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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Systeme und Verfahren zum Steuern einer Zylinderdeaktivierung.
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HINTERGRUND
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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.
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Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoffgemisch in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Eine Luftströmung in den Motor wird mittels einer Drossel geregelt. Spezieller stellt die Drossel eine Drosselfläche ein, was die Luftströmung in den Motor vergrößert oder verkleinert. Wenn die Drosselfläche zunimmt, nimmt die Luftströmung in den Motor zu. Ein Kraftstoffsteuersystem stellt die Rate ein, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, um ein Soll-Luft/Kraftstoffgemisch an die Zylinder zu liefern und/oder eine Soll-Drehmomentausgabe zu erreichen. Eine Erhöhung der Menge an Luft und Kraftstoff, die an die Zylinder geliefert werden, vergrößert die Drehmomentausgabe des Motors.
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Wenn die Motordrehmomentausgabe, die erzeugt werden kann, diejenige überschreitet, die für den gegenwärtigen Betriebszustand erforderlich ist, können ein oder mehrere Zylinder eines Motors deaktiviert werden, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern. Die Deaktivierung eines Zylinders kann umfassen, dass das Öffnen und Schließen von Einlassventilen des Zylinders deaktiviert wird und dass die Kraftstoffzufuhr des Zylinders gestoppt wird.
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Eine Lichtmaschine, eine Servolenkungspumpe, eine Luft- oder Vakuumpumpe, ein Klimaanlagenkompressor und/oder ein anderes Nebenaggregat können durch eine Kurbelwelle angetrieben werden, die mit einem Antriebsriemen für ein Nebenaggregat verbunden ist. Ein Spannerarm kann verwendet werden, um dem Antriebsriemen für das Nebenaggregat während des Motorbetriebs eine Spannung zuzuführen oder diese aufrecht zu erhalten. Eine übermäßige Bewegung des Spannerarms kann bei niedrigen Motordrehzahlen eines Vierzylindermotors dann, wenn in einem Zweizylindermodus gearbeitet wird, aufgrund von erhöhten Amplituden von Drehmomentpulsunregelmäßigkeiten auftreten, die aufgrund der verringerten Anzahl von Zylinderzündungsereignissen erzeugt werden. Probleme mit Geräusch, Schwingung und Rauheit (NVH), mit der Haltbarkeit und der Leistung können in Folge der übermäßigen Bewegung des Spannerarms auftreten.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Steuersystem für einen Motor umfasst ein Drehmomentmodifikatormodul, das einen von mehreren Drehmomentmodifikatorwerten basierend auf Schwankungen in einer Nebenaggregatslast auswählt. Ein Drehmomentberechnungsmodul berechnet einen maximalen Drehmomentwert für den Betrieb in einem Zylinderdeaktivierungsmodus basierend auf dem ausgewählten der mehreren Drehmomentmodifikatorwerte. Ein Drehmomentsteuermodul schaltet den Motor basierend auf dem maximalen Drehmomentwert selektiv zwischen dem Zylinderdeaktivierungsmodus und einem Zylinderaktivierungsmodus um.
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Gemäß anderen Merkmalen ist der Motor ein Vierzylindermotor, und der Motor arbeitet unter Verwendung von zwei Zylindern, wenn er sich in dem Zylinderdeaktivierungsmodus befindet. Die Nebenaggregatslast umfasst eine Lichtmaschine. Die Nebenaggregatslast umfasst einen Klimaanlagenkompressor (AC-Kompressor). Die Nebenaggregatslast umfasst eine Lichtmaschine und einen Klimaanlagenkompressor (AC-Kompressor).
