DE102015108037A1

DE102015108037A1 - Zylinder-Zündungsanteilsermittlung sowie Steuersystem und -verfahren

Info

Publication number: DE102015108037A1
Application number: DE102015108037.0A
Authority: DE
Inventors: Jinbiao LI; Haifeng Liu
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC; Tula Technology Inc
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2015-12-10
Anticipated expiration: 2035-05-22
Also published as: US20150354470A1; US9441550B2; CN105317566A; CN105317566B; DE102015108037B4

Abstract

Ein Auswahlmodul wählt ein Übersetzungsverhältnis für ein Getriebe, eine Turbinendrehzahl für einen Drehmomentwandler und eine Drehmomentanforderung für einen Motor aus. Ein Kraftstoffzufuhr-Ermittlungsmodul ermittelt eine erste Kraftstoffzufuhrrate basierend auf einem ersten Zylinderzündungsanteil, der Drehmomentanforderung und einer Motordrehzahl, und es ermittelt eine zweite Kraftstoffzufuhrrate basierend auf einem zweiten Zylinderzündungsanteil, der Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl. Ein Kennfeldmodul wählt den ersten oder den zweiten Zylinderzündungsanteil basierend auf einem Vergleich der ersten und der zweiten Kraftstoffzufuhrrate aus und speichert den ausgewählten von dem ersten und dem zweiten Zylinderzündungsanteil in einem Eintrag eines Kennfelds entsprechend dem Übersetzungsverhältnis, der Turbinendrehzahl und der Drehmomentanforderung.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Systeme und Verfahren zur Steuerung einer Zylinderaktivierung und -deaktivierung.
HINTERGRUND
Die hier 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 Kraftstoffgemisch in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Bei einigen Motortypen kann eine Luftströmung in den Motor mittels einer Drossel geregelt werden. Die Drossel stellt 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 gewünschtes Luft/Kraftstoff-Gemisch an die Zylinder zu liefern und/oder eine gewünschte Drehmomentausgabe zu erreichen. Eine Erhöhung der Menge an Luft und Kraftstoff, die an die Zylinder geliefert werden, vergrößert die Drehmomentausgabe des Motors.
Unter bestimmen Umständen können ein oder mehrere Zylinder eines Motors deaktiviert werden. Die Deaktivierung eines Zylinders kann umfassen, dass das Öffnen und Schließen von Einlassventilen des Zylinders deaktiviert wird und dass die Kraftstoffzufuhr des Zylinders gestoppt wird. Beispielsweise können ein oder mehrere Zylinder deaktiviert werden, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern, wenn der Motor einen angeforderten Betrag des Drehmoments erzeugen kann, während der eine oder die mehreren Zylinder deaktiviert sind.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Merkmal wird ein Zylinderzündungsanteil-Kennfeldsystem offenbart. Ein Auswahlmodul wählt ein Übersetzungsverhältnis für ein Getriebe, eine Turbinendrehzahl für einen Drehmomentwandler und eine Drehmomentanforderung für einen Motor aus. Ein Kraftstoffzufuhr-Ermittlungsmodul ermittelt eine erste Kraftstoffzufuhrrate basierend auf einem ersten Zylinderzündungsanteil, der Drehmomentanforderung und einer Motordrehzahl, und es ermittelt eine zweite Kraftstoffzufuhrrate basierend auf einem zweiten Zylinderzündungsanteil, der Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl. Ein Kennfeldmodul wählt den ersten oder den zweiten Zylinderzündungsanteil basierend auf einem Vergleich der ersten und der zweiten Kraftstoffzufuhrrate aus und speichert den ausgewählten von dem ersten und dem zweiten Zylinderzündungsanteil in einem Eintrag eines Kennfelds entsprechend dem Übersetzungsverhältnis, der Turbinendrehzahl und der Drehmomentanforderung.
Gemäß weiteren Merkmalen wählt das Kennfeldmodul den ersten Zylinderzündungsanteil aus, wenn die erste Kraftstoffzufuhrrate kleiner als die zweite Kraftstoffzufuhrrate ist, und es wählt den zweiten Zylinderzündungsanteil aus, wenn die zweite Kraftstoffzufuhrrate kleiner als die erste Kraftstoffzufuhrrate ist.
Gemäß noch weiteren Merkmalen: ermittelt das Kraftstoffzufuhr-Ermittlungsmodul eine dritte Kraftstoffzufuhrrate basierend auf einem dritten Zylinderzündungsanteil, der Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl; und das Kennfeldmodul wählt den ersten, zweiten oder dritten Zylinderzündungsanteil basierend auf einem Vergleich der ersten, zweiten und dritten Kraftstoffzufuhrrate aus und speichert den ausgewählten von dem ersten, zweiten und dritten Zylinderzündungsanteil in dem Eintrag des Kennfelds entsprechend dem Übersetzungsverhältnis, der Turbinendrehzahl und der Drehmomentanforderung.
Gemäß noch weiteren Merkmalen: wählt das Auswahlmodul ferner ein zweites Übersetzungsverhältnis für das Getriebe, eine zweite Turbinendrehzahl für den Drehmomentwandler und eine zweite Drehmomentanforderung für den Motor aus; das Kraftstoffzufuhr-Ermittlungsmodul ermittelt eine dritte Kraftstoffzufuhrrate basierend auf dem ersten Zylinderzündungsanteil, der zweiten Drehmomentanforderung und einer zweiten Motordrehzahl, und es ermittelt eine vierte Kraftstoffzufuhrrate basierend auf dem zweiten Zylinderzündungsanteil, der zweiten Drehmomentanforderung und der zweiten Motordrehzahl; und das Kennfeldmodul wählt den ersten oder den zweiten Zylinderzündungsanteil basierend auf einem Vergleich der dritten und der vierten Kraftstoffzufuhrrate aus und speichert den ausgewählten von dem ersten und dem zweiten Zylinderzündungsanteil in einem zweiten Eintrag des Kennfelds entsprechend dem zweiten Übersetzungsverhältnis, der zweiten Turbinendrehzahl und der zweiten Drehmomentanforderung.
Gemäß noch weiteren Merkmalen ermittelt ein Motordrehzahlmodul die Motordrehzahl basierend auf der Turbinendrehzahl und einem Zustand einer Drehmomentwandlerkupplung.
Gemäß noch weiteren Merkmalen ermittelt das Motordrehzahlmodul dann, wenn die Drehmomentwandlerkupplung ausgerückt ist, die Motordrehzahl basierend auf der Drehmomentanforderung, einem k-Faktor des Drehmomentwandlers und der Turbinendrehzahl.
Gemäß weiteren Merkmalen ermittelt das Motordrehzahlmodul dann, wenn die Drehmomentwandlerkupplung eingerückt ist, die Motordrehzahl basierend auf der Turbinendrehzahl und einem Schlupf der Drehmomentwandlerkupplung.
Gemäß noch weiteren Merkmalen ermittelt ein Schlupfbegrenzungsmodul einen maximalen Schlupf für die Drehmomentwandlerkupplung, und das Kennfeldmodul verhindert die Auswahl des ersten Zylinderzündungsanteils, wenn der Schlupf der Drehmomentwandlerkupplung größer als der maximale Schlupf für die Drehmomentwandlerkupplung ist.
