DE102013217402A1 - System und verfahren zum steuern einer zündungssequenz eines motors zur verringerung einer schwingung bei einer deaktivierung von zylindern des morors - Google Patents

System und verfahren zum steuern einer zündungssequenz eines motors zur verringerung einer schwingung bei einer deaktivierung von zylindern des morors Download PDF

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Abstract

Ein System gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Schwingungsvoraussagemodul und ein Zündungssequenzmodul. Das Schwingungsvoraussagemodul sagt eine Schwingungsantwort 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 Schwingungsantwort des Fahrzeugs ein.

Description

  • VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/699,039, 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. 13/799,129, 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 Schwingungsantwort 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 Schwingungsantwort 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; und
  • 4 bis 7 Grafiken sind, die beispielhafte Drehmomentpulssignale und Fahrzeug-Schwingungsantwortsignale 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 eines Fahrzeugs wahrnehmen, wenn Zylinder deaktiviert werden. Die Anzahl von Fahrzeuganwendungen, die das Zylinderdeaktivierungssystem einbinden, kann daher 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 einer Zündungssequenz können vorausgesagt werden, indem Schwingungsantworten von Drehmomentpulsen, die Zylindern in der Zündreihenfolge zugeordnet sind, vorausgesagt werden, indem der zeitliche Verlauf der Schwingungsantworten ermittelt wird und indem die Schwingungsantworten 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 Schwingungsantwort auf jeden Drehmomentpuls kann basierend auf einer Impulsantwortfunktion der Beziehung zwischen einem Kurbelwellendrehmoment und einer Fahrzeugschwingung vorausgesagt werden.
  • Die Schwingungsantwort einer zukünftigen Zündungssequenz kann durch die Schwingungsantworten von vorhergehenden Zündungssequenzen beeinflusst werden. Daher kann die vorausgesagte Schwingungsantwort einer zukünftigen Zündungssequenz zu den Schwingungsantworten vorhergehender Zündungssequenzen 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.
  • 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 Massenströmungsrate der Luft, die in den Einlasskrümmer 110 strömt, 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 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 Schwingungsantwort auf jeden Drehmomentpuls in einer Zündungssequenz basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen einem Kurbelwellendrehmoment und einer Fahrzeugschwingung voraussagen. Die vorbestimmte Beziehung kann durch ein Testen im Labor und/oder durch eine Analyse mit finiten Elementen 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.
  • Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann die Schwingungsantwort auf jeden Drehmomentpuls in einer Zündungssequenz voraussagen, indem jeder Drehmomentpuls mit der Einheitsimpuls-Antwortfunktion gefaltet wird. Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann die Schwingungsantwort einer Zündungssequenz voraussagen, indem der zeitliche Verlauf der Schwingungsantwort auf jeden Drehmomentpuls in der Zündungssequenz ermittelt wird und indem die Anteile der Schwingungsantworten summiert werden, die bezüglich der Zeit überlappen. Das Schwingungsvoraussagemodul 212 kann den zeitlichen Verlauf der Schwingungsantworten basierend auf der Kurbelwellenposition und der Motordrehzahl ermitteln.
  • Die Schwingungsantwort einer zukünftigen Zündungssequenz kann durch die Schwingungsantworten von vorhergehenden Zündungssequenzen beeinflusst werden, da die Schwingungsantworten in der Zeit überlappen können. Daher kann das Schwingungsvoraussagemodul 212 die Schwingungsantwort der zukünftigen Zündungssequenz mit den Schwingungsantworten vorhergehender Zündungssequenzen auf die Weise summieren, die vorstehend beschrieben ist, um eine gesamte Schwingungsantwort zu erhalten.