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Gemäß anderen Merkmalen wählt das Drehmomentmodifikatormodul einen ersten Drehmomentmodifikator aus, wenn eine elektrische Anforderung größer als ein erstes Niveau ist und der AC-Kompressor eingeschaltet ist; einen zweiten Drehmomentmodifikator, wenn eine elektrische Anforderung größer als das erste Niveau ist und der AC-Kompressor ausgeschaltet ist; einen dritten Drehmomentmodifikator, wenn eine elektrische Anforderung geringer als ein erstes Niveau ist und der AC-Kompressor eingeschaltet ist; und einen vierten Drehmomentmodifikator, wenn eine elektrische Anforderung geringer als ein erstes Niveau ist und der AC-Kompressor ausgeschaltet ist. Der erste Drehmomentmodifikator, der zweite Drehmomentmodifikator, der dritte Drehmomentmodifikator und der vierte Drehmomentmodifikator sind unterschiedliche Werte.
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Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Drehmomentberechnungsmodul ein Minimalvakuum-Berechnungsmodul, das einen minimalen Vakuumwert für den Betrieb in dem Zylinderdeaktivierungsmodus basierend auf dem ausgewählten der mehreren Drehmomentmodifikatorwerte berechnet. Ein Maximaldrehmoment-Berechnungsmodul berechnet den maximalen Drehmomentwert für den Betrieb in dem Zylinderdeaktivierungsmodus basierend auf dem minimalen Vakuumwert.
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Ein Verfahren zum Steuern eines Motors umfasst, dass einer von mehreren Drehmomentmodifikatorwerten basierend auf Schwankungen in einer Nebenaggregatslast ausgewählt wird; dass ein maximaler Drehmomentwert für den Betrieb des Motors in einem Zylinderdeaktivierungsmodus basierend auf dem ausgewählten der mehreren Drehmomentmodifikatorwerte berechnet wird; und dass der Motor basierend auf dem maximalen Drehmomentwert selektiv zwischen dem Zylinderdeaktivierungsmodus und einem Zylinderaktivierungsmodus umgeschaltet wird.
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Gemäß anderen Merkmalen ist der Motor ein Vierzylindermotor, und der Motor arbeitet unter Verwendung von zwei Zylindern, wenn er sich in dem Zylinderdeaktivierungsmodus befindet. Die Nebenaggregatslast umfasst eine Lichtmaschine. Die Nebenaggregatslast umfasst einen Kimaanlagenkompressor (AC-Kompressor). Die Nebenaggregatslast umfasst eine Lichtmaschine und einen Klimaanlagenkompressor (AC-Kompressor).
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Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Verfahren das Auswählen eines ersten Drehmomentmodifikators, wenn eine elektrische Anforderung größer als ein erstes Niveau ist und der AC-Kompressor eingeschaltet ist; eines zweiten Drehmomentmodifikators, wenn eine elektrische Anforderung größer als ein erstes Niveau ist und der AC-Kompressor ausgeschaltet ist; eines dritten Drehmomentmodifikators, wenn eine elektrische Anforderung geringer als ein erstes Niveau ist und der AC-Kompressor eingeschaltet ist; und eines vierten Drehmomentmodifikators, wenn eine elektrische Anforderung geringer als ein erstes Niveau ist und der AC-Kompressor ausgeschaltet ist. Gemäß anderen Merkmalen sind der erste Drehmomentmodifikator, der zweite Drehmomentmodifikator, der dritte Drehmomentmodifikator und der vierte Drehmomentmodifikator verschiedene Werte.
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Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Verfahren das Berechnen eines minimalen Vakuumwerts für den Betrieb in dem Zylinderdeaktivierungsmodus basierend auf dem ausgewählten der mehreren Drehmomentmodifikatorwerte; das Berechnen des maximalen Drehmomentwerts für den Betrieb in dem Zylinderdeaktivierungsmodus basierend auf dem minimalen Vakuumwert; und das Überleiten des Motors zwischen dem Zylinderdeaktivierungsmodus und einem Modus mit aktivierten Zylindern basierend auf dem maximalen Drehmomentwert.