Gemäß noch weiteren Merkmalen ermittelt ein Drehmomentbegrenzungsmodul eine maximale Drehmomentausgabe des Motors basierend auf dem ersten Zylinderzündungsanteil, dem Übersetzungsverhältnis und der Motordrehzahl, und das Kennfeldmodul verhindert die Auswahl des ersten Zylinderzündungsanteils, wenn die maximale Drehmomentausgabe des Motors kleiner als die Drehmomentanforderung ist.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst ein Motorsteuersystem für ein Fahrzeug: das Kennfeld; ein Drehmomentanforderungsmodul, das eine Drehmomentanforderung basierend auf zumindest einer Fahrereingabe erzeugt; und ein Zylindersteuermodul, das einen Ziel-Zylinderzündungsanteil basierend auf der Drehmomentanforderung und unter Verwendung des Kennfelds ermittelt und das die Aktivierung und die Deaktivierung von Zylindern des Motors basierend auf dem Ziel-Zündungsanteil steuert.
Gemäß einem Merkmal wird ein Zylinderzündungsanteil-Kennfeldverfahren offenbart. Das Zylinderzündungsanteil-Kennfeldverfahren umfasst: dass ein Übersetzungsverhältnis für ein Getriebe, eine Turbinendrehzahl für einen Drehmomentwandler und eine Drehmomentanforderung für einen Motor ausgewählt werden; dass eine erste Kraftstoffzufuhrrate basierend auf einem ersten Zylinderzündungsanteil, der Drehmomentanforderung und einer Motordrehzahl ermittelt wird; dass eine zweite Kraftstoffzufuhrrate basierend auf einem zweiten Zylinderzündungsanteil, der Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl ermittelt wird; dass der erste oder der zweite Zylinderzündungsanteil basierend auf einem Vergleich der ersten und der zweiten Kraftstoffzufuhrrate ausgewählt wird; und dass der ausgewählte von dem ersten und dem zweiten Zylinderzündungsanteil in einem Eintrag eines Kennfelds entsprechend dem Übersetzungsverhältnis, der Turbinendrehzahl und der Drehmomentanforderung gespeichert wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner: dass der erste Zylinderzündungsanteil ausgewählt wird, wenn die erste Kraftstoffzufuhrrate kleiner als die zweite Kraftstoffzufuhrrate ist; und dass der zweite Zylinderzündungsanteil ausgewählt wird, wenn die zweite Kraftstoffzufuhrrate kleiner als die erste Kraftstoffzufuhrrate ist.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner: dass eine dritte Kraftstoffzufuhrrate basierend auf einem dritten Zylinderzündungsanteil, der Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl ermittelt wird; dass der erste, der zweite oder der dritte Zylinderzündungsanteil basierend auf einem Vergleich der ersten, zweiten und dritten Kraftstoffzufuhrrate ausgewählt wird; und dass der ausgewählte von dem ersten, zweiten und dritten Zylinderzündungsanteil in dem Eintrag des Kennfelds entsprechend dem Übersetzungsverhältnis, der Turbinendrehzahl und der Drehmomentanforderung gespeichert wird.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner: dass ein zweites Übersetzungsverhältnis für das Getriebe, eine zweite Turbinendrehzahl für den Drehmomentwandler und eine zweite Drehmomentanforderung für den Motor ausgewählt werden; und dass eine dritte Kraftstoffzufuhrrate basierend auf dem ersten Zylinderzündungsanteil, der zweiten Drehmomentanforderung und der zweiten Motordrehzahl ermittelt wird; dass eine vierte Kraftstoffzufuhrrate basierend auf dem zweiten Zylinderzündungsanteil, der zweiten Drehmomentanforderung und der zweiten Motordrehzahl ermittelt wird; dass der erste oder der zweite Zylinderzündungsanteil basierend auf einem Vergleich der dritten und der vierten Kraftstoffzufuhrrate ausgewählt wird; und dass der ausgewählte von dem ersten und dem zweiten Zylinderzündungsanteil in einem zweiten Eintrag des Kennfelds entsprechend dem zweiten Übersetzungsverhältnis, der zweiten Turbinendrehzahl und der zweiten Drehmomentanforderung gespeichert wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass die Motordrehzahl basierend auf der Turbinendrehzahl und einem Zustand einer Drehmomentwandlerkupplung ermittelt wird.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass dann, wenn die Drehmomentwandlerkupplung ausgerückt ist, die Motordrehzahl basierend auf der Drehmomentanforderung, einem k-Faktor des Drehmomentwandlers und der Turbinendrehzahl ermittelt wird.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass dann, wenn die Drehmomentwandlerkupplung eingerückt ist, die Motordrehzahl basierend auf der Turbinendrehzahl und einem Schlupf der Drehmomentwandlerkupplung ermittelt wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner: dass ein maximaler Schlupf für die Drehmomentwandlerkupplung ermittelt wird; und dass die Auswahl des ersten Zylinderzündungsanteils verhindert wird, wenn der Schlupf der Drehmomentwandlerkupplung größer als der maximale Schlupf für die Drehmomentwandlerkupplung ist.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner: dass eine maximale Drehmomentausgabe des Motors basierend auf dem ersten Zylinderzündungsanteil, dem Übersetzungsverhältnis und der Motordrehzahl ermittelt wird; und dass die Auswahl des ersten Zylinderzündungsanteils verhindert wird, wenn die maximale Drehmomentausgabe des Motors kleiner als die Drehmomentanforderung ist.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst ein Motorsteuerverfahren für ein Fahrzeug: das Kennfeld; Erzeugen einer Drehmomentanforderung basierend auf zumindest einer Fahrereingabe; Ermitteln eines Ziel-Zylinderzündungsanteils basierend auf der Drehmomentanforderung und unter Verwendung des Kennfelds; und Steuern der Aktivierung und der Deaktivierung von Zylindern des Motors basierend auf dem Ziel-Zündungsanteil.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden anhand der ausführlichen Beschreibung, der Ansprüche und der Zeichnungen offensichtlich werden. Die ausführliche Beschreibung und die speziellen Beispiele sind nur zu Darstellungszwecken gedacht und sollen den Umfang der Offenbarung nicht einschränken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems ist;
3 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Kennfelderzeugungsmoduls ist; und
4A und 4B ein Flussdiagramm umfassen, das ein beispielhaftes Verfahren zum Erzeugen eines Kennfeldes darstellt, das durch ein Motorsteuersystem zum Ermitteln eines Ziel-Zündungsanteils verwendet werden kann.
In den Zeichnungen können Bezugszeichen erneut verwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu identifizieren.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoffgemisch in Zylindern, um ein Drehmoment zu erzeugen. Unter bestimmten Umständen kann ein Motorsteuermodul (ECM) einen oder mehrere Zylinder des Motors deaktivieren. Das ECM kann beispielsweise einen oder mehrere Zylinder deaktivieren, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern.
Das ECM ermittelt einen Ziel-Zündungsanteil für die Zylinder des Motors unter Verwendung eines Kennfelds einer Motordrehmomentanforderung, eines Übersetzungsverhältnisses und einer Motordrehzahl für den Ziel-Zündungsanteil (bzw. einer Abbildung der Motordrehmomentanforderung, des Übersetzungsverhältnisses und der Motordrehzahl auf den Ziel-Zündungsanteil). Ein Zähler des Ziel-Zündungsanteils kann angeben, wie viele Zylinder während der nächsten Anzahl X von Zylindern in einer Zündreihenfolge der Zylinder aktiviert werden sollen, wobei X der Nenner des Ziel-Zündungsanteils ist. Das ECM steuert die Aktivierung und die Deaktivierung eines oder mehrerer Zylinder des Motors basierend auf dem Ziel-Zündungsanteil.
