DE102013217308A1

DE102013217308A1 - System und Verfahren zum Steuern einer Zündungssequenz eines Motors zur Verringerung einer Schwingung bei einer Deaktivierung von Zylindern des Motors

Info

Publication number: DE102013217308A1
Application number: DE201310217308
Authority: DE
Inventors: Randall S. Beikmann
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2014-03-13
Anticipated expiration: 2033-08-31
Also published as: DE102013217308B4

Abstract

Ein System gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Schwingungsvoraussagemodul und ein Zündungssequenzmodul. Das Schwingungsvoraussagemodul sagt eine modale Antwort eines Fahrzeugs basierend auf einer Zündungssequenz eines Motors voraus, wenn ein Zylinder des Motors deaktiviert wird. Das Zündungssequenzmodul stellt die Zündungssequenz des Motors basierend auf der vorausgesagten modalen Antwort des Fahrzeugs ein.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/699,216, die am 10. September 2012 eingereicht wurde. Die Offenbarung der vorstehenden Anmeldung ist hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen.
Diese Anmeldung steht in Beziehung mit der US-Patentanmeldung Nr. 13/798,451, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/798,351, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/798,586, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/798,590, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/798,536, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/798,435, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/798,471, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/798,737, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/798,701, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/798,518, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/798,540, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/798,574, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/799,181, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/799,116, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/798,624, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/798,384, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, Nr. 13/798,775, die am 13. März 2013 eingereicht wurde, und Nr. 13/798,400, die am 13. März 2013 eingereicht wurde. Die gesamten Offenbarungen der vorstehenden Anmeldungen sind hierin durch Bezugnahme eingeschlossen.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern einer Zündungssequenz eines Motors, um eine Schwingung verringern, wenn Zylinder des Motors deaktiviert werden.
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.
Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoff-Gemisch 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/Kraftstoff-Gemisch an die Zylinder zu liefern und/oder um eine Soll-Drehmomentausgabe zu erreichen. Eine Erhöhung der Menge an Luft und Kraftstoff, die an die Zylinder geliefert werden, vergrößert die Drehmomentausgabe des Motors.
Bei Motoren mit Funkenzündung löst ein Zündfunken die Verbrennung eines Luft/Kraftstoff-Gemischs aus, das an die Zylinder geliefert wird. Bei Motoren mit Kompressionszündung verbrennt die Kompression in den Zylindern das Luft/Kraftstoff-Gemisch, das an die Zylinder geliefert wird. Der Zündfunkenzeitpunkt und die Luftströmung können die primären Mechanismen zum Einstellen der Drehmomentausgabe der Motoren mit Funkenzündung sein, während die Kraftstoffströmung der primäre Mechanismus zum Einstellen der Drehmomentausgabe der Motoren mit Kompressionszündung sein kann.
Unter bestimmen Umständen können ein oder mehrere Zylinder eines Motors deaktiviert werden, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern. Beispielsweise können ein oder mehrere Zylinder deaktiviert werden, wenn der Motor einen angeforderten Betrag des Drehmoments erzeugen kann, während der eine oder die mehreren Zylinder deaktiviert sind. Die Deaktivierung eines Zylinders kann umfassen, dass das Öffnen von Einlass- und Auslassventilen des Zylinders deaktiviert wird und dass eine Kraftstoffzufuhr des Zylinders deaktiviert wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein System gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Schwingungsvoraussagemodul und ein Zündungssequenzmodul. Das Schwingungsvoraussagemodul sagt eine modale Antwort eines Fahrzeugs basierend auf einer Zündungssequenz eines Motors voraus, wenn ein Zylinder des Motors deaktiviert wird. Das Zündungssequenzmodul stellt die Zündungssequenz des Motors basierend auf der vorausgesagten modalen Antwort des Fahrzeugs ein.
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.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen vollständiger verständlich werden, wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Steuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
3 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Steuerverfahren gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt;
4 bis 11 Grafiken sind, die beispielhafte Drehmomentpulssignale und Fahrzeug-Schwingungsantwortsignale gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellen;
12 eine Tabelle ist, die eine beispielhafte Fahrzeug-Schwingungsantwort gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
13 und 14 Grafiken sind, die beispielhafte Fahrzeug-Schwingungsantworten gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wenn ein Zylinder-Deaktivierungssystem Zylinder eines Motors deaktiviert, kann eine Zündungssequenz des Motors auf eine zufällige oder periodische Weise eingestellt werden, um eine gewünschte Anzahl von deaktivierten Zylindern zu erhalten und/oder um zu verändern, welche Zylinder deaktiviert sind. Eine Zündungssequenz kann ohne Berücksichtigung des Geräusch- und Schwingungsverhaltens eines Fahrzeugs eingestellt werden. Daher kann ein Fahrer eine Zunahme an Geräusch und Schwingung wahrnehmen, und die Anwendbarkeit des Zylinderdeaktivierungssystems kann eingeschränkt sein.
Ein Steuersystem und ein Steuerverfahren gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung optimieren eine Zündungssequenz eines Motors, wenn Zylinder des Motors deaktiviert werden, um ein Gleichgewicht zwischen der Drehmomentausgabe, der Kraftstoffwirtschaftlichkeit und der Schwingung zu schaffen. Schwingungsantworten werden für mehrere Zündungssequenzoptionen vorausgesagt, die eine gewünschte Anzahl von deaktivierten Zylindern erreichen. Eine der Zündungssequenzoptionen wird basierend auf den vorausgesagten Schwingungsantworten der Zündungssequenzoptionen ausgewählt.
Die Schwingungsantworten, die aus einer Zündungssequenz resultieren, können vorausgesagt werden, indem modale Schwingungsantworten auf Drehmomentpulse, die Zylindern in der Zündreihenfolge zugeordnet sind, vorausgesagt werden, indem der zeitliche Verlauf der modalen Antworten ermittelt wird und indem diese modalen Antworten summiert werden. Die Drehmomentpulse können für zündende Zylinder und nicht zündende Zylinder in einer Zündungssequenz geschätzt werden. Jeder Drehmomentpuls kann einer vorbestimmten Anzahl (z. B. zwei) von Kurbelwellenumdrehungen entsprechen. Die Antworten von mehreren (z. B. fünf) Schwingungsmoden auf jeden Drehmomentpuls können basierend auf den modalen Charakteristiken eines Fahrzeugs vorausgesagt werden, die dessen modale Frequenzen und Dämpfungsverhältnisse umfassen, die vorbestimmt und in einer Tabelle gespeichert sein können.
Eine Schwingungsmode ist durch ihre modale Frequenz und ihre modale Form oder Richtung (z. B. Biegung, Torsion) charakterisiert. An jedem Ort in einem Fahrzeug ist die Amplitude der Schwingung in jeder Richtung der modalen Antwort direkt proportional. Daher kann die Amplitude der Schwingung in jeder Richtung ermittelt werden, indem die modale Antwort mit einem Multiplikator multipliziert wird, der für jede Richtung einheitlich sein kann. Die gesamte Schwingung an einem gegebenen Ort in einem Fahrzeug und einer gegebenen Richtung kann vorausgesagt werden, indem die Beiträge jeder Mode summiert werden.
Die modale Antwort einer zukünftigen Zündungssequenz kann durch die modalen Antworten von vorhergehenden Zündungssequenzen beeinflusst werden. Daher können die modalen Antworten von vorhergehenden Zündungssequenzen summiert werden, um eine gegenwärtige modale Antwort zu ergeben, und die vorausgesagte modale Antwort einer zukünftigen Zündungssequenz kann zu der gegenwärtigen modalen Antwort addiert werden, um eine gesamte Schwingungsantwort zu ergeben. Die gesamte Schwingungsantwort jeder Zündungssequenzoption kann als ein einzelner Wert ausgedrückt werden, wie beispielsweise als ein maximaler Wert von Spitze zu Spitze, der verwendet werden kann, um eine der Zündungssequenzoptionen auszuwählen.
Das Voraussagen der Schwingungsantwort eines Fahrzeugs auf einer modalen Basis, wie es vorstehend beschrieben ist, verringert die Anzahl von Berechnungen, die zum Voraussagen der Schwingungsantwort jeder Zündungssequenzoption erforderlich sind. Dadurch kann die Anzahl von Zündungssequenzoptionen, die in einer gegebenen Zeitdauer ausgewertet werden, unter Verwendung des gleichen Betrags an Verarbeitungsleistung erhöht werden. Das Erhöhen der Anzahl von Zündungssequenzoptionen, die ausgewertet werden, kann das Schwingungsverhalten des Fahrzeugs verbessern.