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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.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen vollständiger verständlich werden, wobei:
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1 eine Graphik ist, die ein Beispiel einer Spannerarmbewegung als eine Funktion der Motordrehzahl zeigt;
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2 ein Funktionsblockdiagramm eines Beispiels eines Motorsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
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3 einen Motor darstellt, der einen kontinuierlichen Antriebsriemen und einen Spannerarm aufweist;
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4 ein Funktionsblockdiagramm eines Beispiels eines Motorsteuermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
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5 ein Funktionsblockdiagramm eines anderen Beispiels eines Motorsteuermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; und
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6 ein Beispiel eines Flussdiagramms zum Steuern einer Zylinderdeaktivierung zum Verringern der Bewegung des Spannerarms gemäß der vorliegenden Offenbarung ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Wenn ein Motor mit weniger Zylindern als der vollen Anzahl von Zylindern in einem Zylinderdeaktivierungsmodus arbeitet, nimmt die Bewegung der Kurbelwelle als starrer Körper aufgrund der erhöhten Drehmomentschwankungen durch Zündungsereignisse niedrigerer Ordnung zu, wie beispielsweise durch Ereignisse erster Ordnung. Die Zündungsereignisse erster Ordnung treten während des Betriebs in einem Zweizylindermodus auf. Wenn der Motor in einem Vierzylindermodus arbeitet, sind die Zündungsereignisse von zweiter Ordnung – zwei Zündungsereignisse pro Kurbelwellenumdrehung.
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Die Drehmomentschwankungen bei Zündung erster Ordnung (wenn der Motor in dem Zweizylindermodus arbeitet) können von einer Riemenscheibe der Kurbelwelle auf einen Antriebsriemen eines Nebenaggregats übertragen werden. Die Bewegung als starrer Körper ist durch die Änderung in der Winkelbeschleunigung der Kurbelwelle und daher durch die Schwankung der Winkelgeschwindigkeit um die mittlere Kurbelwellengeschwindigkeit bedingt. Wenn die Anzahl von Zündungsereignissen pro Zyklus abnimmt, nimmt diese Schwankung der Geschwindigkeit zu, wodurch die Bewegung als starrer Körper zunimmt. Die Steifigkeit der Kurbelwelle wird ebenso in Betracht gezogen, wenn die Bewegung als starrer Körper behandelt wird, beim Zweizylinderbetrieb dominiert jedoch die Schwankung der Winkelgeschwindigkeit in jedem Kurbelwellenzyklus. Infolge dessen erfährt das System Umkehrungen im Drehmoment. Die erhöhte Bewegung des Spannerarms kann zu einem vorzeitigen Ausfall eines Dämpferschuhs des Spanners führen, und sie kann schließlich den Spannerarm erfassen oder diesen frühzeitig abnutzen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Drehmomentausgabe des Motors in einem Zylinderdeaktivierungsmodus bei niedrigen Motordrehzahlen derart begrenzt, dass die Bewegung des Spannerarms auf Niveaus begrenzt werden kann, die innerhalb von Haltbarkeitsgrenzen des Spannerarms liegen.
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Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Beispiel einer Spannerarmbewegung als eine Funktion der Motordrehzahl gezeigt. Die Spannerarmbewegung ist bei niedrigen Motordrehzahlen größer.
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Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems 100 dargestellt. Das Motorsystem 100 eines Fahrzeugs weist einen Motor 102 auf, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um ein Drehmoment basierend auf einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 104 zu erzeugen. Luft wird durch ein Einlasssystem 108 in den Motor 102 eingelassen. Das Einlasssystem 108 kann einen Einlasskrümmer 110 und ein Drosselventil 112 umfassen. Lediglich beispielhaft kann das Drosselventil 112 eine Drosselklappe mit einem rotierbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 116, und das Drossel-Aktuatormodul 116 regelt das Öffnen des Drosselventils 112, um die Luftströmung in den Einlasskrümmer 110 zu steuern.
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Luft aus dem Einlasskrümmer 110 wird in Zylinder des Motors 102 eingelassen. Obgleich der Motor 102 mehrere Zylinder aufweist, ist zu Darstellungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Lediglich beispielhaft kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder aufweisen. Das ECM 114 kann ein Zylinder-Aktuatormodul 120 anweisen, einige der Zylinder unter bestimmten Umständen, die nachstehend diskutiert werden, selektiv zu deaktivieren, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern kann.