Ein Kennfelderzeugungsmodul erzeugt das Kennfeld der Motordrehmomentanforderung, des Übersetzungsverhältnisses und der Turbinendrehzahl für den Ziel-Zündungsanteil. Für eine gegebene Motordrehmomentanforderung, ein gegebenes Übersetzungsverhältnis und eine gegebene Motordrehzahl ermittelt das Kennfelderzeugungsmodul spezieller Kraftstoffzufuhrraten jeweils für mehrere unterschiedliche mögliche Zündungsanteile. Das Kennfelderzeugungsmodul wählt den möglichen Zündungsanteil mit der geringsten Kraftstoffzufuhrrate aus und indiziert den ausgewählten möglichen Zündungsanteil in dem Kennfeld gemäß der gegebenen Motordrehmomentanforderung, dem gegebenen Übersetzungsverhältnis und der gegebenen Turbinendrehzahl.
Das Kennfelderzeugungsmodul identifiziert und speichert den möglichen Zündungsanteil mit der geringsten Kraftstoffzufuhrrate für jede mögliche Kombination der Motordrehmomentanforderung, des Übersetzungsverhältnisses und der Turbinendrehzahl. Das Kennfelderzeugungsmodul kann auch die Auswahl möglicher Zündungsanteile verhindern, die nicht die Motordrehmomentanforderung erreichen würden oder die einen Schlupf der Drehmomentwandlerkupplung, welcher größer als ein vorbestimmter Wert ist, erzeugen würden. Das Kennfeld kann durch das ECM verwendet werden, wie vorstehend diskutiert wurde, um den Ziel-Zündungsanteil zu ermitteln und um die Zylinderaktivierung und -deaktivierung zu steuern.
Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems 100 dargestellt. Das Motorsystem 100 eines Fahrzeugs weist einen Motor 102 auf, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um ein Drehmoment basierend auf einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 104 zu erzeugen. Luft wird durch ein Einlasssystem 108 in den Motor 102 eingelassen. Das Einlasssystem 108 kann einen Einlasskrümmer 110 und ein Drosselventil 112 umfassen. Lediglich beispielhaft kann das Drosselventil 112 eine Drosselklappe mit einem drehbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 116, und das Drossel-Aktuatormodul 116 regelt das Öffnen des Drosselventils 112, um die Luftströmung in den Einlasskrümmer 110 zu steuern.
Luft aus dem Einlasskrümmer 110 wird in Zylinder des Motors 102 eingelassen. Obgleich der Motor 102 mehrere Zylinder aufweist, ist zu Darstellungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Lediglich beispielhaft kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder aufweisen. Das ECM 114 kann ein Zylinder-Aktuatormodul 120 anweisen, einige der Zylinder unter bestimmten Umständen, die nachstehend diskutiert werden, selektiv zu deaktivieren, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern kann.
Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertaktzyklus oder eines anderen geeigneten Motorzyklus arbeiten. Die vier Takte eines Viertaktzyklus, die nachstehend beschrieben sind, werden als der Einlasstakt, der Kompressionstakt, der Verbrennungstakt und der Auslasstakt bezeichnet. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) treten zwei der vier Takte in dem Zylinder 118 auf. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen für den Zylinder 118 notwendig, um alle vier Takte zu durchlaufen. Bei Viertaktmotoren kann ein Motorzyklus zwei Kurbelwellenumdrehungen entsprechen.
Wenn der Zylinder 118 aktiviert ist, wird während des Einlasstakts Luft aus dem Einlasskrümmer durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 eingelassen. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann an einem zentralen Ort oder an mehreren Orten, wie z. B. in der Nähe des Einlassventils 122 jedes der Zylinder, in den Einlasskrümmer 110 eingespritzt werden. Bei verschiedenen Implementierungen (nicht gezeigt) kann Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in Mischkammern/-kanäle, die den Zylindern zugeordnet sind, eingespritzt werden. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 kann die Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder stoppen, die deaktiviert sind.
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 die Zündung des Luft/Kraftstoff-Gemischs bewirkt. Alternativ kann der Motor 102 ein Motor mit Funkenzündung sein, in welchem Fall ein Zündfunken-Aktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118 basierend auf einem Signal von dem ECM 114 aktiviert, welche das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Einige Typen von Motoren, wie beispielsweise Motoren mit homogener Kompressionszündung (HCCI-Motoren), können sowohl eine Kompressionszündung als auch eine Funkenzündung ausführen. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu der Zeit spezifiziert werden, zu der sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet wird.
Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann durch ein Zeitpunktsignal gesteuert werden, das spezifiziert, wie weit vor oder nach dem TDC der Zündfunken erzeugt werden soll. Da die Kolbenposition mit der Kurbelwellenposition in direkter Beziehung steht, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 mit der Position der Kurbelwelle synchronisiert werden. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen oder einen Zündfunken an die deaktivierten Zylinder liefern.
Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs den Kolben abwärts, wodurch die Kurbelwelle angetrieben wird. Der Verbrennungstakt kann als die Zeit zwischen dem Erreichen des TDC durch den Kolben und der Zeit definiert werden, zu welcher der Kolben zu einer untersten Position zurückkehrt, die als unterer Totpunkt (BDC) bezeichnet wird.
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. Obgleich eine auf einer Nockenwelle basierte Ventilbetätigung gezeigt ist und diskutiert wurde, können nockenlose Ventilaktuatoren implementiert sein.
Das Zylinder-Aktuatormodul 120 kann den Zylinder 118 deaktivieren, indem das Öffnen des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 deaktiviert wird. Die Zeit, zu der das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann durch einen Einlass-Nockenphasensteller 148 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Die Zeit, zu der das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann durch einen Auslass-Nockenphasensteller 150 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Ein Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann den Einlass-Nockenphasensteller 148 und den Auslass-Nockenphasensteller 150 basierend auf Signalen von dem ECM 114 steuern.
Wenn er implementiert ist, kann ein variabler Ventilhub (nicht gezeigt) ebenso durch das Phasensteller-Aktuatormodul 158 gesteuert werden. Bei verschiedenen anderen Implementierungen können das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 durch andere Aktuatoren als Nockenwellen gesteuert werden, wie beispielsweise durch elektromechanische Aktuatoren, elektrohydraulische Aktuatoren und elektromagnetische Aktuatoren usw.
Das Motorsystem 100 kann eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Einlasskrümmer 110 liefert. Beispielsweise zeigt 1 einen Turbolader, der eine Turbine 160-1 aufweist, die durch Abgase angetrieben wird, die durch das Abgassystem 134 strömen. Der Turbolader weist auch einen Kompressor 160-2 auf, der von der Turbine 160-1 angetrieben wird und der Luft komprimiert, die in das Drosselventil 112 geführt wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein von der Kurbelwelle angetriebener Turbokompressor (nicht gezeigt) Luft von dem Drosselventil 112 komprimieren und die komprimierte Luft an den Einlasskrümmer 110 liefern.
Ein Ladedruck-Regelventil 162 kann dem Abgas ermöglichen, an der Turbine 160-1 vorbeizuströmen, wodurch der Ladedruck (der Betrag der Einlassluftkompression) des Turboladers verringert wird. Das ECM 114 kann den Turbolader mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls 164 steuern. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 kann den Ladedruck des Turboladers modulieren, indem die Position des Ladedruck-Regelventils 162 gesteuert wird. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Turbolader durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden. Der Turbolader kann eine variable Geometrie aufweisen, die durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden kann.
Ein Zwischenkühler (nicht gezeigt) kann einen Teil der in der komprimierten Luftladung enthaltenen Wärme dissipieren, die erzeugt wird, wenn die Luft komprimiert wird. Obwohl sie zu Darstellungszwecken getrennt gezeigt sind, können die Turbine 160-1 und der Kompressor 160-2 mechanisch miteinander verbunden sein und die Einlassluft in die unmittelbare Nähe des heißen Abgases bringen. Die komprimierte Luftladung kann Wärme von Komponenten des Abgassystems 134 aufnehmen.
