DE102015108396B4

DE102015108396B4 - Verfahren zur Steuerung des Krafstoffverbrauchs basierend auf einer Zylinderaktivierung und -deaktivierung

Info

Publication number: DE102015108396B4
Application number: DE102015108396.5A
Authority: DE
Inventors: Alan W. Hayman; Robert S. McAlpine
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2021-11-18
Anticipated expiration: 2035-05-29
Also published as: US20150361907A1; DE102015108396A1; US9341128B2

Abstract

Zylindersteuerverfahren für ein Fahrzeug, das umfasst, dass:eine Drehmomentanforderung (208) für einen Motor (102) basierend auf zumindest einer Fahrereingabe (212) erzeugt wird;basierend auf der Drehmomentanforderung (208) eine Zielanzahl aktivierter Zylinder (118) des Motors (102) ermittelt wird;mögliche Sequenzen (320) für das Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern (118) des Motors (102) ermittelt werden, um die Zielanzahl aktivierter Zylinder (118) zu erreichen;vorausgesagte Kraftstoffverbrauchswerte (328, 404) jeweils für die möglichen Sequenzen (320) ermittelt werden;erste (344) der möglichen Sequenzen (320) mit vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerten (328, 404), die weniger als ein vorbestimmter Betrag von einem geringsten (408) der vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerte (328, 404) entfernt sind, identifiziert werden;eine von den ersten (344) der möglichen Sequenzen (320) ausgewählt wird;eine ausgewählte Sequenz (380) für das Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern (118) des Motors (102) auf die Ausgewählte von den ersten (344) der möglichen Sequenzen (320) festgelegt wird;basierend auf der ausgewählten Sequenz (380) die Aktivierung oder die Deaktivierung eines nächsten Zylinders (118) in einer vorbestimmten Zündreihenfolge der Zylinder (118) angewiesen wird; undder nächste Zylinder (118) basierend auf der Anweisung (248) aktiviert oder deaktiviert wird.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Systeme und Verfahren zur Steuerung einer Zylinderaktivierung und -deaktivierung.
HINTERGRUND
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, erhöht im Allgemeinen 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 Einlass- und Auslassventilen 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.
In der DE 10 2013 217 308 A1 ist ein Zylindersteuerverfahren für ein Fahrzeug beschrieben, bei dem mittels einer Drehmomentanforderung für einen Motor, die anhand einer Fahrereingabe erzeugt wird, eine Zielanzahl aktivierter Zylinder des Motors ermittelt wird und mögliche Sequenzen für das Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern des Motors ermittelt werden, um die Zielanzahl aktivierter Zylinder zu erreichen. Ferner werden jeweils Kraftstoffverbrauchswerte für die möglichen Sequenzen ermittelt, und es wird eine der möglichen Sequenzen mit dem geringsten Kraftstoffverbrauchswert ausgewählt. Basierend auf der ausgewählten Sequenz wird die Aktivierung oder die Deaktivierung eines nächsten Zylinders in einer vorbestimmten Zündreihenfolge der Zylinder angewiesen, und der nächste Zylinder wird basierend auf der Anweisung aktiviert oder deaktiviert.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Zylindersteuerverfahren zu schaffen, mit welchem eine Beschleunigung an einer Sitzschiene in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs, Kurbelwellen-Torsionsschwingungen und Nebenaggregats-Antriebsstörungen bei einer Aktivierung und Deaktivierung von Zylindern eines Motors des Fahrzeugs minimiert werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird durch ein Zylindersteuerverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das Zylindersteuerverfahren ist für ein Fahrzeug vorgesehen und umfasst: dass eine Drehmomentanforderung für einen Motor basierend auf zumindest einer Fahrereingabe erzeugt wird; dass basierend auf der Drehmomentanforderung eine Zielanzahl aktivierter Zylinder des Motors ermittelt wird; dass mögliche Sequenzen für das Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern des Motors ermittelt werden, um die Zielanzahl aktivierter Zylinder zu erreichen; dass vorausgesagte Kraftstoffverbrauchswerte jeweils für die möglichen Sequenzen ermittelt werden; dass erste der möglichen Sequenzen mit vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerten identifiziert werden, die weniger als ein vorbestimmter Betrag von einem geringsten der vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerte entfernt sind; dass eine von den ersten der möglichen Sequenzen ausgewählt wird; dass eine ausgewählte Sequenz für das Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern des Motors auf die Ausgewählte von den ersten der möglichen Sequenzen festgelegt wird; dass basierend auf der ausgewählten Sequenz die Aktivierung oder die Deaktivierung eines nächsten Zylinders in einer vorbestimmten Zündreihenfolge der Zylinder angewiesen wird; und dass der nächste Zylinder basierend auf der Anweisung aktiviert oder deaktiviert wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Zylindersteuerverfahren ferner, dass die vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerte für die möglichen Sequenzen jeweils basierend auf den Sequenzen für das Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern der möglichen Sequenzen ermittelt werden.