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Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertakt-Motorzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachstehend beschrieben sind, werden als der Einlasstakt, der Kompressionstakt, der Verbrennungstakt und der Auslasstakt bezeichnet. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) treten zwei der vier Takte in dem Zylinder 118 auf. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen für den Zylinder 118 notwendig, um alle vier Takte zu durchlaufen.
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Während des Einlasstakts wird Luft aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 eingelassen. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis 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/-kanäle, die den Zylindern zugeordnet sind, eingespritzt werden. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 kann die Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder stoppen, die deaktiviert sind.
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Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder 118. Während des Kompressionstakts komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Der Motor 102 kann ein Motor mit Kompressionszündung sein, in welchem Fall die Kornpression die Zündung des Luft/Kraftstoff-Gemischs bewirkt. Alternativ kann der Motor 102 ein Motor mit Funkenzündung sein, in welchem Fall ein Zündfunken-Aktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118 basierend auf einem Signal von dem ECM 114 aktiviert, welche das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Einige Typen von Motoren, wie beispielsweise Motoren mit homogener Kompressionszündung (HCCl-Motoren), können sowohl eine Kompressionszündung als auch eine Funkenzündung ausführen. 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.
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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 mit der Kurbelwellenposition in direkter Beziehung steht, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 mit der Position der Kurbelwelle synchronisiert werden. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen oder einen Zündfunken an die deaktivierten Zylinder liefern.
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Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs den Kolben abwärts, wodurch die Kurbelwelle angetrieben wird. Der Verbrennungstakt kann als die Zeit zwischen dem Erreichen des TDC durch den Kolben und der Zeit definiert werden, zu welcher der Kolben zu einer untersten Position zurückkehrt, die als unterer Totpunkt (BDC) bezeichnet wird.
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Während des Auslasstakts beginnt der Kolben, sich wieder von dem BDC aufwärts zu bewegen, und er treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 134 aus dem Fahrzeug ausgestoßen.
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Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle 140) mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) für den Zylinder 118 und/oder die Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) mehrerer Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle 142) mehrere Auslassventile für den Zylinder 118 und/oder die Auslassventile (einschließlich des Auslassventils 130) für mehrere Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern.
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Das Zylinder-Aktuatormodul 120 kann den Zylinder 118 deaktivieren, indem das Öffnen des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 deaktiviert wird. Die Zeit, zu der das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann durch einen Einlass-Nockenphasensteller 148 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Die Zeit, zu der das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann durch einen Auslass-Nockenphasensteller 150 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Ein Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann den Einlass-Nockenphasensteller 148 und den Auslass-Nockenphasensteller 150 basierend auf Signalen von dem ECM 114 steuern. Wenn er implementiert ist, kann ein variabler Ventilhub (nicht gezeigt) ebenso durch das Phasensteller-Aktuatormodul 158 gesteuert werden. Bei verschiedenen anderen Implementierungen können das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 durch andere Aktuatoren als Nockenwellen gesteuert werden, wie beispielsweise durch elektromechanische Aktuatoren, elektrohydraulische Aktuatoren und elektromagnetische Aktuatoren usw.
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Das Motorsystem 100 kann eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Einlasskrümmer 110 liefert. Beispielsweise zeigt 1 einen Turbolader, der eine Turbine 160-1 aufweist, die durch Abgase angetrieben wird, die durch das Abgassystem 134 strömen. Der Turbolader weist auch einen Kompressor 160-2 auf, der von der Turbine 160-1 angetrieben wird und 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.
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Ein Ladedruck-Regelventil 162 kann dem Abgas ermöglichen, an der Turbine 160-1 vorbeizuströmen, wodurch der Ladedruck (der Betrag der Einlassluftkompression) des Turboladers verringert wird. Das ECM 114 kann den Turbolader mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls 164 steuern. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 kann den Ladedruck des Turboladers modulieren, indem die Position des Ladedruck-Regelventils 162 gesteuert wird. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Turbolader durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden. Der Turbolader kann eine variable Geometrie aufweisen, die durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden kann.