Das Motorsystem 100 kann ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 170 aufweisen, das Abgas selektiv zurück zu dem Einlasskrümmer 110 zurückleitet. Das AGR-Ventil 170 kann stromaufwärts der Turbine 160-1 des Turboladers angeordnet sein. Das AGR-Ventil 170 kann durch ein AGR-Aktuatormodul 172 gesteuert werden.
Die Kurbelwellenposition kann unter Verwendung eines Kurbelwellen-Positionssensors 180 gemessen werden. Eine Motordrehzahl kann basierend auf der Kurbelwellenposition ermittelt werden, die unter Verwendung des Kurbelwellen-Positionssensors 180 gemessen wird. Eine Temperatur eines Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in dem Motor 102 oder an anderen Orten angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkuliert, wie beispielsweise in einem Kühler (nicht gezeigt).
Ein Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorunterdruck gemessen werden, der die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 ist. Eine Luftmassenströmungsrate in den Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Luftmassenströmungssensors (MAF-Sensors) 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselventil 112 umfasst.
Die Position des Drosselventils 112 kann unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 gemessen werden. Eine Temperatur der Luft, die in den Motor 102 eingelassen wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden. Der Motor 102 gibt das Drehmoment mittels eines Drehmomentwandlers an ein Getriebe aus. Der Drehmomentwandler umfasst ein Schaufelrad, eine Turbine und eine Drehmomentwandlerkupplung (TCC). Der Motor 102 treibt das Schaufelrad an. Die Turbine ist mit einer Getriebeeingangswelle gekoppelt. Ein Hydraulikfluid, das durch das Schaufelrad zu der Turbine gepumpt wird, treibt die Turbine an. Die TCC koppelt die Turbine mit dem Schaufelrad und entkoppelt die Turbine von diesem. Eine Turbinendrehzahl kann unter Verwendung eines Turbinendrehzahlsensors 197 gemessen werden.
Das Motorsystem 100 kann auch einen oder mehrere andere Sensoren 193 aufweisen. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul 194 in Verbindung stehen, um Gangwechsel im Getriebe abzustimmen. Beispielsweise kann das ECM 114 das Motordrehmoment während eines Gangwechsels verringern. Das Drehmoment wird zwischen der Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle entsprechend den Gängen übertragen.
Das Drehmoment wird zwischen der Getriebeausgangswelle und Rädern des Fahrzeugs mittels eines oder mehrerer Differentiale, einer oder mehrerer Antriebswellen usw. übertragen. Der Motor 102, das Getriebe, das Differential bzw. die Differentiale, die Antriebswellen und andere Komponenten zur Drehmomenterzeugung oder Drehmomentübertragung bilden einen Antriebsstrang des Fahrzeugs.
Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 in Verbindung stehen, um den Betrieb des Motors 102 und eines Elektromotors 198 abzustimmen. Der Elektromotor 198 kann auch als ein Generator funktionieren, und er kann verwendet werden, um elektrische Energie zur Verwendung durch elektrische Systeme des Fahrzeugs und/oder zur Speicherung in einer Batterie zu erzeugen. Obgleich nur ein Elektromotor 198 gezeigt ist und diskutiert wird, können mehrere Elektromotoren implementiert sein. Bei verschiedenen Implementierungen können verschiedene Funktionen des ECM 114, des Getriebesteuermoduls 194 und des Hybridsteuermoduls 196 in ein oder mehrere Module integriert werden.
Jedes System, das einen Motorparameter variiert, kann als ein Motoraktuator bezeichnet werden. Jeder Motoraktuator empfängt einen zugeordneten Aktuatorwert. Beispielsweise kann das Drossel-Aktuatormodul 116 als ein Motoraktuator bezeichnet werden, und die Drosselöffnungsfläche kann als der Aktuatorwert bezeichnet werden. In dem Beispiel von 1 erreicht das Drossel-Aktuatormodul 116 die Drosselöffnungsfläche, indem ein Winkel des Blatts des Drosselventils 112 angepasst wird.
Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann auch als ein Motoraktuator bezeichnet werden, während der entsprechende Aktuatorwert der Betrag einer Zündfunkenvorverstellung relativ zu dem Zylinder-TDC sein kann. Andere Motoraktuatoren können das Zylinder-Aktuatormodul 120, das Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das Phasensteller-Aktuatormodul 158, das Ladedruck-Aktuatormodul 164 und das AGR-Aktuatormodul 172 umfassen. Für diese Motoraktuatoren können die Aktuatorwerte einer Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungssequenz, der Kraftstoffzufuhrrate, dem Einlass- und dem Auslass-Nockenphasenstellerwinkel, dem Ladedruck bzw. der AGR-Ventilöffnungsfläche entsprechen. Das ECM 114 kann die Aktuatorwerte erzeugen, um zu bewirken, dass der Motor 102 ein angefordertes Motorausgangsdrehmoment erzeugt.
Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems dargestellt. Ein Drehmomentanforderungsmodul 204 kann eine Drehmomentanforderung 208 für den Motor 102 basierend auf einer oder mehreren Fahrereingaben 212 ermitteln. Die Fahrereingaben 212 können beispielsweise eine Gaspedalposition, eine Bremspedalposition, eine Tempomateingabe und/oder eine oder mehrere andere geeignete Fahrereingaben umfassen. Das Drehmomentanforderungsmodul 204 kann die Drehmomentanforderung 208 zusätzlich oder alternativ basierend auf einer oder mehreren anderen Drehmomentanforderungen ermitteln, wie beispielsweise basierend auf Drehmomentanforderungen, die durch das ECM 114 erzeugt werden, und/oder basierend auf Drehmomentanforderungen, die von anderen Modulen des Fahrzeugs empfangen werden, wie etwa von dem Getriebesteuermodul 194, dem Hybridsteuermodul 196, einem Chassissteuermodul usw.
Ein oder mehrere Motoraktuatoren werden basierend auf der Drehmomentanforderung 208 gesteuert. Beispielsweise kann das Drosselsteuermodul 216 eine Ziel-Drosselöffnung 220 basierend auf der Drehmomentanforderung 208 ermitteln. Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann das Öffnen des Drosselventils 112 basierend auf der Ziel-Drosselöffnung 220 einstellen.
Ein Zündfunkensteuermodul 224 ermittelt einen Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 228 basierend auf der Drehmomentanforderung 208. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 erzeugt einen Zündfunken basierend auf dem Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 228. Ein Kraftstoffsteuermodul 232 ermittelt einen oder mehrere Ziel-Kraftstoffzufuhrparameter 236 basierend auf der Drehmomentanforderung 208. Beispielsweise können die Ziel-Kraftstoffzufuhrparameter 236 eine Kraftstoffeinspritzungsmenge, eine Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen zum Einspritzen der Menge und eine Zeiteinstellung für jede der Einspritzungen umfassen. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 spritzt Kraftstoff basierend auf den Ziel-Kraftstoffzufuhrparametern 236 ein.
Ein Phasenstellersteuermodul 237 ermittelt einen Ziel-Einlass- und einen Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 238 und 239 basierend auf der Drehmomentanforderung 208. Das Phasensteller-Aktuatormodul 258 kann den Einlass- und den Auslass-Nockenphasensteller 148 und 150 basierend auf dem Ziel-Einlass- bzw. dem Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 238 bzw. 239 regeln. Ein Ladedrucksteuermodul 240 kann einen Ziel-Ladedruck 242 basierend auf der Drehmomentanforderung 208 ermitteln. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 kann den Ladedruck, der durch die Ladedruckeinrichtung(en) ausgegeben wird, basierend auf dem Ziel-Ladedruck 242 steuern.