Nun auf 1 Bezug nehmend, umfasst ein Motorsystem 100 einen Motor 102, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen. Der Betrag des Antriebsdrehmoments, das durch den Motor 102 erzeugt wird, basiert auf einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 104. Luft wird durch ein Einlasssystem 108 in den Motor 102 eingelassen. Das Einlasssystem 108 umfasst einen Einlasskrümmer 110 und ein Drosselventil 112. Das Drosselventil 112 kann ein Schmetterlingsventil mit einem rotierbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 116, welches das Öffnen des Drosselventils 112 regelt, um die Luftmenge zu steuern, die in den Einlasskrümmer 110 eingelassen wird.
Luft aus dem Einlasskrümmer 110 wird in Zylinder des Motors 102 eingelassen. Zu Darstellungszwecken ist ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Der Motor 102 kann jedoch mehrere Zylinder aufweisen. Beispielsweise kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder aufweisen. Das ECM 114 kann einen oder mehrere der Zylinder deaktivieren, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter bestimmten Motorbetriebsbedingungen verbessern kann.
Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertaktzyklus arbeiten. Die vier Takte umfassen einen Einlasstakt, einen Kompressionstakt, einen Verbrennungstakt und einen Auslasstakt. 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.
Während des Einlasstakts wird Luft aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 angesaugt. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 125 regelt, um die Menge des Kraftstoffs, der dem Zylinder zugeführt wird, zum Erreichen eines gewünschten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu regeln. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 125 kann den Kraftstoff direkt in den Zylinder 118 oder in eine Mischkammer, die dem Zylinder 118 zugeordnet sind, einspritzen. 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/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 Kompression in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. 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. Der Zündfunken zündet das Luft/Kraftstoff-Gemisch. 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 mit der Kurbelwellendrehung in direkter Beziehung steht, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen.
Das Erzeugen des Zündfunkens kann als ein Zündungsereignis bezeichnet werden. Ein Zündungsereignis bewirkt die Verbrennung in einem Zylinder, wenn ein Luft/Kraftstoff-Gemisch an den Zylinder geliefert wird (z. B., wenn der Zylinder aktiv ist). Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann die Fähigkeit aufweisen, den Zeitpunkt des Zündfunkens für jedes Zündungsereignis zu variieren. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann sogar in der Lage sein, den Zündfunkenzeitpunkt für ein nächstes Zündungsereignis zu variieren, wenn das Zündfunkenzeitpunktsignal zwischen einem letzten Zündungsereignis und dem nächsten Zündungsereignis verändert wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen, und das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann den Zündfunkenzeitpunkt relativ zu dem TDC für alle Zylinder in dem Motor 102 um denselben Betrag variieren.
Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs den Kolben abwärts, wodurch die Kurbelwelle angetrieben wird. Wenn die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs den Kolben abwärtstreibt, bewegt sich der Kolben von dem TDC zu seiner untersten Position, die als unterer Totpunkt (BDC) bezeichnet wird.
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.
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.
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. Das ECM kann das Öffnen der Einlass- und Auslassventile 122, 130 der Zylinder abschalten, die deaktiviert sind. 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.
Das ECM 114 kann den Zylinder 118 deaktivieren, indem ein Ventil-Aktuatormodul 160 angewiesen wird, das Öffnen des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 zu deaktivieren. Das Ventil-Aktuatormodul 160 steuert einen Einlassventilaktuator 162, der das Einlassventil 122 öffnet und schließt. Das Ventil-Aktuatormodul 160 steuert einen Auslassventilaktuator 164, der das Auslassventil 130 öffnet und schließt. Gemäß einem Beispiel umfassen die Ventilaktuatoren 162, 164 Solenoide, die das Öffnen der Ventile 122, 130 deaktivieren, indem Nockenstößel von den Nockenwellen 140, 142 abgekoppelt werden. Gemäß einem anderen Beispiel sind die Ventilaktuatoren 162, 164 elektromagnetische oder elektrohydraulische Aktuatoren, die den Hub, die Zeiteinstellung und die Dauer der Ventile 122, 130 unabhängig von den Nockenwellen 140, 142 steuern. Bei diesem Beispiel können die Nockenwellen 140, 142, die Nockenphasensteller 148, 150 und das Phasensteller-Aktuatormodul 158 weggelassen werden.
Die Position der Kurbelwelle kann unter Verwendung eines Kurbelwellen-Positionssensors (CKP-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 beispielsweise in einem Kühler (nicht gezeigt).
Der Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorunterdruck gemessen werden, der die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 ist. Die 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.
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 114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
Nun auf 2 Bezug nehmend, umfasst eine beispielhafte Implementierung des ECM 114 ein Fahrer-Drehmomentmodul 202, ein Motordrehzahlmodul 204 und ein Zylinderaktivierungsmodul 206. Das Fahrer-Drehmomentmodul 202 ermittelt eine Fahrer-Drehmomentanforderung basierend auf der Fahrereingabe von dem Fahrereingabemodul 104. Die Fahrereingabe kann auf einer Position eines Gaspedals basieren. Die Fahrereingabe kann auch auf einem Tempomat basieren, der ein adaptives Tempomatsystem sein kann, das die Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, um eine vorbestimmte Nachfolgedistanz aufrecht zu erhalten. Das Fahrer-Drehmomentmodul 202 kann eine oder mehrere Abbildungen der Gaspedalposition auf ein gewünschtes Drehmoment speichern, und es kann die Fahrer-Drehmomentanforderung basierend auf einer ausgewählten der Abbildungen ermitteln. Das Fahrer-Drehmomentmodul 202 gibt die Fahrer-Drehmomentanforderung aus.
Das Motordrehzahlmodul 204 ermittelt eine Motordrehzahl. Das Motordrehzahlmodul 204 kann die Motordrehzahl basierend auf einer Eingabe ermitteln, die von dem CKP-Sensor 180 empfangen wird. Das Motordrehzahlmodul 204 kann die Motordrehzahl basierend auf einem Betrag einer Kurbelwellendrehung zwischen Detektierungen von Zähnen und der entsprechenden Zeitdauer ermitteln. Das Motordrehzahlmodul 204 gibt die Motordrehzahl aus.
Das Zylinderaktivierungsmodul 206 deaktiviert Zylinder des Motors 102 basierend auf der Fahrer-Drehmomentanforderung. Das Zylinderaktivierungsmodul 206 kann einen oder mehrere Zylinder deaktivieren, wenn der Motor 102 die Fahrer-Drehmomentanforderung erfüllen kann, während die Zylinder deaktiviert sind. Das Zylinderaktivierungsmodul 206 kann die Zylinder reaktivieren, wenn der Motor 102 die Fahrer-Drehmomentanforderung nicht erfüllen kann, während die Zylinder deaktiviert sind. Das Zylinderaktivierungsmodul 206 gibt die Anzahl der deaktivierten Zylinder und/oder die Anzahl der aktiven Zylinder aus.
Ein Zündungssequenzmodul 208 ermittelt eine Zündungssequenz der Zylinder in dem Motor 102. Das Zündungssequenzmodul 208 kann die Zündreihenfolge nach jedem Motorzyklus festlegen und/oder einstellen. Alternativ kann das Zündungssequenzmodul 208 die Zündungssequenz vor jedem Zündungsereignis in dem Motor 102 festlegen und/oder einstellen. Ein Motorzyklus kann 720 Grad der Kurbelwellendrehung entsprechen. Eine Zündungssequenz kann ein oder mehrere Zylinderereignisse umfassen. Beispielsweise kann eine Zündungssequenz 4, 5, 8 oder 16 Zylinderereignisse umfassen. Ein Zylinderereignis kann sich auf ein Zündungsereignis und/oder eine Zunahme des Kurbelwinkels beziehen, während derer ein Zündfunken in einem Zylinder erzeugt wird, wenn der Zylinder aktiv ist. Das Zündungssequenzmodul 208 gibt die Zündungssequenz aus.