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Ein Zwischenkühler (nicht gezeigt) kann einen Teil der in der komprimierten Luftladung enthaltenen Wärme dissipieren, die erzeugt wird, wenn die Luft komprimiert wird. Obwohl sie zu Darstellungszwecken getrennt gezeigt sind, können die Turbine 160-1 und der Kompressor 160-2 mechanisch miteinander verbunden sein und die Einlassluft in die unmittelbare Nähe des heißen Abgases bringen. Die komprimierte Luftladung kann Wärme von Komponenten des Abgassystems 134 aufnehmen.
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Das Motorsystem 100 kann ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 170 aufweisen, das Abgas selektiv zurück zu dem Einlasskrümmer 110 zurückleitet. Das AGR-Ventil 170 kann stromaufwärts der Turbine 160-1 des Turboladers angeordnet sein. Das AGR-Ventil 170 kann durch ein AGR-Aktuatormodul 172 gesteuert werden.
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Die Kurbelwellenposition kann unter Verwendung eines Kurbelwellen-Positionssensors 180 gemessen werden. Eine Temperatur eines 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 beispielsweise in einem Kühler (nicht gezeigt).
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Ein Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorunterdruck gemessen werden, der die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 ist. Eine Luftmassenströmungsrate in den Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Luftmassenströmungssensors (MAF-Sensors) 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselventil 112 umfasst.
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Die Position des Drosselventils 112 kann unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 gemessen werden. Eine Temperatur der Luft, die in den Motor 102 eingelassen wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden. Das Motorsystem 100 kann auch einen oder mehrere andere Sensoren 193 aufweisen. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
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Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul 194 in Verbindung stehen, um Gangwechsel in einem Getriebe (nicht gezeigt) abzustimmen. Beispielsweise kann das ECM 114 das Motordrehmoment während eines Gangwechsels verringern. Der Motor 102 gibt das Drehmoment mittels der Kurbelwelle an ein Getriebe (nicht gezeigt) aus. Eine oder mehrere Kopplungseinrichtungen, wie beispielsweise ein Drehmomentwandler und/oder eine oder mehrere Kupplungen, regeln die Drehmomentübertragung zwischen einer Getriebeeingangswelle und der Kurbelwelle. Das Drehmoment wird zwischen der Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle entsprechend den Gängen übertragen.
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Das Drehmoment wird zwischen der Getriebeausgangswelle und Rädern des Fahrzeugs mittels eines oder mehrerer Differentiale, einer oder mehrerer Antriebswellen usw. übertragen. Die Räder, die das Drehmoment aufnehmen, das durch das Getriebe ausgegeben wird, werden als Antriebsräder bezeichnet. Die Räder, die kein Drehmoment von dem Getriebe aufnehmen, werden als nicht angetriebene Räder bezeichnet.
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Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 in Verbindung stehen, um den Betrieb des Motors 102 und eines oder mehrerer Elektromotoren 198 abzustimmen. Der Elektromotor 198 kann auch als ein Generator funktionieren, und er kann verwendet werden, um elektrische Energie zur Verwendung durch elektrische Systeme des Fahrzeugs und/oder zur Speicherung in einer Batterie zu erzeugen. Bei verschiedenen Implementierungen können verschiedene Funktionen des ECM 114, des Getriebesteuermoduls 194 und des Hybridsteuermoduls 196 in ein oder mehrere Module integriert werden.
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Jedes System, das einen Motorparameter variiert, kann als ein Motoraktuator bezeichnet werden. Jeder Motoraktuator empfängt einen Aktuatorwert. Beispielsweise kann das Drossel-Aktuatormodul 116 als ein Motoraktuator bezeichnet werden, und die Drosselöffnungsfläche kann als der Aktuatorwert bezeichnet werden. In dem Beispiel von 2 erreicht das Drossel-Aktuatormodul 116 die Drosselöffnungsfläche, indem ein Winkel des Blatts des Drosselventils 112 angepasst wird.