Ein Zylindersteuermodul 244 erzeugt eine Zündungsanweisung 248 für einen nächsten Zylinder in einer vorbestimmten Zündreihenfolge der Zylinder (für ”den nächsten Zylinder”). Die Zündungsanweisung 248 gibt an, ob der nächste Zylinder aktiviert oder deaktiviert werden soll. Lediglich beispielhaft kann das Zylindersteuermodul 244 die Zündungsanweisung 248 auf einen ersten Zustand setzen (z. B. auf 1), wenn der nächste Zylinder aktiviert werden soll, und es kann die Zündungsanweisung 248 auf einen zweiten Zustand setzen (z. B. auf 0), wenn der nächste Zylinder deaktiviert werden soll. Obgleich die Zündungsanweisung 248 bezogen auf den nächsten Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge diskutiert wurde und weiterhin diskutiert wird, kann die Zündungsanweisung 248 für einen zweiten Zylinder, der dem nächsten Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge unmittelbar nachfolgt, für einen dritten Zylinder, der dem zweiten Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge unmittelbar nachfolgt, oder für einen weiteren Zylinder, der dem nächsten Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge nachfolgt, erzeugt werden.
Das Zylinder-Aktuatormodul 120 deaktiviert die Einlass- und Auslassventile des nächsten Zylinders, wenn die Zündungsanweisung 248 angibt, dass der nächste Zylinder deaktiviert werden soll. Das Zylinder-Aktuatormodul 120 ermöglicht das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile des nächsten Zylinders, wenn die Zündungsanweisung 248 angibt, dass der nächste Zylinder aktiviert werden soll.
Das Kraftstoffsteuermodul 232 stoppt die Kraftstoffzufuhr des nächsten Zylinders, wenn die Zündungsanweisung 248 angibt, dass der nächste Zylinder deaktiviert werden soll. Das Kraftstoffsteuermodul 232 legt die Ziel-Kraftstoffzufuhrparameter 236 derart fest, dass dem nächsten Zylinder Kraftstoff zugeführt wird, wenn die Zündungsanweisung 248 angibt, dass der nächste Zylinder aktiviert werden soll. Das Zündfunkensteuermodul 224 kann einen Zündfunken an den nächsten Zylinder liefern, wenn die Zündungsanweisung 248 angibt, dass der nächste Zylinder aktiviert werden soll. Das Zündfunkensteuermodul 224 kann einen Zündfunken an den nächsten Zylinder liefern oder den Zündfunken für diesen stoppen, wenn die Zündungsanweisung 248 angibt, dass der nächste Zylinder deaktiviert werden soll. Die Zylinderdeaktivierung unterscheidet sich von einer Kraftstoffabschaltung (z. B. einer Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltung) dadurch, dass die Einlass- und Auslassventile der Zylinder, für welche die Kraftstoffzufuhr während der Kraftstoffabschaltung gestoppt wird, weiterhin während der Kraftstoffabschaltung geöffnet und geschlossen werden, während die Einlass- und Auslassventile der Zylinder geschlossen bleiben, wenn diese Zylinder deaktiviert sind.
Das Zylindersteuermodul 244 ermittelt die Zündungsanweisung 248 basierend auf einem Ziel-Zündungsanteil. Das Zylindersteuermodul 244 kann die Zündungsanweisung 248 ferner basierend darauf ermitteln, ob ein oder mehrere Zylinder vor dem nächsten Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge aktiviert oder deaktiviert wurden.
Das Zylindersteuermodul 244 ermittelt den Ziel-Zündungsanteil basierend auf der Drehmomentanforderung 208, einem gegenwärtigen Übersetzungsverhältnis 252 des Getriebes und einer Turbinendrehzahl 256. Das Getriebesteuermodul 194 kann das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis 252 an das ECM 114 übertragen, oder es kann das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis 252 basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern ermittelt werden, beispielsweise basierend auf einem Verhältnis einer Getriebe-Eingangswellendrehzahl zu einer Getriebe-Ausgangswellendrehzahl. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein gegenwärtiges Übersetzungsverhältnis des Antriebsstrangs des Fahrzeugs verwendet werden. Die Turbinendrehzahl 256 kann unter Verwendung des Turbinendrehzahlsensors 197 gemessen werden.
Das Zylindersteuermodul 244 ermittelt den Ziel-Zündungsanteil unter Verwendung eines Zündungsanteilskennfelds 260. Das Zündungsanteilskennfeld 260 umfasst ein Kennfeld (z. B. eine Nachschlagetabelle), welche die Drehmomentanforderung 208, das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis 252 und die Turbinendrehzahl 256 mit dem Ziel-Zündungsanteil in Beziehung setzt. Wie nachstehend diskutiert wird, sind die Werte des Zündungsanteilskennfelds 260 kalibriert, um die Kraftstoffzufuhr zu minimieren.
Der Ziel-Zündungsanteil entspricht einer Zielanzahl von Zylindern, die aktiviert werden sollen, von den nächsten N Zylindern in der vorbestimmten Zündreihenfolge der Zylinder. N ist eine ganze Zahl, die größer als die Zielanzahl der Zylinder oder gleich dieser ist. Beispielsweise kann der Ziel-Zündungsanteil ein Anteil zwischen 0 und 1 sein, einschließlich dieser Werte. Einem Ziel-Zündungsanteil von 0 entspricht, dass alle Zylinder des Motors 102 deaktiviert sind (und dass 0 aktiviert sind), und einem Ziel-Zündungsanteil von 1 entspricht, dass alle Zylinder des Motors 102 aktiviert sind (und dass 0 deaktiviert sind).
Das Zylindersteuermodul 244 kann die Zündungsanweisung 248 basierend auf dem Ziel-Zündungsanteil beispielsweise basierend unter Verwendung einer oder mehrere Funktionen und/oder eines oder mehrerer Kennfelder erzeugen, welche den Ziel-Zündungsanteil mit der Zündungsanweisung 248 in Beziehung setzen.
Beispiele für das Festlegen der Zündungsanweisung 248 basierend auf dem Ziel-Zündungsanteil können in der US-Patentanmeldung Nr. 13/798,400 gefunden werden, die am 13. Mai 2013 eingereicht wurde und die hierin in ihrer Gesamtheit eingebunden ist. Wie vorstehend diskutiert wurde, werden die Zylinder basierend auf der Zündungsanweisung 248 aktiviert und deaktiviert.
3 ist Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Kennfelderzeugungsmoduls 304. Lediglich beispielhaft kann ein Dynamometer das Kennfelderzeugungsmodul 304 umfassen. Das Kennfelderzeugungsmodul 304 erzeugt ein Zündungsanteilskennfeld 308 für den Motor 102. Das Zündungsanteilskennfeld 308 kann in dem ECM 114 des Motors 102 und in den ECMs anderer Motoren gespeichert werden, welche die gleichen sind wie der Motor 102. Diese Zündungsanteilskennfelder können anschließend verwendet werden, um die Zylinderaktivierung und -deaktivierung basierend auf der Drehmomentanforderung, dem gegenwärtigen Übersetzungsverhältnis und der Turbinendrehzahl zu steuern.
Das Kennfelderzeugungsmodul 304 umfasst ein Auswahlmodul 312, ein Motordrehzahlmodul 316, ein Zündungsanteil-Auswahlmodul 320, ein Drehmomentbegrenzungs-Ermittlungsmodul 324, ein Schlupfbegrenzungs-Ermittlungsmodul 326, ein Kraftstoffzufuhr-Ermittlungsmodul 328 und ein Kennfeldmodul 332. Der Betrieb des Kennfelderzeugungsmoduls 304 wird in Verbindung mit 4A und 4B diskutiert, die ein Flussdiagramm umfassen, das ein beispielhaftes Verfahren zum Erzeugen des Zündungsanteilskennfelds 308 darstellt.