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Zylindersteuerverfahren ferner, dass die vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerte ferner jeweils basierend auf einem oder mehreren Zylinder-Aktivierungs-/Deaktivierungszuständen eines oder mehrerer vorhergehender Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge der Zylinder ermittelt werden.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Zylindersteuerverfahren, dass die vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerte ferner basierend auf einer Motordrehzahl ermittelt werden.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Zylindersteuerverfahren, dass die vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerte ferner basierend auf einer Motorlast ermittelt werden.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Zylindersteuerverfahren ferner, dass die vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerte für die möglichen Sequenzen basierend auf den jeweiligen Sequenzen für das Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern der möglichen Sequenzen, einer Motordrehzahl und einer Motorlast ermittelt werden.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Zylindersteuerverfahren ferner: dass Nebenaggregats-Störungswerte jeweils für die ersten der möglichen Sequenzen ermittelt werden; und dass eine von den ersten der möglichen Sequenzen mit einem geringsten Nebenaggregats-Störungswert ausgewählt wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Zylindersteuerverfahren ferner: dass Kurbelwellen-Torsionsschwingungswerte jeweils für die ersten der möglichen Sequenzen ermittelt werden; und dass eine von den ersten der möglichen Sequenzen mit einem geringsten Kurbelwellen-Torsionsschwingungswert ausgewählt wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Zylindersteuerverfahren ferner: dass eine Beschleunigung an einer Sitzschiene in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs jeweils für die ersten der möglichen Sequenzen ermittelt wird; und dass eine von den ersten der möglichen Sequenzen mit einer geringsten Beschleunigung ausgewählt wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Zylindersteuerverfahren ferner: dass zweite der möglichen Sequenzen mit vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerten identifiziert werden, die weiter als der vorbestimmte Betrag von dem geringsten der vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerte entfernt sind; und dass die Auswahl der zweiten der möglichen Sequenzen verhindert wird.
Figurenliste
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 Zylindersteuermoduls ist;
4 eine beispielhafte Graphik des Kraftstoffverbrauchs für mehrere mögliche Sequenzen zum Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern in einer vorbestimmten Zündreihenfolge ist; und
5 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern einer Zylinderaktivierung und -deaktivierung darstellt.

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 basierend auf einer Motordrehmomentanforderung. 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 ermittelt mögliche Sequenzen aktivierter Zylinder, die verwendet werden können, um den Ziel-Zündungsanteil zu erreichen. Verschiedene Sequenzen aktivierter Zylinder können verschiedene volumetrische Effizienzen für jeden Zylinder und daher unterschiedliche Kraftstoffverbrauchswerte liefern. Gemäß der vorliegenden Offenbarung ermittelt das ECM einen Kraftstoffverbrauch für mögliche Sequenzen, die für das Erreichen des Ziel-Zündungsanteils identifiziert sind. Das ECM identifiziert die mögliche Sequenz mit einem geringsten Kraftstoffverbrauchswert und mögliche Sequenzen mit Kraftstoffverbrauchswerten, die innerhalb eines vorbestimmten Bereichs des geringsten Kraftstoffverbrauchswerts liegen. Das ECM verwirft mögliche Sequenzen mit Kraftstoffverbrauchswerten, die oberhalb des Bereichs liegen.
Das ECM wählt eine der (nicht verworfenen) möglichen Sequenzen aus und steuert die Aktivierung und die Deaktivierung der Zylinder basierend auf der ausgewählten möglichen Sequenz. Beispielsweise kann das ECM die eine der möglichen Sequenzen auswählen, welche eine Sitzschienenbeschleunigung, eine Kurbelwellen-Torsionsschwingung und/oder Nebenaggregats-Antriebsstörungen minimiert.
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/KraftstoffGemisch 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. Obgleich separate Einlass- und Auslassnockenwellen gezeigt sind, kann eine Nockenwelle mit Nocken sowohl für die Einlass- als auch für die Auslassventile verwendet werden.