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Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann auch als ein Motoraktuator bezeichnet werden, während der entsprechende Aktuatorwert der Betrag einer Zündfunkenvorverstellung relativ zu dem Zylinder-TDC sein kann. Andere Motoraktuatoren 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 Aktuatorwerte einer Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungssequenz, der Kraftstoffzufuhrrate, dem Einlass- und dem Auslass-Nockenphasenstellerwinkel, dem Ladedruck bzw. der AGR-Ventilöffnungsfläche entsprechen. Das ECM 114 kann die Aktuatorwerte erzeugen, um zu bewirken, dass der Motor 102 ein gewünschtes Motorausgangsdrehmoment erzeugt.
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Nun auf 3 Bezug nehmend, umfasst der Motor 102 einen Nebenaggregatsriemen 204 und einen Spannerarm 208. Der Nebenaggregatsriemen 204 kann durch eine Kurbelwellen-Riemenscheibe 212 angetrieben werden. Der Nebenaggregatsriemen 204 kann verwendet werden, um ein oder mehrere Nebenaggregate anzutreiben. Beispielsweise kann der Nebenaggregatsriemen 204 verwendet werden, um eine A/C-Riemenscheibe 218, eine Lichtmaschinen-Riemenscheibe 222 und/oder ein oder mehrere andere Nebenaggregate anzutreiben, wie beispielsweise eine Wasserpumpe, eine Vakuumpumpe und eine Servolenkungspumpe.
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Nun auf 4 Bezug nehmend, ist ein Beispiel eines Motorsteuermoduls 114 gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Das Motorsteuermodul 114 umfasst ein Aktivierungsmodul 250. Das Aktivierungsmodul 250 empfängt ein Motor-RPM-Signal und aktiviert ein Drehmomentmodifikatormodul 252 selektiv basierend auf dem Motor-RPM-Signal. Lediglich beispielhaft kann das Aktivierungsmodul 250 das Drehmomentmodifikatormodul 252 aktivieren, wenn die Motor-RPM kleiner als eine vorbestimmte Motor-RPM ist. Das Drehmomentmodifikatormodul 252 erzeugt einen Drehmomentmodifikatorwert selektiv basierend auf einer Last von Nebenaggregaten, die mit dem Nebenaggregatsriemen 204 verbunden sind. Beispielsweise kann das Drehmomentmodifikatormodul 252 den Drehmomentmodifikatorwert basierend darauf, ob die Klimaanlage eingeschaltet oder ausgeschaltet ist, basierend auf einem Niveau einer elektrischen Anforderung (zum Ermitteln einer Last an der Lichtmaschine oder dem Generator) und/oder basierend auf anderen Lasten an dem Nebenaggregatsriemen 204 auswählen. Gemäß einem Beispiel kann der Drehmomentmodifikatorwert 252 die elektrische Anforderung mit einer vorbestimmten elektrischen Anforderung wie etwa 50% vergleichen.
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Das Drehmomentmodifikatormodul 252 gibt den Drehmomentmodifikatorwert an ein Maximaldrehmoment-Berechnungsmodul 256 aus. Das Drehmomentberechnungsmodul 256 berechnet ein maximales Drehmoment, mit dem der Motor betrieben werden kann, bevor ein Übergang von dem Zylinderdeaktivierungsmodus zu dem Modus mit aktivierten Zylindern erforderlich ist. Das Maximaldrehmoment-Berechnungsmodul 256 gibt den maximalen Drehmomentwert an ein Drehmomentsteuermodul 262 aus, das die Drehmomentausgabe des Motors ermittelt. Eine Ausgabe des Drehmomentsteuermoduls 262 ist eine Ausgabe für ein Modul 266 zur Berechnung einer Soll-Luft pro Zylinder (Soll-APC) und eines Soll-Krümmerabsolutdrucks (Soll-MAP), welches die Soll-APC und den Soll-MAP berechnet. Eine Ausgabe des Moduls 266 zur Berechnung der Soll-APC und des Soll-MAP wird in ein Drosselflächen-Berechnungsmodul 270 eingegeben, das eine Drosselfläche basierend auf der Soll-APC und dem Soll-MAP berechnet.