Das Zündungssequenzmodul 208 kann die Zündungssequenz von einem Motorzyklus auf den nächsten Motorzyklus ändern, um die Anzahl von aktiven Zylindern zu ändern, ohne dass die Reihenfolge verändert wird, in der die Zylinder zünden. Beispielsweise kann für einen 8-Zyindermotor mit einer Zündreihenfolge von 1-8-7-2-6-5-4-3 eine Zündungssequenz von 1-8-7-2-5-3 für einen Motorzyklus spezifiziert sein, und es kann eine Zündungssequenz von 1-7-2-5-3 für den nächsten Motorzyklus spezifiziert werden. Dies verringert die Anzahl von aktiven Zylindern von 6 auf 5.
Das Zündungssequenzmodul 208 kann die Anzahl aktiver Zylinder von einem Motorzyklus auf den nächsten Motorzyklus basierend auf Anweisungen ändern, die von dem Zylinderdeaktivierungsmodul 206 empfangen werden. Das Zylinderdeaktivierungsmodul 206 kann die Anzahl aktiver Zylinder zwischen zwei ganzen Zahlen abwechseln, um eine effektive Zylinderzahl zu erreichen, die gleich dem Mittelwert zwischen den zwei ganzen Zahlen ist. Beispielsweise kann das Zylinderdeaktivierungsmodul 206 die Anzahl aktiver Zylinder gleichmäßig zwischen 5 und 6 abwechseln, was zu einer effektiven Zylinderzahl von 5,5 führt.
Das Zylinderdeaktivierungsmodul 206 kann jeder Anzahl von aktiven Zylindern basierend auf der Anzahl von Motorzyklen, die jeder Anzahl von aktiven Zylindern entspricht, einen Gewichtungsfaktor zuweisen. Das Zylinderdeaktivierungsmodul 206 kann anschließend die effektive Zylinderzahl basierend auf einem gewichteten Mittelwert der Anzahlen aktiver Zylinder ermitteln. Beispielsweise kann das Zylinderdeaktivierungsmodul 206 die Anzahl von aktiven Zylindern für zwei aufeinanderfolgende Motorzyklen auf 5 einstellen, und es kann anschließend die Anzahl von aktiven Zylindern für einen Motorzyklus auf 6 ändern. In diesem Fall kann das Zylinderdeaktivierungsmodul 206 der Anzahl von aktiven Zylindern von 5 einen Gewichtungsfaktor von 2 und der Anzahl von aktiven Zylindern von 6 einen Gewichtungsfaktor von 1 zuweisen. Das Zylinderdeaktivierungsmodul 206 kann anschließend ermitteln, dass die effektive Zylinderzahl der drei Motorzyklen 5,33 beträgt.
Das Zündungssequenzmodul 208 kann die Zündungssequenz von einem Motorzyklus auf den nächsten Motorzyklus verändern, um zu verändern, welche Zylinder zünden, und um dadurch zu verändern, welche Zylinder aktiv sind, ohne dass die Anzahl von aktiven Zylindern verändert wird. Wenn beispielsweise drei Zylinder des 8-Zylindermotors, der vorstehend beschrieben wurde, deaktiviert sind, kann eine Zündungssequenz von 1-7-2-5-3 für einen Motorzyklus spezifiziert sein, und es kann eine Zündungssequenz von 8-2-6-4-3 für den nächsten Motorzyklus spezifiziert werden. Dies deaktiviert die Zylinder 1, 7 und 5 und reaktiviert die Zylinder 8, 6 und 4.
Ein Drehmomentpulsmodul 210 schätzt Drehmomentpulse von zündenden Zylindern und nicht zündenden Zylindern. Ein Schwingungsvoraussagemodul 212 sagt eine Schwingungsantwort des Fahrzeugs basierend auf der Zündungssequenz und den Drehmomentpulsen voraus. Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann die Schwingungsantworten mehrerer Zündungssequenzoptionen voraussagen und die vorausgesagten Schwingungen ausgeben. Das Zündungssequenzmodul 208 und/oder das Schwingungsvoraussagemodul 212 können die Zündungssequenzoptionen basierend auf der Anzahl von deaktivierten Zylindern ermitteln, die durch das Zylinderdeaktivierungsmodul 206 ausgegeben wird.
Das Zündungssequenzmodul 208 kann eine der Zündungssequenzoptionen basierend auf den vorausgesagten Schwingungen auswählen. Das Zündungssequenzmodul 208 kann die Zündungssequenz optimieren, um die Fahrer-Drehmomentanforderung zu erfüllen, während die Kraftstoffwirtschaftlichkeit maximiert und die Schwingung minimiert wird. Das Zündungssequenzmodul 208 gibt die Zündungssequenz nach der Optimierung an ein Kraftstoffsteuermodul 214, ein Zündfunkensteuermodul 216 und ein Ventilsteuermodul 218 aus.
Das Drehmomentpulsmodul 210 schätzt die Drehmomentpulse basierend auf Motorbetriebsbedingungen, wie beispielsweise dem Krümmerdruck und der Motordrehzahl. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Drehmomentpulsmodul 210 die Drehmomentpulse basierend auf dem Zündfunkenzeitpunkt und der Zeiteinstellung von Ventilen schätzen, die von dem Zündfunkensteuermodul 216 bzw. von dem Ventilsteuermodul 218 empfangen werden können. Wenn die Drehmomentpulse geschätzt werden, kann das Drehmomentpulsmodul 210 annehmen, dass trotz der Unterschiede bezüglich der Lage (z. B. relativ zu dem Einlasskrümmer 110) jeder zündende Zylinder den gleichen Drehmomentpuls erzeugt und jeder nicht zündende Zylinder den gleichen Drehmomentpuls erzeugt.
Die Dauer jedes Drehmomentpulses kann einer Zeitdauer eines thermodynamischen Zyklus in einem Zylinder entsprechen. Beispielsweise kann die Dauer jedes Drehmomentpulses für einen Viertaktmotor zwei Kurbelwellenumdrehungen entsprechen. Die Drehmomentpulse können vor einem Einlasstakt beginnen, wenn sich ein Kolben in einem Zylinder beim TDC befindet. Alternativ können die Drehmomentpulse vor einem Auslasstakt beginnen, wenn sich ein Kolben in einem Zylinder beim BDC befindet, was der Zeit entsprechen kann, zu der die Einlass- und die Auslassventile 122, 130 deaktiviert werden.
Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann die Antwort einer oder mehrerer (z. B. 5) Schwingungsmoden eines Fahrzeugs auf jeden Drehmomentpuls in einer Zündungssequenz voraussagen. Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann die Antwort jeder Mode auf jeden Drehmomentpuls basierend auf modalen Charakteristiken eines Fahrzeugs voraussagen, die dessen modale Frequenzen und Dämpfungsverhältnisse umfassen. Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann die modalen Antworten auf einen Drehmomentpuls summieren, um eine gesamte Schwingungsantwort des Fahrzeugs zu erhalten.
Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann die Antwort jeder Mode auf jeden Drehmomentpuls basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen einem Kurbelwellendrehmoment und einer modalen Antwort voraussagen. Die vorbestimmte Beziehung kann durch ein Testen im Labor und/oder durch eine computergestützte Simulation entwickelt werden, und sie kann in einer Gleichung und/oder in einer Nachschlagetabelle verkörpert werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann die vorbestimmte Beziehung als eine Impulsantwortfunktion verkörpert werden, wie beispielsweise als eine Einheitsimpuls-Antwortfunktion.
Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann die Schwingungsantwort an einem oder mehreren Orten voraussagen. Beispielsweise kann das Schwingungsvoraussagemodul 212 die Schwingungsantwort an einer Fahrer-Schnittstellenkomponente voraussagen, wie beispielsweise an einem Fahrersitz, an einem Lenkrad oder an einem Pedal. Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann die Schwingungsantwort in einer oder mehreren Richtungen voraussagen. Beispielsweise kann das Schwingungsvoraussagemodul 212 die Schwingungsantwort in der Längsrichtung, der Querrichtung und in vertikalen Richtungen voraussagen.
Eine Schwingungsmode ist durch ihre modale Frequenz und ihre modale Form oder Richtung (z. B. Biegung, Torsion) charakterisiert. Die Amplitude der Schwingungsantwort an jedem Ort und in jeder Richtung ist der modalen Antwort direkt proportional. Dadurch kann das Schwingungsvoraussagemodul 212 die Amplitude der Schwingung an jedem Ort und in jeder Richtung voraussagen, indem das Produkt der modalen Antwort und eines Multiplikators ermittelt wird, der für jeden Ort und jede Richtung einheitlich sein kann.
Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann die Antwort jeder Mode auf jeden Drehmomentpuls in einer Zündungssequenz voraussagen, indem jeder Drehmomentpuls mit einer modalen Einheitsimpuls-Antwortfunktion gefaltet wird. Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann die Antwort jeder Mode auf eine Zündungssequenz voraussagen, indem der zeitliche Verlauf der modalen Antwort auf jeden Drehmomentpuls in der Zündungssequenz ermittelt wird und indem die Anteile der modalen Antworten summiert werden, die bezüglich der Zeit überlappen. Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann den zeitlichen Verlauf der modalen Antworten basierend auf der Kurbelwellenposition und der Motordrehzahl ermitteln.
Die modale Antwort einer zukünftigen Zündungssequenz kann durch die modalen Antworten von vorhergehenden Zündungssequenzen beeinflusst werden, da die modalen Antworten in der Zeit überlappen. Daher kann das Schwingungsvoraussagemodul 212 die modalen Antworten vorhergehender Zündungssequenzen summieren, um eine gegenwärtige modale Antwort zu erhalten, und es kann die modale Antwort der zukünftigen Zündungssequenz zu der gegenwärtigen modalen Antwort addieren, um eine gesamte modale Antwort zu erhalten.
Eine modale Antwort kann durch ihren Betrag und ihre Phase charakterisiert werden, die durch einen komplexen Vektor ausgedrückt werden können, der einmal pro Schwingungsdauer rotiert. Der Betrag einer modalen Antwort fällt gemäß deren Dämpfungsverhältnis ab. Sobald der Betrag und die Phase der gegenwärtigen modalen Antwort bekannt sind, kann daher die Weise, auf die die gegenwärtige modale Antwort abfällt, basierend auf dem Verlauf ihrer Phase und dem Abfallen ihres Betrags vorausgesagt werden. Der Verlauf der Phase und das Abfallen des Betrags können basierend auf den modalen Charakteristiken des Fahrzeugs ermittelt werden.
Die gesamte modale Schwingungsantwort kann anhand eines einzelnen Werts ausgedrückt werden. Beispielsweise kann die gesamte modale Schwingungsantwort als ein maximaler Wert von Spitze zu Spitze der gesamten modalen Schwingungsantwort ausgedrückt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die gesamte modale Schwingungsantwort als ein Verhältnis der gesamten modalen Schwingungsantwort zu einer vorbestimmten modalen Schwingungsantwort ausgedrückt werden. Verschiedene andere Schwingungskriterien können verwendet werden, um die gesamte modale Schwingungsantwort zu quantifizieren. Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann die Zündungssequenzoptionen und die entsprechenden gesamten Schwingungsantworten ausgeben.
Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann die Schwingungsantworten der Zündungssequenzoptionen voraussagen, und das Zündungssequenzmodul 208 kann eine der Zündungssequenzoptionen zu einer ersten Zeit auswählen. Eine erste Zeitdauer zwischen der ersten Zeit und einer zweiten Zeit, die dem Start eines Zylinderereignisses entspricht, kann eingestellt werden, um zu ermöglichen, dass das ECM 114 Zylinder gemäß der ausgewählten Zündungssequenzoption aktiviert oder deaktiviert. Beispielsweise kann die erste Zeitdauer basierend auf einer Zeitspanne eingestellt werden, die zum Deaktivieren der Einlass- und der Auslassventile 122, 130 erforderlich ist.
Das Kraftstoffsteuermodul 214 weist das Zündfunkenaktuatormodul 124 an, Kraftstoff gemäß der Zündungssequenz an Zylinder des Motors 102 zu liefern. Das Zündfunkensteuermodul 216 weist das Zündfunken-Aktuatormodul 126 an, einen Zündfunken gemäß der Zündungssequenz in Zylindern des Motors 102 zu erzeugen. Das Zündfunkensteuermodul 216 kann ein Signal ausgeben, das angibt, welcher der Zylinder in der Zündungssequenz der nächste ist. Das Zündfunkensteuermodul 216 kann den Zündfunkenzeitpunkt der zündenden Zylinder an das Drehmomentpulsmodul 210 ausgeben. Das Ventilsteuermodul 218 weist das Ventil-Aktuatormodul 160 an, die Einlass- und die Auslassventile des Motors 102 gemäß der Zündungssequenz zu öffnen. Das Ventilsteuermodul 218 kann die Zeiteinstellung der Ventile der zündenden Zylinder an das Drehmomentpulsmodul 210 ausgeben.
Bei verschiedenen Implementierungen kann das Schwingungsvoraussagemodul 212 für jede der Zündungssequenzoptionen Schwingungsantworten für mehrere Zündfunkenzeitpunkte und mehrere Krümmerdrücke voraussagen. Die Zündfunkenzeitpunkte und die Krümmerdrücke können aus einem vorbestimmten Bereich von Zündfunkenzeitpunkten bzw. einem vorbestimmten Bereich von Krümmerdrücken ausgewählt werden. Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann die Zündungssequenzoptionen, die Zündfunkenzeitpunkte, die Krümmerdrücke und die Schwingungsantworten ausgeben, die jeder Kombination von Zündungssequenzoption, Zündfunkenzeitpunkt und Krümmerdruck entsprechen.
Das Zündungssequenzmodul 208 kann die Zündungssequenz, den Zündfunkenzeitpunkt und den Krümmerdruck optimieren, um die Fahrer-Drehmomentanforderung zu erfüllen, während die Kraftstoffwirtschaftlichkeit maximiert und die Schwingung minimiert wird. Das Zündungssequenzmodul 208 kann die Zündungssequenz, den Zündfunkenzeitpunkt und den Krümmerdruck nach der Optimierung ausgeben. Das Zündfunkensteuermodul 216 kann anschließend den optimierten Zündfunkenzeitpunkt an das Zündfunken-Aktuatormodul 126 ausgeben. Zusätzlich können ein Drosselsteuermodul (nicht gezeigt) und das Ventilsteuermodul 218 eine Drosselfläche bzw. die Zeiteinstellung der Ventile basierend auf der optimierten Zündungssequenz und/oder dem optimierten Krümmerdruck einstellen. Das Drosselsteuermodul kann die Drosselfläche an das Drossel-Aktuatormodul 116 ausgeben. Darüber hinaus kann das Kraftstoffsteuermodul 214 die Einspritzungsmenge und/oder den Einspritzungszeitpunkt basierend auf der optimierten Zündungssequenz steuern.
Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Optimierungsmodul (nicht gezeigt) die Zündungssequenz, den Zündfunkenzeitpunkt und den Krümmerdruck optimieren, um die Fahrer-Drehmomentanforderung zu erfüllen, während die Kraftstoffwirtschaftlichkeit maximiert wird. Das Optimierungsmodul kann die Zündungssequenz, den Zündfunkenzeitpunkt und den Krümmerdruck nach der Optimierung ausgeben. Das Optimierungsmodul kann die Optimierung ausführen und die Ergebnisse anstelle des Zündungssequenzmoduls 208 ausgeben. Das Optimierungsmodul kann die Schwingungsantworten, die jeder Kombination von Zündungssequenzoption, Zündfunkenzeitpunkt und Krümmerdruck entsprechen, von dem Schwingungsvoraussagemodul 212 empfangen. Das Optimierungsmodul kann die Drehmomentausgabe, die jeder Kombination entspricht, und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit, die jeder Kombination entspricht, von einem Drehmomentschätzmodul (nicht gezeigt) bzw. einem Kraftstoffwirtschaftlichkeitsmodul (nicht gezeigt) empfangen. Das Kraftstoffwirtschaftlichkeitsmodul kann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs für jede Kombination von Zündungssequenzoption, Zündfunkenzeitpunkt und Krümmerdruck schätzen. Das Drehmomentschätzmodul kann die Drehmomentausgabe des Motors 102 für jede Kombination von Zündungssequenzoption, Zündfunkenzeitpunkt und Krümmerdruck schätzen.
Nun auf 3 Bezug nehmend, beginnt bei 302 ein Verfahren zum Steuern einer Zündungssequenz eines Motors, um eine Schwingung zu verringern, wenn Zylinder des Motors deaktiviert werden. Bei 304 ermittelt das Verfahren Zündungssequenzoptionen. Das Verfahren kann die Zündungssequenzoptionen basierend auf der Anzahl der Zylinder ermitteln, die deaktiviert sind.