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. 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 ECM 114 kann beispielsweise 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 Aktuatorwert. Beispielsweise kann das Drossel-Aktuatormodul 116 als ein Motoraktuator bezeichnet werden, und die Drosselöffnungsfläche kann als der zugeordnete Aktuatorwert bezeichnet werden. In dem Beispiel von 1 erreicht das Drossel-Aktuatormodul 116 die Drosselöffnungsfläche, indem ein Winkel des Blatts des Drosselventils 112 angepasst wird.
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 und/oder basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern 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.
3 ist Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Zylindersteuermoduls 244. Ein Zündungsanteilsmodul 304 ermittelt einen Ziel-Zündungsanteil 308. Der Ziel-Zündungsanteil 308 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). Einem Ziel-Zündungsanteil zwischen 0 und 1 entspricht, dass weniger als alle Zylinder während der nächsten N Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge aktiviert sind.
Das Zündungsanteilsmodul 304 ermittelt den Ziel-Zündungsanteil 308 basierend auf der Drehmomentanforderung 208. Das Zündungsanteilsmodul 304 kann den Ziel-Zündungsanteil 308 ferner basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern ermitteln, beispielsweise basierend auf einem gegenwärtigen Übersetzungsverhältnis 310 des Getriebes und/oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit 312.
Beispielsweise kann das Zündungsanteilsmodul 304 den Ziel-Zündungsanteil 308 unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, die bzw. das die Drehmomentanforderung 208, das Übersetzungsverhältnis 310 und die Fahrzeuggeschwindigkeit 312 mit dem Ziel-Zündungsanteil 308 in Beziehung setzt.
Ein Sequenzmodul 316 ermittelt mögliche Sequenzen 320 für das Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern, um den Ziel-Zündungsanteil 308 zu erreichen. Die möglichen Sequenzen 320 für jeden möglichen Wert des Ziel-Zündungsanteils 308 können während einer Kalibrierung identifiziert und beispielsweise in einem Speicher gespeichert werden. Das Sequenzmodul 316 ermittelt die möglichen Sequenzen 320, die für den Ziel-Zündungsanteil 308 gespeichert werden.
Jede der möglichen Sequenzen 320 für einen gegebenen Ziel-Zündungsanteil umfasst eine Sequenz mehrerer Einträge für das Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern, um diesen Ziel-Zündungsanteil zu erreichen. Beispielsweise kann eine mögliche Sequenz zum Erreichen eines Ziel-Zündungsanteils von 5/8 sein: $[1,0,1,1,0,1,0,1],$
wobei eine 1 einen aktivierten Zylinder angibt und eine 0 einen deaktivierten Zylinder angibt. Andere mögliche Sequenzen zum Erreichen eines Ziel-Zündungsanteils von 5/8 umfassen, ohne auf diese beschränkt zu sein: $\begin{matrix} [1,1,0,1,0,1,0,1], \\ [1,0,0,1,1,0,1,1], und \\ [0,1,1,0,1,1,0,1] . \end{matrix}$
Mehrere mögliche Sequenzen können für jeden möglichen Ziel-Zündungsanteil gespeichert werden. Ausnahmen, bei denen nur eine mögliche Sequenz gespeichert werden kann, umfassen die Ziel-Zündungsanteile von 0 und 1, bei denen 0 bzw. alle Zylinder aktiviert sind.
Ein Kraftstoffzufuhrmodul 324 ermittelt Kraftstoffverbrauchswerte 328 jeweils für die möglichen Sequenzen 320 basierend jeweils auf den möglichen Sequenzen 320, einer Motordrehzahl 332 und einer Motorlast 336. Der Kraftstoffverbrauchswert 328 für eine mögliche Sequenz entspricht einem vorausgesagten spezifischen Kraftstoffverbrauch (BSFC) für die Verwendung dieser möglichen Sequenz bei der Motordrehzahl 332 und der Motorlast 336.
Das Kraftstoffzufuhrmodul 324 kann die Kraftstoffverbrauchswerte unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, die bzw. das die mögliche Sequenz, die Motordrehzahl 332 und die Motorlast 336 mit dem Kraftstoffverbrauchswert in Beziehung setzt. Die Motordrehzahl 332 kann beispielsweise basierend auf der Kurbelwellenposition ermittelt werden, die unter Verwendung des Kurbelwellen-Positionssensors 180 gemessen wird. Die Motorlast 336 kann einem Verhältnis einer gegenwärtigen Ausgabe des Motors 102 und einer maximalen Ausgabe des Motors 102 entsprechen, und sie kann beispielsweise basierend auf einer MAF in den Motor 102 und/oder einem MAP ermittelt werden. Das Kraftstoffzufuhrmodul 324 kann die Kraftstoffverbrauchswerte ferner basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern ermitteln, beispielsweise basierend darauf, ob ein oder mehrere Zylinder vor dem nächsten Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge aktiviert oder deaktiviert sind.