Nun auf 3 und 4A Bezug nehmend, setzt das Auswahlmodul 312 bei 404 eine Variable j gleich 1. Bei 408 wählt das Auswahlmodul 312 einen j-ten möglichen Satz von Werten aus für: die Drehmomentanforderung 208, das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis 252 und die Turbinendrehzahl 256. Die ausgewählte Drehmomentanforderung, das ausgewählte Übersetzungsverhältnis und die ausgewählte Turbinendrehzahl werden in 3 durch 336, 340 bzw. 344 repräsentiert.
Bei 412 ermittelt das Kennfelderzeugungsmodul 304, ob die TCC für die ausgewählte Drehmomentanforderung 336, das ausgewählte Übersetzungsverhältnis 340 und die ausgewählte Turbinendrehzahl 344 ausgerückt ist. Wenn 412 falsch ist, fährt die Steuerung mit 4B fort, was nachstehend weiter diskutiert wird. Wenn 412 wahr ist, fährt die Steuerung mit 416 fort.
Bei 416 ermittelt das Motordrehzahlmodul 316 eine Motordrehzahl 348. Das Motordrehzahlmodul 316 ermittelt die Motordrehzahl 348 bei 416 basierend auf einer Turbinendrehzahl 352, der ausgewählten Drehmomentanforderung 336 und einem vorbestimmten k-Faktor des Drehmomentwandlers. Lediglich beispielhaft kann das Motordrehzahlmodul 316 die Motordrehzahl 348 unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermittelt, die bzw. das die Turbinendrehzahl 352, die ausgewählte Drehmomentanforderung 336 und den k-Faktor mit der Motordrehzahl 348 in Beziehung setzen. Die Turbinendrehzahl 352 kann beispielsweise unter Verwendung eines Sensors gemessen oder basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern geschätzt werden.
Das Zündungsanteil-Auswahlmodul 320 setzt bei 420 eine Variable i gleich 1. Bei 424 wählt das Zündungsanteil-Auswahlmodul 320 einen i-ten möglichen Zündungsanteil für die Zylinder aus. Die möglichen Zündungsanteile sind vorbestimmt und können beispielsweise 0 (oder 0/0), 1/9, 1/8, 1/7, 1/6, 1/5, 2/9, 1/4, 2/7, 1/3, 3/8, 2/5, 3/7, 4/9, 1/2, 5/9, 4/7, 3/5, 5/8, 2/3, 5/7, 3/4, 7/9, 4/5, 5/6, 6/7, 7/8, 8/9, 1 (oder 1/1) und/oder ein oder mehrere andere geeignete Zündungsanteile umfassen. Beispielsweise kann der mögliche Zündungsanteil von 1/9 1 aktiviertem Zylinder über die nächsten 9 Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge entsprechen. Dem Zähler eines Zündungsanteils entspricht, wie viele Zylinder aktiviert werden sollen, und dem Nenner eines Zündungsanteils entspricht eine Gesamtanzahl von Zylindern, über die diese Zylinder aktiviert werden sollen. Der ausgewählte der möglichen Zündungsanteile ist mit 356 bezeichnet.
Bei 428 ermittelt das Drehmomentbegrenzungs-Ermittlungsmodul 324 eine Drehmomentbegrenzung 360 basierend auf dem ausgewählten Übersetzungsverhältnis 340, der Motordrehzahl 348 und dem ausgewählten Zündungsanteil 356. Die Drehmomentbegrenzung 360 kann einem maximalen Drehmoment entsprechen, das der Motor 102 unter Verwendung des ausgewählten Zündungsanteils 356 bei dem ausgewählten Übersetzungsverhältnis 340 und der Motordrehzahl 348 erzeugen kann. Das Drehmomentbegrenzungs-Ermittlungsmodul 324 kann die Drehmomentbegrenzung 360 unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, die bzw. das den ausgewählten Zündungsanteil 356, das ausgewählte Übersetzungsverhältnis 340 und die Motordrehzahl 348 mit der Drehmomentbegrenzung 360 in Beziehung setzt.
Bei 432 ermittelt das Kennfeldmodul 332, ob die Drehmomentbegrenzung 360 kleiner als die ausgewählte Drehmomentanforderung 336 ist. Wenn 432 wahr ist, ist der ausgewählte Zündungsanteil 356 nicht in der Lage, die ausgewählte Drehmomentanforderung 336 zu erreichen. Daher zieht das Kennfeldmodul 332 den ausgewählten Zündungsanteil 356 nicht in Betracht, und die Steuerung geht zu 440 über. Wenn 432 falsch ist, fährt die Steuerung mit 436 fort.
Das Kraftstoffzufuhr-Ermittlungsmodul 328 ermittelt bei 436 eine Kraftstoffzufuhrrate 364. Das Kraftstoffzufuhr-Ermittlungsmodul 328 ermittelt die Kraftstoffzufuhrrate 364 basierend auf dem ausgewählten Zündungsanteil 356, der Motordrehzahl 348, der ausgewählten Drehmomentanforderung 336 und dem ausgewählten Übersetzungsverhältnis 340. Das Kraftstoffzufuhr-Ermittlungsmodul 328 kann die Kraftstoffzufuhrrate 364 unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfeldes ermitteln, die bzw. das den ausgewählten Zündungsanteil 356, das ausgewählte Übersetzungsverhältnis 340, die Motordrehzahl 348 und die ausgewählte Drehmomentanforderung 336 mit der Kraftstoffzufuhrrate 364 in Beziehung setzt. Die Steuerung fährt mit 440 fort.
Bei 440 ermittelt das Kennfeldmodul 332, ob i größer als N ist. N ist ein erster vorbestimmter Wert, der auf die Gesamtanzahl möglicher Zündungsanteile gesetzt ist. Wenn 440 wahr ist, fährt die Steuerung mit 448 fort. Wenn 440 falsch ist, erhöht das Kennfeldmodul 332 i bei 444, und die Steuerung kehrt zur Auswahl eines weiteren der möglichen Zündungsanteile zu 424 zurück.
Sobald jeder der möglichen Zündungsanteile ausgewählt wurde, wählt das Kennfeldmodul 332 bei 448 den einen der möglichen Zündungsanteile aus, der den geringsten Wert der Kraftstoffzufuhrrate 364 erzeugt. Das Kennfeldmodul 332 speichert den einen der möglichen Zündungsanteile, der den geringsten Wert der Kraftstoffzufuhrrate 364 erzeugt, in dem Zündungsanteilskennfeld 308 für die ausgewählte Drehmomentanforderung 360, das ausgewählte Übersetzungsverhältnis 340 und die ausgewählte Turbinendrehzahl 344. Auf diese Weise wird der eine der möglichen Zündungsanteile, der den geringsten Wert der Kraftstoffzufuhrrate 364 erzeugt, ausgewählt und verwendet, um die Zündungsanweisung 248 zu erzeugen, wenn die Drehmomentanforderung 208, das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis 252 und die Turbinendrehzahl 256 die gleichen sind wie die ausgewählte Drehmomentanforderung 336, das ausgewählte Übersetzungsverhältnis 340 und die ausgewählte Turbinendrehzahl 344.