  • Die gesamte Schwingungsantwort kann anhand eines einzelnen Werts ausgedrückt werden. Beispielsweise kann die gesamte Schwingungsantwort als ein maximaler Wert von Spitze zu Spitze der gesamten Schwingungsantwort ausgedrückt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die gesamte Schwingungsantwort als ein Verhältnis der gesamten Schwingungsantwort zu einer vorbestimmten Schwingungsantwort ausgedrückt werden. Verschiedene andere Schwingungskriterien können verwendet werden, um die gesamte 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 Schwingungsantwort eines Fahrzeugs für jeden Drehmomentpuls in einer Zündungssequenzoption voraus. Das Verfahren kann die Schwingungsantwort basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Kurbelwellendrehmoment und der Schwingungsantwort voraussagen. Die vorbestimmte Beziehung kann durch ein Testen im Labor und/oder durch eine Analyse mit finiten Elementen 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, an einem Pedal oder an 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.
  • Das Verfahren kann die Schwingungsantwort auf jeden Drehmomentpuls in einer ersten Zündungssequenzoption voraussagen, indem jeder Drehmomentpuls mit der Einheitsimpuls-Antwortfunktion gefaltet wird. In einigen Fällen können ein Drehmomentpuls und die Einheits-Antwortfunktion einmal gefaltet werden, und die resultierende Schwingungsantwort 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 Schwingungsantwort anschließend aus einem Speicher abgerufen werden, anstatt dass ein Drehmomentpuls geschätzt wird und anschließend eine Schwingungsantwort auf den Drehmomentpuls vorausgesagt wird.
  • Bei 310 ermittelt das Verfahren den zeitlichen Verlauf der Schwingungsantwort Antwort für jeden Drehmomentpuls in einer Zündungssequenzoption. Das Verfahren kann den zeitlichen Verlauf der Schwingungsantworten basierend auf der Kurbelwellenposition und der Motordrehzahl ermitteln. Bei 312 summiert das Verfahren die Schwingungsantworten für die Drehmomentpulse in einer Zündungssequenzoption, um eine Schwingungsantwort für die Zündungssequenzoption zu erhalten. Das Verfahren addiert die Schwingungsantwort der Zündungssequenzoption mit den Schwingungsantworten vorhergehender Zündungssequenzen, um eine gesamte Schwingungsantwort zu erhalten, die der Zündungssequenzoption zugeordnet ist.
  • Die gesamte Schwingungsantwort kann anhand eines einzelnen Werts ausgedrückt werden. Beispielsweise kann die gesamte Schwingungsantwort als ein maximaler Wert von Spitze zu Spitze der gesamten Schwingungsantwort ausgedrückt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die gesamte Schwingungsantwort als ein Verhältnis der gesamten Schwingungsantwort zu einer vorbestimmten Schwingungsantwort ausgedrückt werden. Verschiedene andere Schwingungskriterien können verwendet werden, um die gesamte Schwingungsantwort zu quantifizieren.
  • Bei 314 ermittelt das Verfahren, ob die Schwingungsantworten für jede Zündungssequenzoption vorausgesagt sind. Wenn die Schwingungsantworten 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 Schwingungsantworten 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 dargestellt. Die Einheitsimpulsantwort 402 ist bezogen auf x-Achse 404 und eine y-Achse 406 aufgetragen. Die x-Achse 404 repräsentiert die Zeit in Sekunden. Die y-Achse 406 repräsentiert die Beschleunigung in Metern pro Sekunde im Quadrat (m/s2).
  • Die Einheitsimpulsantwort 402 wird durch Eigenschwingungsmoden des Fahrzeugs ermittelt. Die Einheitsimpulsantwort 402 kann durch eine Analyse mit finiten Elementen oder durch physikalische Messungen erhalten werden. Die Einheitsimpulsantwort 402 variiert für unterschiedliche Messpunkte an der Fahrzeugkarosserie und mit der Richtung der gemessenen Schwingung.
  • 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 ein Beispiel von Schwingungsantworten eines Fahrzeugs, die durch die Einheitsimpulsantwort 402 charakterisiert sind, bei 602 und 604 dargestellt. Die Schwingungsantworten 602 und 604 werden jeweils durch die Drehmomentpulse 502, 504 hervorgerufen. Die Schwingungsantworten 602, 604 sind bezogen auf eine x-Achse 606 und eine y-Achse 608 aufgetragen. Die x-Achse 606 repräsentiert die Zeit in Sekunden. Die y-Achse 608 repräsentiert die Beschleunigung in m/s2. Die Schwingungsantworten 602, 604 dauern länger als eine Sekunde, wie es in 6 gezeigt ist, obwohl die Drehmomentpulse 502, 504 nur ungefähr 0,096 Sekunden dauern.