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Nun auf 5 Bezug nehmend, kann ein Minimalvakuum-Berechnungsmodul 274 ein minimales Vakuumniveau basierend auf dem Drehmomentmodifikatorwert berechnen und den minimalen Vakuumwert an das Maximaldrehmoment-Berechnungsmodul 278 ausgeben. Das Maximaldrehmoment-Berechnungsmodul 278 berechnet das maximale Drehmoment basierend auf dem minimalen Vakuumwert.
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Nun auf 6 Bezug nehmend, ist ein Beispiel eines Verfahrens 290 zum Steuern einer Zylinderdeaktivierung zur Verringerung der Bewegung des Spannerarms gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Bei 300 vergleicht die Steuerung die Motor-RPM mit einer vorbestimmten Motor-RPM. Wenn die Motor-RPM größer als die vorbestimmte Motor-RPM ist, wird keine Drehmomentbegrenzung verwendet, um zu versuchen, die Bewegung des Spannerarms zu begrenzen. Wenn 300 wahr ist, fährt die Steuerung bei 304 fort und ermittelt, ob die elektrische Anforderung größer als ein vorbestimmter Wert oder gleich diesem ist, wie beispielsweise 50%, ohne darauf beschränkt zu sein. Wenn 304 wahr ist, fährt die Steuerung bei 308 fort und ermittelt, ob die Klimaanlage eingeschaltet ist. Wenn 308 falsch ist, setzt die Steuerung bei 312 den Drehmomentmodifikator auf einen ersten Drehmomentmodifikatorwert, und die Steuerung fährt bei 320 fort. Wenn 308 wahr ist, setzt die Steuerung den Drehmomentmodifikator bei 316 auf einen zweiten Drehmomentmodifikatorwert, und die Steuerung fährt bei 320 fort. Wenn 304 falsch ist, fährt die Steuerung bei 322 fort und ermittelt, ob die Klimaanlage eingeschaltet ist. Wenn 322 wahr ist, setzt die Steuerung den Drehmomentmodifikator bei 324 auf einen dritten Drehmomentmodifikatorwert, und die Steuerung fährt bei 320 fort. Wenn 322 falsch ist, setzt die Steuerung den Drehmomentmodifikatorwert bei 328 auf einen vierten Wert.
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Bei 320 berechnet die Steuerung einen minimalen Vakuumwert für einen Übergang basierend auf dem ausgewählten Drehmomentmodifikator. Bei 328 berechnet die Steuerung einen maximalen Drehmomentwert für den Betrieb in dem Zylinderdeaktivierungsmodus, bevor ein Übergang in den Modus mit aktivierten Zylindern auftritt. Bei 330 führt die Steuerung eine Drehmomentsteuerung basierend auf dem maximalen Drehmomentwert aus. Bei 334 berechnet die Steuerung Sollwerte für die APC und den MAP. Bei 338 berechnet die Steuerung eine Soll-Drosselfläche basierend auf den Sollwerten für den APC und den MAP.
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Wie eingesehen werden kann, führt die Begrenzung der Bewegung des Spannerarms bei niedriger Motordrehzahl zu einer erhöhten Haltbarkeit des Spannerarms, während der Motor in dem Zylinderdeaktivierungsmodus betrieben wird. Zusätzlich weist der Motor eine erhöhte Kraftstoffeffizienz im Vergleich zu Motoren auf, welche die Zylinderdeaktivierung ausschließlich basierend auf der Motordrehzahl begrenzen, wobei die minimale Motordrehzahl für den Betrieb in dem Zylinderdeaktivierungsmodus nicht aufgrund der Probleme mit der Haltbarkeit des Spanners begrenzt wird.
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Die vorstehende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen einzuschränken. 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 nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachfolgenden Ansprüche offensichtlich werden. 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 ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
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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 Hardwarekomponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder 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.
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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 ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann ein Teil des Codes oder der gesamte Code eines einzelnen Moduls unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
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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.