Bei 306 schätzt das Verfahren Drehmomentpulse von zündenden und nicht zündenden Zylindern. Das Verfahren kann die Drehmomentpulse basierend auf Motorbetriebsbedingungen schätzen, wie beispielsweise dem Krümmerdruck, der Motordrehzahl, dem Zündfunkenzeitpunkt und/oder der Ventilzeiteinstellung. Wenn die Drehmomentpulse geschätzt werden, kann das Verfahren annehmen, dass jeder zündende Zylinder den gleichen Drehmomentpuls erzeugt und dass jeder nicht zündende Zylinder den gleichen Drehmomentpuls erzeugt. Das Verfahren kann jedoch diese Annahme nicht verwenden, wenn eine größere Genauigkeit gewünscht wird.
Die Dauer jedes Drehmomentpulses kann einer Zeitdauer eines thermodynamischen Zyklus in einem Zylinder entsprechen. Beispielsweise kann die Dauer jedes Drehmomentpulses für einen Viertaktmotor zwei Kurbelwellenumdrehungen entsprechen. Die Drehmomentpulse können vor einem Einlasstakt beginnen, wenn sich ein Kolben in einem Zylinder am TDC befindet. Alternativ können die Drehmomentpulse vor einem Auslasstakt beginnen, wenn sich ein Kolben in einem Zylinder am BDC befindet.
Bei 308 sagt das Verfahren die Antwort mehrerer (z. B. fünf) Schwingungsmoden eines Fahrzeugs auf jeden Drehmomentpuls in einer Zündungssequenzoption voraus. Das Verfahren kann die Antwort jeder Mode auf jeden Drehmomentpuls basierend auf modalen Charakteristiken des Fahrzeugs voraussagen, die dessen modale Frequenzen und Dämpfungsverhältnisse umfassen. Das Verfahren kann die Antwort jeder Mode auf jeden Drehmomentpuls basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Kurbelwellendrehmoment und der modalen Antwort voraussagen. Die vorbestimmte Beziehung kann durch ein Testen im Labor und/oder durch eine computergestützte Simulation entwickelt werden, und sie kann in einer Gleichung und/oder in einer Nachschlagetabelle verkörpert werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann die vorbestimmte Beziehung als eine Impulsantwortfunktion verkörpert werden, wie beispielsweise als eine Einheitsimpuls-Antwortfunktion.
Das Verfahren kann die Schwingungsantwort an einem oder mehreren Orten in dem Fahrzeug voraussagen. Beispielsweise kann das Verfahren die Schwingungsantwort an einer Fahrer-Schnittstellenkomponente voraussagen, wie beispielsweise an einem Sitz, einem Pedal oder einem Lenkrad. Das Verfahren kann die Schwingungsantwort in einer oder mehreren Richtungen voraussagen. Beispielsweise kann das Verfahren die Schwingungsantwort in der Längsrichtung, der Querrichtung und/oder in vertikalen Richtungen voraussagen.
Eine Schwingungsmode ist durch ihre modale Frequenz und ihre modale Form oder Richtung charakterisiert (Biegung, Torsion). Die Amplitude der Schwingung in jeder Richtung ist der modalen Antwort direkt proportional. Daher kann das Verfahren die Amplitude einer Schwingung in jeder Richtung voraussagen, indem das Produkt der modalen Antwort und eines Multiplikators ermittelt wird, der für jede Richtung einheitlich sein kann.
Das Verfahren kann die Antwort jeder Mode auf jeden Drehmomentpuls in einer ersten Zündungssequenzoption voraussagen, indem jeder Drehmomentpuls mit einer modalen Einheitsimpuls-Antwortfunktion gefaltet wird. In einigen Fällen können ein Drehmomentpuls und die modale Einheits-Antwortfunktion einmal gefaltet werden, und die resultierende modale Antwort kann für eine wiederholte Verwendung gespeichert werden. Wenn die Motorbetriebsbedingungen die gleichen wie diejenigen, die den Drehmomentpuls ergeben, oder diesen ähnlich sind, kann die gespeicherte modale Antwort anschließend aus einem Speicher abgerufen werden, anstatt dass ein Drehmomentpuls geschätzt wird und anschließend eine modale Antwort auf den Drehmomentpuls vorausgesagt wird.
Bei 310 ermittelt das Verfahren den zeitlichen Verlauf der Antwort jeder Mode auf jeden Drehmomentpuls in einer Zündungssequenzoption. Das Verfahren kann den zeitlichen Verlauf der modalen Antworten basierend auf der Kurbelwellenposition und der Motordrehzahl ermitteln. Bei 312 summiert das Verfahren die modalen Antworten auf die Drehmomentpulse in einer Zündungssequenzoption, um eine modale Antwort der Zündungssequenzoption zu erhalten. Das Verfahren addiert die modale Antwort der Zündungssequenzoption zu den modalen Antworten vorhergehender Zündungssequenzen, um eine gesamte Schwingungsantwort zu erhalten, die der Zündungssequenzoption zugeordnet ist.
Die gesamte modale Schwingungsantwort kann anhand eines einzelnen Werts ausgedrückt werden. Beispielsweise kann die gesamte modale Schwingungsantwort als ein maximaler Wert von Spitze zu Spitze der gesamten modalen Schwingungsantwort ausgedrückt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die gesamte modale Schwingungsantwort als ein Verhältnis der gesamten modalen Schwingungsantwort zu einer vorbestimmten modalen Schwingungsantwort ausgedrückt werden. Verschiedene andere Schwingungskriterien können verwendet werden, um die gesamte modale Schwingungsantwort zu quantifizieren.
Bei 314 ermittelt das Verfahren, ob die modalen Antworten für jede Zündungssequenzoption vorausgesagt sind. Wenn die modalen Antworten für jede Zündungssequenzoption vorausgesagt sind, fährt das Verfahren bei 316 fort. Ansonsten fährt das Verfahren bei 310 fort. Bei 316 wählt das Verfahren eine der Zündungssequenzoptionen basierend auf den vorausgesagten modalen Antworten aus. Das Verfahren kann die Zündungssequenz optimieren, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu maximieren und die Schwingung zu minimieren, während eine Drehmomentanforderung erfüllt wird.
Nun auf 4 Bezug nehmend, ist bei 402 ein Beispiel einer Einheitsimpulsantwort eines Fahrzeugs auf ein Kurbelwellendrehmoment an einem gegebenen Ort und für eine gegebene Mode dargestellt. Die Einheitsimpulsantwort 402 und eine Hüllkurve 404 ihrer Amplitude sind bezogen auf x-Achse 406 und eine y-Achse 408 aufgetragen. Die x-Achse 406 repräsentiert die Zeit in Sekunden. Die y-Achse 408 repräsentiert die Beschleunigung in Meter pro Sekunde im Quadrat (m/s²).
Die Einheitsimpulsantwort 402 wird für eine Eigenschwingungsmode des Fahrzeugs ermittelt. Die Einheitsimpulsantwort 402 kann durch eine computergestützte Simulation (z. B. durch eine Analyse mit finiten Elementen) und/oder durch ein Testen im Labor (z. B. durch physikalische Messungen) erhalten werden. Die Einheitsimpulsantwort 402 variiert für unterschiedliche Moden und unterschiedliche Messpunkte an der Fahrzeugkarosserie und mit der Richtung der gemessenen Schwingung.
Die Einheitsimpulsantwort 402 charakterisiert eine Mode mit einer Eigenfrequenz von 13 Hertz (Hz) und einem Dämpfungsverhältnis von 0,05 (d. h. 5 Prozent). Die Hüllkurve 404 der Einheitsimpulsantwort 402 fällt glatt ab, wodurch die Hüllkurve 404 leicht vorausgesagt werden kann, wenn die gegenwärtige Amplitude bekannt ist. Dieses glatte ”Abklingen” vereinfacht die Berechnung der Schwingungsantwort jeder Mode auf einen gegebenen Drehmomentpuls, sobald der Drehmomentpuls beendet ist.