  • Nun auf 7 Bezug nehmend, ist bei 702 ein Beispiel einer Schwingungsantwort eines Fahrzeugs aufgrund von 160 Drehmomentpulsen in einem V8-Motor dargestellt, der bei 1250 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 Beschleunigung in m/s2.
  • Das Zündungsmuster (d. h. die Zündungssequenz) des Motors wird zufällig ausgewählt, wobei im Mittel vier der acht Zylinder jede zwei Umdrehungen zünden. Die Drehmomentpulse treten während 40 Kurbelwellenumdrehungen zwischen 0 Sekunden und 1,92 Sekunden auf. Die Schwingungsantwort 702 beginnt auf Null abzufallen, wenn die Drehmomentpulse stoppen.
  • 7 stellt die nachteilige Auswirkung eines zufälligen Auswählens einer Zündungssequenz dar. Die Amplitude der Schwingungsantwort 702 ist größer als die Amplitude einer Schwingungsantwort, die durch einen gleichmäßig zündenden V8-Motor bewirkt wird. Die Frequenz der Schwingungsantwort 702 ist unregelmäßiger als die Frequenz einer Schwingungsantwort, die durch einen gleichmäßig zündenden V8-Motor bewirkt wird.
  • Tabelle 1, die nachstehend angegeben ist, stellt zuvor ausgewählte Zündungsmuster eines V8-Motors und auch zukünftige Zündungsmusteroptionen sowie deren vorausgesagte Schwingungs-Spitzenniveaus gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung dar. Jedes Zündungsmuster entspricht zwei Kurbelwellenumdrehungen (z. B. Umdrehung 1–2). In jedem Zündungsmuster repräsentiert ”1” einen zündenden (d. h. aktiven) Zylinder, und ”0” repräsentiert einen nicht zündenden Zylinder. Das Schwingungs-Spitzenniveau ist ein Verhältnis einer vorausgesagten Schwingungsantwort zu einer vorbestimmten Schwingungsantwort. Tabelle 1
    Figure DE102013217402A1_0002
  • Die Zündungsmuster wechseln zwischen fünf aktiven Zylindern und sechs aktiven Zylindern ab, um eine effektive Zylinderzahl von 5,5 zu erreichen. Die Zündungsmusteroptionen enthalten sechs aktive Zylinder, da das Zündungsmuster der letzten Umdrehung (d. h. Umdrehung 9–10) fünf aktive Zylinder enthält.
  • Eine Zündungsmusteroption kann ein oder mehrere Zylinderereignisse umfassen. Die Anzahl von Zylinderereignissen in einer Zündungsmusteroption kann vorbestimmt sein, um die Anzahl von Entscheidungen zu verringern, die in einer gegebenen Zeitdauer getroffen werden, um vorhergehende Ermittlungen bezüglich der Schwingungsantwort bestimmter Zündungssequenzen zu verwenden und/oder um eine glatte Drehmomentzufuhr sicherzustellen. In Tabelle 1 umfassen die Zündungsmusteroptionen jeweils acht Zylinderereignisse mit sechs Zündungsereignissen.
  • Die Schwingungsantworten der zuvor ausgewählten Zündungsmuster werden auf die Weise, die vorstehend beschrieben ist, durch eine Faltung und eine Summation vorausgesagt, um eine gegenwärtige Schwingungsantwort zu erhalten. Die Schwingungsantworten der zukünftigen Zündungsmusteroptionen werden vorausgesagt und mit der gegenwärtigen Schwingungsantwort summiert, um eine gesamte Schwingungsantwort zu erhalten. In Abhängigkeit von der Phase und der Amplitude der vorausgesagten Schwingungsantwort relativ zu der gegenwärtigen Schwingungsantwort kann die vorausgesagte Schwingungsantwort in verschiedenen Frequenzbereichen konstruktiv oder destruktiv mit der gegenwärtigen Schwingungsantwort interferieren.
  • Die gesamte Schwingungsantwort, die für jede Zündungsmusteroption vorausgesagt wird, wird durch eine vorbestimmte Schwingungsantwort dividiert, um die Schwingungs-Spitzenniveaus zu erhalten. Die vorbestimmte Schwingungsantwort kann ein Spezifikation sein. Daher kann ein Schwingungs-Spitzenniveau der Spezifikation genügen, wenn das Schwingungs-Spitzenniveau kleiner als oder gleich 1,00 ist.
  • In Tabelle 1 ergibt die Schwingungsmusteroption 11011101 ein Schwingungs-Spitzenniveau von 0,55, welches das niedrigste Schwingungs-Spitzenniveau von denjenigen ist, die in Tabelle 1 aufgelistet sind. Diese Zündungsmusteroption wird jedoch möglicherweise aufgrund von anderen Leistungsfaktoren als der Fahrzeug-Schwingungsantwort, wie beispielsweise der Drehmomentzufuhr, nicht für den nächsten Motorzyklus ausgewählt.
  • 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 (10)