Bei 452 ermittelt das Auswahlmodul 312, ob j größer als M ist. M ist ein zweiter vorbestimmter Wert, der auf die Gesamtanzahl möglicher Sätze der Drehmomentanforderung, des Übersetzungsverhältnisses und der Turbinendrehzahl gesetzt ist. Auf diese Weise wird jeder der möglichen Kraftstoffzufuhranteile für jeden möglichen Satz von Drehmomentanforderung, Übersetzungsverhältnis und Turbinendrehzahl getestet. Der Kraftstoffzufuhranteil mit der geringsten Kraftstoffzufuhrrate wird in dem Zündungsanteilskennfeld 308 für jeden Satz der Drehmomentanforderung, des Übersetzungsverhältnisses und der Turbinendrehzahl gespeichert. Wenn 452 wahr ist, kann die Steuerung enden. Wenn 452 falsch ist, erhöht das Auswahlmodul 312 j bei 456, und die Steuerung kehrt zur Auswahl eines weiteren der möglichen Sätze von Drehmomentanforderung, Übersetzungsverhältnis und Turbinendrehzahl zu 408 zurück.
Nun auf 4B und 3 Bezug nehmend, fährt die Steuerung mit 460 fort (wenn die TCC bei 412 nicht ausgerückt ist). Bei 460 ermittelt das Motordrehzahlmodul 316 die Motordrehzahl 348. Das Motordrehzahlmodul 316 ermittelt die Motordrehzahl 348 bei 464 basierend auf der Turbinendrehzahl 352 und einem TCC-Schlupf. Das Motordrehzahlmodul 316 kann die Motordrehzahl 348 unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, die bzw. das die Motordrehzahl 348 und den TCC-Schlupf mit der Turbinendrehzahl 352 in Beziehung setzt. Beispielsweise kann das Motordrehzahlmodul 316 die Motordrehzahl 348 gleich der Turbinendrehzahl 352 plus den TCC-Schlupf setzen.
Das Motordrehzahlmodul 316 ermittelt den TCC-Schlupf basierend auf der ausgewählten Drehmomentanforderung 336, dem ausgewählten Übersetzungsverhältnis 340 und der ausgewählten Turbinendrehzahl 344. Beispielsweise kann das Motordrehzahlmodul 316 den TCC-Schlupf unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, die bzw. das die ausgewählte Drehmomentanforderung 336, das ausgewählte Übersetzungsverhältnis 340 und die ausgewählte Turbinendrehzahl 344 in Beziehung setzt.
Das Zündungsanteil-Auswahlmodul 320 setzt die Variable i bei 468 gleich 1. Bei 472 wählt das Zündungsanteil-Auswahlmodul 320 den i-ten möglichen Zündungsanteil für die Zylinder aus. Bei 476 ermittelt das Drehmomentbegrenzungs-Ermittlungsmodul 324 die Drehmomentbegrenzung 360 basierend auf dem ausgewählten Übersetzungsverhältnis 340, der Motordrehzahl 348 und dem ausgewählten Zündungsanteil 356, wie es vorstehend beschrieben ist.
Bei 480 ermittelt das Kennfeldmodul 332, ob die Drehmomentbegrenzung 360 kleiner als die ausgewählte Drehmomentanforderung 336 ist. Wenn 480 wahr ist, ist der ausgewählte Zündungsanteil 356 nicht in der Lage, die ausgewählte Drehmomentanforderung 336 zu erreichen. Daher zieht das Kennfeldmodul 332 den ausgewählten Zündungsanteil 356 nicht in Betracht, und die Steuerung geht zu 496 über. Wenn 480 falsch ist, fährt die Steuerung mir 484 fort.
Das Schlupfbegrenzungs-Ermittlungsmodul 326 ermittelt bei 484 eine oder mehrere TCC-Schlupfbegrenzungen 368. Beispielsweise kann das Schlupfbegrenzungs-Ermittlungsmodul 326 eine erste TCC-Schlupfbegrenzung, die einem maximalen zulässigen Niveau von Geräusch, Schwingung und Rauheit (NVH) entspricht, und/oder eine zweite TCC-Schlupfbegrenzung ermitteln, die einer maximalen Haltbarkeit der TCC entspricht. Das Schlupfbegrenzungs-Ermittlungsmodul 326 kann die zweite TCC-Schlupfbegrenzung beispielsweise basierend auf der Motordrehzahl 348, der ausgewählten Drehmomentanforderung 336 und/oder basierend auf einem oder mehreren anderen geeigneten Parametern ermitteln. Das Schlupfbegrenzungs-Ermittlungsmodul 326 kann die erste TCC-Schlupfbegrenzung beispielsweise basierend auf dem ausgewählten Zündungsanteil 356, der Motordrehzahl 348, der ausgewählten Drehmomentanforderung 336 und/oder basierend auf einem oder mehreren anderen geeigneten Parametern ermitteln. Das Schlupfbegrenzungs-Ermittlungsmodul 326 kann die erste und die zweite TCC-Schlupfbegrenzung unter Verwendung einer oder mehrerer Funktionen und/oder eines oder mehrerer Kennfelder ermitteln. Die Steuerung fährt mit 488 fort.
Bei 488 ermittelt das Kennfeldmodul 332, ob der TCC-Schlupf kleiner als die erste und die zweite TCC-Schlupfbegrenzung ist. Wenn 488 wahr ist, fährt die Steuerung mit 492 fort. Wenn 488 falsch ist, zieht das Kennfeldmodul 332 den ausgewählten Zündungsanteil 356 nicht in Betracht, und die Steuerung geht zu 496 über.
Das Kraftstoffzufuhr-Ermittlungsmodul 328 ermittelt die Kraftstoffzufuhrrate 364 bei 492. Das Kraftstoffzufuhr-Ermittlungsmodul 328 ermittelt die Kraftstoffzufuhrrate 364 basierend auf dem ausgewählten Zündungsanteil 356, der Motordrehzahl 348, der ausgewählten Drehmomentanforderung 336 und dem ausgewählten Übersetzungsverhältnis 340. Das Kraftstoffzufuhr-Ermittlungsmodul 328 kann die Kraftstoffzufuhrrate 364 unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, die bzw. das den ausgewählten Zündungsanteil 356, das ausgewählte Übersetzungsverhältnis 340, die Motordrehzahl 348 und die ausgewählte Drehmomentanforderung 336 mit der Kraftstoffzufuhrrate 364 in Beziehung setzt. Die Steuerung fährt mit 496 fort.
Bei 496 ermittelt das Kennfeldmodul 332, ob i größer als N ist. Wie vorstehend beschrieben ist, ist N gleich der Gesamtanzahl möglicher Zündungsanteile festgelegt. Wenn 496 wahr ist, fährt die Steuerung mit 504 fort. Wenn 496 falsch ist, erhöht das Kennfeldmodul 332 i bei 500, und die Steuerung kehrt zur Auswahl eines weiteren der möglichen Zündungsanteile zu 472 zurück.
Bei 504 wählt das Kennfeldmodul 332 den einen der möglichen Zündungsanteile aus, der den geringsten Wert der Kraftstoffzufuhrrate 364 erzeugt. Das Kennfeldmodul 332 speichert den einen der möglichen Zündungsanteile, der den geringsten Wert der Kraftstoffzufuhrrate 364 erzeugt, in dem Zündungsanteilskennfeld 308 für die ausgewählte Drehmomentanforderung 336, das ausgewählte Übersetzungsverhältnis 340 und die ausgewählte Turbinendrehzahl 344. Auf diese Weise wird der eine der möglichen Zündungsanteile, welcher den geringsten Wert der Kraftstoffzufuhrrate 364 erzeugt, ausgewählt und verwendet, wenn die Drehmomentanforderung 208, das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis 252 und die Turbinendrehzahl 256 die gleichen sind wie die ausgewählte Drehmomentanforderung 336, das ausgewählte Übersetzungsverhältnis 340 und die ausgewählte Turbinendrehzahl 344. Die Steuerung geht nach 504 zu 452 von 4A über. Die Zündungsanteileinträge des Zündungsanteilskennfelds 308 können auch gefiltert/geglättet werden, um beispielsweise sicherzustellen, dass der ausgewählte Zündungsanteil nicht abnimmt, wenn die ausgewählte Drehmomentanforderung 336 zunimmt, während das ausgewählte Übersetzungsverhältnis 340 und die ausgewählte Turbinendrehzahl 344 konstant sind.