Nun auf 5 Bezug nehmend, ist bei 502 ein Beispiel eines Drehmomentpulses eines zündenden Zylinders in einem Motor, der bei 1250 Umdrehungen pro Minute (RPM) arbeitet, und bei 504 ein Beispiel eines Drehmomentpulses eines nicht zündenden Zylinders in dem Motor dargestellt. Die Drehmomentpulse 502, 504 sind bezogen auf eine x-Achse 506 und eine y-Achse 508 aufgetragen. Die x-Achse 506 repräsentiert die Zeit in Sekunden. Die y-Achse 508 repräsentiert das Drehmoment in Newtonmetern (Nm). Die Drehmomentpulse 502, 504 dauern ungefähr 0,096 Sekunden. Die Dauer der Drehmomentpulse kann jedoch, wie vorstehend diskutiert wurde, auf einer vorbestimmten Anzahl von Kurbelwellendrehungen (z. B. zwei) basieren, und sie kann daher von der Motordrehzahl abhängen.
Nun auf 6 Bezug nehmend, ist eine beispielhafte Schwingungsantwort einer Mode, die durch die Einheitsimpulsantwort 402 charakterisiert ist, bei 602 dargestellt. Die modale Schwingungsantwort 602 wird durch den Drehmomentpuls 502 hervorgerufen. Die modale Schwingungsantwort 602 wird durch eine Faltung des Drehmomentpulses 502 mit der Einheitsimpulsantwort 402 erhalten. Die modale Schwingungsantwort 602 ist bezogen auf eine x-Achse 604 und eine y-Achse 606 aufgetragen. Die x-Achse 604 repräsentiert die Zeit in Sekunden. Die y-Achse 608 repräsentiert die Amplitude der modalen Schwingungsantwort 602. Die modale Schwingungsantwort 602 dauert ungefähr eine Sekunde, wie es in 6 gezeigt ist, obwohl der Drehmomentpuls 502 nur ungefähr 0,096 Sekunden dauert.
Die modale Schwingungsantwort 602 weist zwei separate Teile auf: eine erzwungene Antwort 608 während der Anwendung des Drehmomentpulses 502 und eine freie Antwort 610, die danach auftritt. Während der erzwungenen Antwort 608 wächst die Amplitude der modalen Schwingungsantwort 602 ausgehend von null, oszilliert und erreicht eine gewisse endgültige Amplitude an einem Ende 612 des Drehmomentpulses 502. Während der Anregung hängt die Oszillation der modalen Schwingungsantwort 602 von dem Frequenzgehalt des Drehmomentpulses 502 und auch von der Eigenfrequenz und dem Dämpfungsverhältnis der Mode ab.
Während der freien Antwort 610 beginnt die Amplitude der modalen Schwingungsantwort 602 bei der Amplitude an dem Ende der Anregung, und von dort aus oszilliert sie in einer exponentiell abfallenden Sinuskurve, die einer einfachen Gleichung folgt. Die Frequenz der Sinuskurve ist gleich der Eigenfrequenz der Mode. Die Rate, mit der die freie Antwort 610 abfällt, hängt von dem Dämpfungsverhältnis der Mode ab. Ein höheres Dämpfungsverhältnis ergibt ein schnelleres Abfallen.
Sobald die modalen Antworten für zündende und nicht zündende Drehmomentpulse erhalten sind, kann die modale Antwort einer Reihe von Drehmomentpulsen berechnet werden, die zeitlich beabstandet sind. Beispielsweise sind bei einem gleichmäßig zündenden Viertakt-V8-Motor Drehmomentpulse um Intervalle von 90 Grad des Kurbelwinkels oder um 0,0125 Sekunden bei 1200 RPM beabstandet.
Nun auf 7 Bezug nehmend, ist bei 702 ein Beispiel einer modalen Schwingungsantwort eines Fahrzeugs aufgrund von 13 Drehmomentpulsen in einem V8-Motor dargestellt, der bei 1200 RPM arbeitet. Die Schwingungsantwort 702 ist bezogen auf eine x-Achse 704 und eine y-Achse 706 aufgetragen. Die x-Achse 704 repräsentiert die Zeit in Sekunden. Die y-Achse 706 repräsentiert die Amplitude der modalen Antwort 702.
Der V8-Motor weist ein Zündungsmuster von 1-1-0-1-1-1-0-1-1-0-1-1-0 auf, wobei ”1” eine Zündung bezeichnet und ”0” keine Zündung bezeichnet. Das Muster ist zufällig, wobei im Mittel 5,54 von 8 Zylindern jede 2 Umdrehungen zünden. Die Drehmomentpulse treten während 5 Kurbelwellenumdrehungen zwischen 0 und 0,250 Sekunden auf. Während dieser Zeitdauer baut sich die modale Antwort 702 zu einer stark modulierenden Schwingung mit Spitzenamplituden bei 0,05 und 0,15 Sekunden auf. Dieses Schwingungsniveau ist größer und unregelmäßiger als dasjenige, das durch einen gleichmäßig zündenden V8-Motor erzeugt wird. Bei 708 enden die Drehmomentpulse, und die modale Antwort 702 beginnt in einer exponentiell abfallenden Sinuskurve auf null abzufallen, welche eine freie Antwort 710 bildet.
Sobald eine modale Antwort erhalten wurde, kann die Schwingung, die durch die modale Antwort verursacht wird, für einen beliebigen Ort und eine beliebige Richtung der Antwort in einem Fahrzeug berechnet werden (z. B. an einer Sitzschiene in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, an einer Sitzschiene in Querrichtung, am Lenkrad in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung). Die vollständige Schwingung, die alle Moden umfasst, kann erhalten werden, indem die Beiträge jeder Mode an einem gegebenen Ort und in einer gegebenen Richtung addiert werden.
Nun auf 8 Bezug nehmend, ist eine komplexe Darstellung der Impulsantwort 702 bei 802 dargestellt. Bei einer Geräusch- und Schwingungsanalyse werden der Betrag und die Phase einer oszillierenden Bewegung oft in einer komplexen Form anstatt direkt als Sinuskurven dargestellt. Dies ermöglicht eine einfache Addition zahlreicher sinusförmiger Antwortkurven (beispielsweise aufgrund zahlreicher Drehmomentpulse), ohne explizit trigonometrische Funktionen zu verwenden.
Die komplexe Darstellung 802 ist bezogen auf eine x-Achse 804, eine y-Achse 806 und eine z-Achse 808 aufgetragen. Die x-Achse 804 repräsentiert die Zeit in Sekunden. Die y-Achse 806 repräsentiert den Realteil der modalen Amplitude, die in 7 dargestellt ist. Die z-Achse 808 repräsentiert den Imaginärteil der modalen Amplitude.
Die komplexe Darstellung 802 kann mit einer Beziehung modelliert werden wie etwa η = Ae^iθ = A·(cosθ + i·sinθ) (1) wobei η die modale Antwort 702 ist, A der momentane Betrag der modalen Antwort 702 ist, θ den Phasenwinkel der modalen Antwort 702 repräsentiert, Acosθ den Realteil der modalen Antwort 702 repräsentiert und Asinθ den Imaginärteil der modalen Antwort 702 repräsentiert.
Die Beziehung (1) wird unter Verwendung der Eulerschen Formel abgeleitet, welche lautet e^iθ = cosθ + i·sinθ (2)
Der Realteil der modalen Amplitude kann auch ausgedrückt werden als y = Re(η) = A·(e^iθ + e^–iθ)/2 (3)
Zusätzlich kann der Imaginärteil der modalen Amplitude ausgedrückt werden als z = Im(η) = A·(e^iθ – e^–iθ)/2i (4)
Nun auf 9 Bezug nehmend, ist eine Seitenansicht der komplexen Darstellung 802 aus der Perspektive eines Punktes auf der x-Achse 804 bei 902 dargestellt. Es kann vorteilhaft sein, die komplexe Darstellung 802 parallel zu der x-Achse 804 zu betrachten, wie es in 9 gezeigt ist, sodass nur der Real- und der Imaginärteil der modalen Antwort 702 gezeigt sind. Dies veranschaulicht die rotierende Natur von modalen Vektoren, wie beispielsweise eines modalen Vektors 904. Die Seitenansicht 902 und der modale Vektor 904 sind bezogen auf eine x-Achse 906 und eine y-Achse 908 aufgetragen. Die x-Achse 906 repräsentiert den Realteil der modalen Antwort 702. Die y-Achse 908 repräsentiert den Imaginärteil der modalen Antwort 702.