  1. Verfahren, das umfasst, dass: eine Schwingungsantwort 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 Schwingungsantwort des Fahrzeugs eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die Schwingungsantwort basierend auf Drehmomentpulsen von zündenden Zylindern und nicht zündenden Zylindern in der Zündungssequenz vorausgesagt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass: die Schwingungsantwort für jeden Drehmomentpuls vorausgesagt wird; der zeitliche Verlauf der Schwingungsantwort für jeden Drehmomentpuls ermittelt wird; und Anteile der Schwingungsantworten summiert werden, die bezüglich der Zeit überlappen, um die Schwingungsantwort der Zündungssequenz zu erhalten.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, das ferner umfasst, dass die Drehmomentpulse basierend auf einem Druck in einem Einlasskrümmer des Motors und einer Motordrehzahl geschätzt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass die Schwingungsantwort jedes Drehmomentpulses basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen einem Kurbelwellendrehmoment und einer Fahrzeugschwingung vorausgesagt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die vorbestimmte Beziehung eine Impulsantwortfunktion umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: die Schwingungsantwort des Fahrzeugs entsprechend mehreren Zündungssequenzoptionen vorausgesagt wird; und eine der Zündungssequenzoptionen basierend auf der vorausgesagten Schwingungsantwort des Fahrzeugs ausgewählt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst, dass die Zündungssequenzoptionen basierend auf einer Anzahl von aktiven Zylindern ermittelt werden, welche eine Fahrer-Drehmomentanforderung erfüllt.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst, dass: eine erste Schwingungsantwort für eine vorhergehende Zündungssequenz ermittelt wird; eine zweite Schwingungsantwort für jede der Zündungssequenzoptionen vorausgesagt wird; eine gesamte Schwingungsantwort für jede der Zündungssequenzoptionen basierend auf der ersten Schwingungsantwort und der entsprechenden zweiten Schwingungsantwort ermittelt wird; und eine der Zündungssequenzoptionen basierend auf der gesamten Schwingungsantwort ausgewählt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, das ferner umfasst, dass gesamte Schwingungsantwort für jede der Zündungssequenzoptionen ermittelt wird, indem: der zeitliche Verlauf der ersten Schwingungsantwort und der entsprechenden zweiten Schwingungsantwort ermittelt wird; und Anteile der der ersten Schwingungsantwort und der entsprechenden zweiten Schwingungsantwort summiert werden, die bezüglich der Zeit überlappen.
DE102013217402.0A 2012-09-10 2013-09-02 Verfahren zum steuern einer zündungssequenz eines motors zur verringerung einer schwingung bei einer deaktivierung von zylindern des motors Active DE102013217402B4 (de)

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US13/798,518 2013-03-13

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