/oder von dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment übergeleitet wird; und das Getriebesteuermodul (22) den Druck in dem Drehmomentwandler (15) vor dem bevorstehenden Ereignis mit negativem Drehmoment und basierend auf dem Ausgangsdrehmoment des Motors (102), dem Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätstyp, dem Kurbelwellendrehmoment-Stabilitätsniveau und dem Signal für den Grad des Übergangs einstellt.