Die modale Antwort, die durch einen einzelnen Drehmomentpuls verursacht wird, beginnt am Ursprung (0,0) und verläuft im Allgemeinen spiralförmig nach außen, wenn der Drehmomentpuls die Mode anregt. Die Amplitude nimmt jedoch während dieser Zeit nicht ständig zu, was von dem Frequenzgehalt des Drehmomentpulses relativ zu der modalen Frequenz abhängt. Bei 910 endet der Drehmomentpuls, und die modale Antwort geht von einer erzwungenen Antwort 912 in eine freie Antwort 914 über. An dem Punkt des Übergangs beträgt die komplexe Amplitude (–0,07, 0,12).
Nach dem Ende des Drehmomentpulses beginnt die modale Antwort unmittelbar eine Spirale in Richtung des Zentrums des Diagramms (0,0). Der Realteil der Spirale ist die exponentiell abfallende Sinuskurve, die in 7 gezeigt ist. An dem Übergang zwischen der erzwungenen Antwort 912 und der freien Antwort 914 tritt ein sichtbarer Knick in der Kurve auf.
Zu einem beliebigen Zeitpunkt kann die momentane komplexe Amplitude als ein Vektor ausgedrückt werden. Der modale Vektor 904 repräsentiert die Antwort zu einer gegebenen Zeit und kann als ”0,64 + i 1,42” oder als ”Betrag von 1,56 bei einem Winkel von 65,7 Grad” ausgedrückt werden. 9 zeigt die modale Amplitude im Detail. Die modale Amplitude kann jedoch in gleichmäßig beabstandeten Intervallen, beispielsweise von 90 Grad der Kurbelwellendrehung, nachverfolgt werden.
Nun auf 10 Bezug nehmend, ist eine Seitenansicht 1002 der Seitenansicht 902 ähnlich, außer dass die Seitenansicht 1002 anstelle der Darstellung der modalen Antwort im Detail die Bewegung bei jeden 90 Grad der Kurbelwellendrehung darstellt. Zusätzlich zeigt 10 den modalen Vektor nur während der Drehmomentpulsanregung. Die Seitenansicht 1002 ist bezogen auf eine x-Achse 1004 und eine y-Achse 1006 aufgetragen. Die x-Achse 1004 repräsentiert den Realteil der modalen Amplitude. Die y-Achse 1006 repräsentiert den Imaginärteil der modalen Amplitude.
In 10 wird angenommen, dass die anfängliche modale Amplitude null ist, und sie stellt eine kumulative Änderung des modalen Vektors ausgehend von der anfänglichen komplexen Amplitude dar. Zu jedem Zeitpunkt wird das Ende des gegenwärtigen Vektors (ausgehend von (0,0)) mit η₁, η₂ ... bezeichnet und als ein Punkt dargestellt, während jede Änderung mit Δη₀₁, Δn₁₂ ... bezeichnet und als ein Pfeil gezeigt ist.
In diesem Beispiel oszilliert die modale Antwort langsamer, als die Kurbelwelle rotiert (eine Mode von 13 Hz gegenüber einer Kurbeldrehzahl von 20 Hz), sodass dann, wenn die Kurbelwelle um 90 Grad rotiert, sich die Bewegung mit 13 Hz nur über einen Phasenwinkel von 58,4 Grad bewegt (eine Phase von 360 Grad ist eine Oszillation). Während der Anregung hängt diese Oszillation jedoch auch von den Charakteristiken des angewendeten Drehmomentpulses ab.
10 zeigt eine Weise, um die Änderung in der modalen Amplitude, die aus jedem Drehmomentpuls resultiert, in einheitlichen Schritten des Kurbelwinkels vorauszusagen. Eine Änderung der beabstandeten Schritte kann eine unterschiedliche Änderung in der modalen Amplitude zwischen den Schritten erzeugen. Beispielsweise kann das Umschalten von 90 Grad auf 30 Grad kleinere Schritte in der Amplitude erzeugen. Die endgültige Auswirkung über zwei Kurbelwellenumdrehungen kann jedoch weiterhin die gleiche sein. Das ausgewählte Kurbelwinkelintervall zwischen den Schritten kann klein genug sein, um die Aktivität der wichtigen Moden adäquat zu beschreiben (z. B., um Spitzen zu finden und einen Alias-Effekt zu vermeiden).
Sobald der Drehmomentpuls abgeschlossen ist, fällt der Anteil der modalen Amplitude, der durch den Drehmomentpuls verursacht wird, exponentiell ab. Dadurch würde die Amplitude bei Schritt 9, wenn sie dargestellt werden würde, um 58,4° gegen den Uhrzeigersinn rotiert werden und relativ zu der Amplitude bei Schritt 8 einen leicht kleineren Betrag aufweisen. Wenn mehr Zeit verstreichen würde, würde die modale Amplitude durch eine gröbere Form des exponentiellen Spiralenabfalls repräsentiert werden, der in 9 dargestellt ist.
Nun auf 11 Bezug nehmend, ist der exponentielle Abfall der Mode von 13 Hz in Kurbelwellenintervallen von 90 Grad gezeigt, nachdem die Drehmomentpulse abgeschlossen sind. Der modale Vektor beginnt bei (1, 0). Der modale Vektor ist bei jedem Schritt mit η₁, η₂ ... bezeichnet und durch einen Pfeil gezeigt. Die vorstehende Diskussion liefert eine Möglichkeit, um die Auswirkung eines Drehmomentpulses auf eine Mode auszuwerten, wenn der Drehmomentimpuls angewendet wird und nachdem der Drehmomentpuls angewendet wird.

Tabelle 1 (nachstehend) zeigt die Änderung in der komplexen Amplitude (Real- und Imaginärteil) der Mode bei 13 Hz ähnlich der 10, während der Drehmomentpuls aktiv ist. Anstatt dass der kumulative Effekt des Drehmomentimpulses nachverfolgt wird, sind jedoch die einzelnen Änderungen zwischen den Drehmomentpulsen aufgelistet. Tabelle 1

Schritte	Amplitudenänderung
Schritte	Realteil	Imaginärteil
0 bis 1	0,220	–0,203
1 bis 2	0,001	0,492
2 bis 3	–0,494	–0,132
3 bis 4	0,221	–0,370
4 bis 5	0,195	0,263
5 bis 6	–0,253	0,024
6 bis 7	0,105	–0,175
7 bis 8	–0,064	0,213

Unter Verwendung der bekannten Änderungen bei jedem Schritt von Tabelle 1 kann eine Tabelle erzeugt werden, welche die Auswirkung der Drehmomentpulse zusammen mit der Auswirkung der Dämpfung auf die zuvor akkumulierte Antwort zusammenfügt.
Nun auf 12 Bezug nehmend, zeigt die Tabelle den Verlauf der Amplitude der Mode bei 13 Hz und die Auswirkungen jedes Drehmomentpulses. Der Kurbelwinkel ist durch die Zeile angegeben, die mit 1202 bezeichnet ist, die Schrittnummer ist durch die Zeile angegeben, die mit 1204 bezeichnet ist, die Drehmomentpulse sind mit 1206 bis 1220 bezeichnet, die erzwungene Antwort ist durch die Zeile angegeben, die mit 1222 bezeichnet ist, und die abfallende Antwort ist durch die Zeile angegeben, die mit 1224 bezeichnet ist. Die Tabelle von 12 zeigt die modale Amplitude bei jedem Schritt, die durch die Zeile angegeben ist, die mit 1226 bezeichnet ist, wenn die modale Amplitude durch die Drehmomentpulse verändert wird. Die anfängliche Amplitude (die modale Amplitude bei Schritt 0) beträgt (1,0, –0,5). Die Realteile bei jedem Schritt sind durch die Spalte angegeben, die mit 1228 bezeichnet ist, und die Imaginärteile bei jedem Schritt sind durch die Spalte angegeben, die mit 1230 bezeichnet ist.