Sobald es vollständig ist, kann das Zündungsanteilskennfeld 308 (beispielsweise in einem Speicher des ECM 114) als das Zündungsanteilskennfeld 260 gespeichert werden. Das Zylindersteuermodul 244 ermittelt den Ziel-Zündungsanteil unter Verwendung des Zündungsanteilskennfelds 260 und erzeugt die Zündungsanweisung 248 basierend auf dem Ziel-Zündungsanteil.
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. 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.
In dieser Anmeldung einschließlich der nachstehenden Definitionen kann der Ausdruck Modul durch den Ausdruck Schaltung ersetzt werden. Der Ausdruck Modul kann sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale integrierte Schaltung; eine Schaltung der kombinatorischen Logik; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code ausführt; einen Speicher (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der Code speichert, der durch den Prozessor ausgeführt wird; 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 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 genutzter Prozessor umfasst einen einzelnen Prozessor, der einen Teil des Codes oder den gesamten Code mehrerer Module ausführt. Der Ausdruck Gruppenprozessor umfasst einen Prozessor, der in Kombination mit zusätzlichen Prozessoren einen Teil des Codes oder den gesamten Code eines oder mehrerer Module ausführt. Der Ausdruck gemeinsam genutzter Speicher umfasst einen einzelnen Speicher, der einen Teil des Codes oder den gesamten Code mehrerer Module speichert. Der Ausdruck Gruppenspeicher umfasst einen Speicher, der in Kombination mit zusätzlichen Speichern einen Teil oder den gesamten Code eines oder mehrerer Module speichert. Der Ausdruck Speicher kann eine Teilmenge des Ausdrucks computerlesbares Medium bezeichnen. Der Ausdruck computerlesbares Medium umfasst keine vorübergehenden elektrischen und elektromagnetischen Signale, die sich durch ein Medium ausbreiten, und dieses kann daher als zugreifbar und nicht flüchtig angesehen werden. Nicht einschränkende Beispiele des nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Mediums sind ein nicht flüchtiger Speicher, ein magnetischer Speicher und ein optischer Speicher.
Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig 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 und/oder auf diese angewiesen sein.

Claims

Zylinderzündungsanteil-Kennfeldverfahren, das umfasst, dass: ein Übersetzungsverhältnis für ein Getriebe, eine Turbinendrehzahl für einen Drehmomentwandler und eine Drehmomentanforderung für einen Motor ausgewählt werden; eine erste Kraftstoffzufuhrrate basierend auf einem ersten Zylinderzündungsanteil, der Drehmomentanforderung und einer Motordrehzahl ermittelt wird; eine zweite Kraftstoffzufuhrrate basierend auf einem zweiten Zylinderzündungsanteil, der Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl ermittelt wird; der erste oder der zweite Zylinderzündungsanteil basierend auf einem Vergleich der ersten und der zweiten Kraftstoffzufuhrrate ausgewählt wird; und der ausgewählte von dem ersten und dem zweiten Zylinderzündungsanteil in einem Eintrag eines Kennfelds entsprechend dem Übersetzungsverhältnis, der Turbinendrehzahl und der Drehmomentanforderung gespeichert wird.
Zylinderzündungsanteil-Kennfeldverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: der erste Zylinderzündungsanteil ausgewählt wird, wenn die erste Kraftstoffzufuhrrate kleiner als die zweite Kraftstoffzufuhrrate ist; und der zweite Zylinderzündungsanteil ausgewählt wird, wenn die zweite Kraftstoffzufuhrrate kleiner als die erste Kraftstoffzufuhrrate ist.
Zylinderzündungsanteil-Kennfeldverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: eine dritte Kraftstoffzufuhrrate basierend auf einem dritten Zylinderzündungsanteil, der Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl ermittelt wird; der erste, der zweite oder der dritte Zylinderzündungsanteil basierend auf einem Vergleich der ersten, der zweiten und der dritten Kraftstoffzufuhrrate ausgewählt wird; und der ausgewählte von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Zylinderzündungsanteil in einem Eintrag des Kennfelds entsprechend dem Übersetzungsverhältnis, der Turbinendrehzahl und der Drehmomentanforderung gespeichert wird.
Zylinderzündungsanteil-Kennfeldverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: ein zweites Übersetzungsverhältnis für das Getriebe, eine zweite Turbinendrehzahl für den Drehmomentwandler und eine zweite Drehmomentanforderung für den Motor ausgewählt werden; eine dritte Kraftstoffzufuhrrate basierend auf dem ersten Zylinderzündungsanteil, der zweiten Drehmomentanforderung und einer zweiten Motordrehzahl ermittelt wird; eine vierte Kraftstoffzufuhrrate basierend auf dem zweiten Zylinderzündungsanteil, der zweiten Drehmomentanforderung und der zweiten Motordrehzahl ermittelt wird; der erste oder der zweite Zylinderzündungsanteil basierend auf einem Vergleich der dritten und der vierten Kraftstoffzufuhrrate ausgewählt wird; und der ausgewählte von dem ersten und dem zweiten Zylinderzündungsanteil in einem zweiten Eintrag des Kennfelds entsprechend dem zweiten Übersetzungsverhältnis, der zweiten Turbinendrehzahl und der zweiten Drehmomentanforderung gespeichert wird.
Zylinderzündungsanteil-Kennfeldverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die Motordrehzahl basierend auf der Turbinendrehzahl und einem Zustand einer Drehmomentwandlerkupplung ermittelt wird.
Zylinderzündungsanteil-Kennfeldverfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst, dass dann, wenn die Drehmomentwandlerkupplung ausgerückt ist, die Motordrehzahl basierend auf der Drehmomentanforderung, einem k-Faktor des Drehmomentwandlers und der Turbinendrehzahl ermittelt wird.
Zylinderzündungsanteil-Kennfeldverfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst, dass dann, wenn die Drehmomentwandlerkupplung eingerückt ist, die Motordrehzahl basierend auf der Turbinendrehzahl und einem Schlupf der Drehmomentwandlerkupplung ermittelt wird.
Zylinderzündungsanteil-Kennfeldverfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst, dass: ein maximaler Schlupf für die Drehmomentwandlerkupplung ermittelt wird; und die Auswahl des ersten Zylinderzündungsanteils verhindert wird, wenn der Schlupf der Drehmomentwandlerkupplung größer als der maximale Schlupf für die Drehmomentwandlerkupplung ist.
Zylinderzündungsanteil-Kennfeldverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: eine maximale Drehmomentausgabe des Motors basierend auf dem ersten Zylinderzündungsanteil, dem Übersetzungsverhältnis und der Motordrehzahl ermittelt wird; und die Auswahl des ersten Zylinderzündungsanteils verhindert wird, wenn die maximale Drehmomentausgabe des Motors kleiner als die Drehmomentanforderung ist.
Motorsteuerverfahren für ein Fahrzeug, das umfasst: das Kennfeld von Anspruch 1; Erzeugen einer Drehmomentanforderung basierend auf zumindest einer Fahrereingabe; Ermitteln eines Ziel-Zylinderzündungsanteils basierend auf der Drehmomentanforderung und unter Verwendung des Kennfelds; und Steuern der Aktivierung und der Deaktivierung von Zylindern des Motors basierend auf dem Ziel-Zündungsanteil.