Der letzte Puls (Puls 1220) tritt bei einem Kurbelwinkel von 0 Grad auf, seine Auswirkung ist jedoch bei einem Kurbelwinkel von 90 Grad zu sehen, und seine anregenden Auswirkungen dauern bis zu einem Kurbelwinkel von 720 Grad an. Die vorhergehenden Pulse (Pulse 1206 bis 1218) weisen lediglich einen Teil ihrer verbleibenden Anregung auf. Die entsprechende Auswirkung jedes anderen Drehmomentpulses ist schattiert dargestellt. Jeder Puls ist bezogen auf den vorhergehenden Puls pro Zylinderabstand in der Zeit um 90 Grad verschoben. Alle Zylinder zünden, der Puls 1220 ist jedoch der letzte Puls, der in dieser ”Basis”-Schwingungsvoraussage betrachtet wird. Die ”Basis”-Antwort ist die vorausgesagte Antwort, die nur die Zylinder umfasst, die bis zu diesem Zeitpunkt zum Zünden/Nicht-Zünden ausgewählt wurden.
Zwei Faktoren bestimmen die modale Amplitude bei jedem Schritt von 90 Grad: 1) die Änderung in der modalen Amplitude, die durch die anregenden Funktionen bewirkt wird (durch jeden Drehmomentpuls); und 2) die kumulative modale Amplitude bei jedem vorhergehenden Schritt, nachdem diese in der Phase pro modale Frequenz rotiert wurde und gemäß dem Dämpfungsverhältnis abgefallen ist. Der erste Faktor (Anregung) befindet sich in der dritten bis letzten Zeile (Zeile 1222). Er ist die Summe aller Auswirkungen der Drehmomentpulse in der entsprechenden Spalte. Der zweite Faktor (Abfall) befindet sich in der zweiten bis letzten Zeile (Zeile 1224). Er ist die modale Amplitude (Zeile 1226) aus dem vorhergehenden Schritt, wobei eine geeignete Phase und Dämpfung angewendet werden. Bei jedem Schritt werden die Real- und Imaginärteile der erzwungenen und abfallenden Antworten (die zweite und die dritte bis zur letzten Zeile – Zeilen 1222 und 1224) addiert, um die modale Amplitude zu erhalten (die letzte Zeile – Zeile 1226).
Diese Basisantwort kann zu der Antwort von zukünftigen Zylinderereignissequenzen addiert werden, und das Ergebnis kann eine erhöhte oder verringerte modale Amplitude sein, was von dem gewählten Muster abhängt. Die Basisantwort ist nach der erzwungenen Antwort der Drehmomentpulse einfach der exponentielle Abfall der akkumulierten Antwort. Die Amplitude in Schritt 9 in der Tabelle von 12 ist die Amplitude von Schritt 8, die gedreht wird und abgefallen ist. Dies wird bei jedem Schritt wiederholt (jede 90 Grad bei diesem Beispiel), und zwar solange, wie es notwendig ist, um die Optimierungsroutine auszuführen. Man beachte, dass aufgrund des einfachen abfallenden Verlaufs einer einzelnen Mode die zukünftige Amplitude der Mode in der Basisantwort aufgrund der Antwort in Schritt 8 bekannt ist. Es ist keine weitere Information über vorhergehende Zündungen notwendig, um die zukünftige Basisantwort vorauszusagen. Dies steht im Gegensatz zur Verwendung einer Standardfaltung, die eine viel kompliziertere Impulsantwort aufweist.
13 trägt einen Betrag des modalen Vektors für die Basisantwort aus der Tabelle von 12 auf, die jedoch für 15 Schritte anstatt 9 Schritten ausgeführt wird. Der Betrag des modalen Vektors ist bei 1302 angegeben und bezogen auf eine x-Achse 1304, welche die Schrittnummer angibt, und eine y-Achse 1306, die den Betrag repräsentiert, aufgetragen. Der Betrag oszilliert beträchtlich während der Anregung, die bei 1308 angegeben ist, und ist am Ende leicht kleiner (Schritt 8). Danach folgt der glatte Abfall, der bei 1310 angegeben ist.
Sobald die Basisantwort für die Mode ermittelt ist, wird die modale Amplitude für mehrere unterschiedliche Zündungsmuster, die zu dieser Zeit betrachtet werden, basierend auf einer Drehmomentanforderung usw. vorausgesagt. Um die modale Amplitude vorauszusagen, kann die induzierte Antwort, die durch jedes Zündungsmuster bewirkt wird, zu der vorstehenden Basisantwort addiert werden. Dies kann umfassen, dass die Tabelle der Basisantwort verwendet wird, wie sie gezeigt ist, und dass eine zusätzliche Tabelle für jede Zündungssequenz erzeugt wird, die betrachtet wird. Dieser Prozess kann für jede Mode jeweils mit ihrer eigenen Frequenz und Dämpfung ausgeführt werden.
14 zeigt die Ergebnisse von zwei möglichen nachfolgenden Zündungssequenzen, die bei 1402 und 1404 angegeben sind, wobei jede zu der Basisantwort von 13 addiert wird. Die Zündungssequenzen 1402, 1404 sind bezogen auf eine x-Achse 1406, welche die Schrittnummer repräsentiert, und eine y-Achse 1408, die den Betrag repräsentiert, aufgetragen. Jedes nachfolgende Muster zündet 6 Mal bei 11 möglichen Zündungen. Die Zündungssequenz 1402 weist ein Zündungsmuster von 0-1-1-0-1-0-1-0-1-1-0 auf, und die Zündungssequenz 1404 weist ein Zündungsmuster von 0-1-0-1-1-0-1-0-1-1-0 auf, wobei ”1” eine Zündung bezeichnet und ”0” keine Zündung bezeichnet. Während die Amplituden der Zündungssequenzen 1402, 1404 bis zu Schritt 4 praktisch identisch sind, sind die Zündungssequenzen 1402, 1404 bezüglich der Variation ihrer Beträge nach Schritt 5 sehr unterschiedlich.
Bei der tatsächlichen Ausübung können mehr Optionen getestet werden, und es können größere Unterschiede beobachtet werden. Dies kann ebenso lediglich für eine Mode ausgeführt werden. Alle anderen signifikanten Moden können auf eine ähnliche Weise behandelt werden, und ein gegebenes Zündungsmuster kann wahrscheinlich einige Moden glätten und andere hervorheben. Dies ist Teil des Kompromisses in der Schwingungsmetrik.
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.
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.
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.
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.

Claims

Verfahren, das umfasst, dass: eine modale Antwort eines Fahrzeugs basierend auf einer Zündungssequenz eines Motors vorausgesagt wird, wenn ein Zylinder des Motors deaktiviert wird; und die Zündungssequenz des Motors basierend auf der vorausgesagten modalen Antwort des Fahrzeugs eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die modale Antwort basierend auf Drehmomentpulsen von zündenden Zylindern und nicht zündenden Zylindern in der Zündungssequenz vorausgesagt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass: die modale Antwort für jeden Drehmomentpuls vorausgesagt wird; der zeitliche Verlauf der modalen Antwort für jeden Drehmomentpuls ermittelt wird; und Anteile der modalen Antworten summiert werden, die bezüglich der Zeit überlappen, um die modale Antwort der Zündungssequenz zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner umfasst, dass die Drehmomentpulse basierend auf einem Druck in einem Einlasskrümmer des Motors und einer Motordrehzahl geschätzt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass die modale Antwort jedes Drehmomentpulses basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen einem Kurbelwellendrehmoment und der modalen Antwort vorausgesagt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass für jeden der Drehmomentpulse die modale Antwort für mehrere Schwingungsmoden basierend auf einer modalen Charakteristik des Fahrzeugs vorausgesagt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner umfasst, dass für jede der Schwingungsmoden eine Amplitude der Schwingung in mehreren Richtungen basierend auf der modalen Antwort und einem Multiplikator vorausgesagt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst, dass eine gesamte Schwingung in jeder Richtung ermittelt wird, indem die entsprechenden Schwingungsamplituden aller Schwingungsmoden summiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: die modale Antwort des Fahrzeugs entsprechend mehreren Zündungssequenzoptionen vorausgesagt wird; und eine der Zündungssequenzoptionen basierend auf der vorausgesagten modalen Antwort des Fahrzeugs ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner umfasst, dass: eine erste modale Antwort für eine vorhergehende Zündungssequenz ermittelt wird; eine zweite modale Antwort für jede der Zündungssequenzoptionen vorausgesagt wird; eine gesamte modale Antwort für jede der Zündungssequenzoptionen basierend auf der ersten modalen Antwort und der entsprechenden zweiten modalen Antwort ermittelt wird; und eine der Zündungssequenzoptionen basierend auf der gesamten modalen Antwort ausgewählt wird.