Die Kraftstoffverbrauchswerte 328 sind zu volumetrischen Effizienzen des Motors 102 für die Verwendung der möglichen Sequenzen 320 proportional. Aufgrund von Unterschieden in dem Einlasssystem, durch das die Luft in die Zylinder strömt, liefert die Aktivierung unterschiedlicher Sätze von Zylindern unterschiedliche volumetrische Effizienzen. Obgleich die vorliegende Offenbarung anhand der Minimierung des Kraftstoffverbrauchs diskutiert wird, kann die Maximierung der volumetrischen Effizienz verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Minimierung der Schwankung bezüglich der volumetrischen Effizienz zwischen den Zylindern verwendet werden. Beispielsweise kann eine mögliche Sequenz, die eine geringste Schwankung zwischen volumetrischen Effizienzen der aktivierten Zylinder in dieser Sequenz erzeugt, gegenüber einer möglichen Sequenz ausgewählt werden, die eine höhere Schwankung zwischen den volumetrischen Effizienzen der aktivierten Zylinder in dieser Sequenz erzeugt.
4 umfasst eine beispielhafte Graphik von Kraftstoffverbrauchswerten 404, die für mehrere mögliche Sequenzen für das Aktiveren von 5 von 8 Zylindern eines 8-Zylindermotors bei einer Motordrehzahl und einer Motorlast ermittelt wurden. Die Rauten geben die Kraftstoffverbrauchswerte jeweils für die möglichen Sequenzen an. In dem Beispiel von 4 wurden 18 unterschiedliche mögliche Sequenzen für das Aktivieren von 5 der 8 Zylinder verwendet.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 identifiziert ein Identifikationsmodul 340 einen geringsten der Kraftstoffverbrauchswerte 328, die jeweils für die möglichen Sequenzen 320 ermittelt wurden. Beispielsweise kann das Identifikationsmodul 340 den geringsten der Kraftstoffverbrauchswerte 328 unter Verwendung einer Minimumfunktion identifizieren.
Das Identifikationsmodul 340 gibt diejenigen der möglichen Sequenzen 320 mit Kraftstoffverbrauchswerten 328 aus, die innerhalb eines vorbestimmten Betrags oder Prozentanteils des geringsten der Kraftstoffverbrauchswerte 328 liegen. Diejenigen der möglichen Sequenzen 320 mit Kraftstoffverbrauchswerten 328, die innerhalb des vorbestimmten Betrags oder Prozentanteils des geringsten der Kraftstoffverbrauchswerte 328 liegen, werden als identifizierte mögliche Sequenzen 344 bezeichnet.
Das Identifikationsmodul 340 verwirft diejenigen der möglichen Sequenzen 320, die Kraftstoffverbrauchswerte 328 aufweisen, die nicht innerhalb des vorbestimmten Betrags oder Prozentanteils des geringsten der Kraftstoffverbrauchswerte 328 liegen. Auf diese Weise werden diejenigen der möglichen Sequenzen 320, die Kraftstoffverbrauchswerte 328 aufweisen, die nicht innerhalb des vorbestimmten Betrags oder Prozentanteils des geringsten der Kraftstoffverbrauchswerte 328 liegen, nicht verwendet, um die Zündungsanweisung 248 zu erzeugen.
In 4 ist der geringste der Kraftstoffverbrauchswerte durch die Raute 408 angegeben. Der gestrichelte Kasten 412 umgibt die Kraftstoffverbrauchswerte, die innerhalb des vorbestimmten Betrags oder Prozentanteils des geringsten der Kraftstoffverbrauchswerte liegen. Die möglichen Sequenzen, die den Kraftstoffverbrauchswerten innerhalb des gestrichelten Kastens 412 zugeordnet sind, sind daher die identifizierten möglichen Sequenzen 344.
Der gestrichelte Kasten 416 umgibt Kraftstoffverbrauchswerte, die nicht innerhalb des vorbestimmten Betrags oder Prozentanteils des geringsten der Kraftstoffverbrauchswerte liegen. Mögliche Sequenzen, die den Kraftstoffverbrauchswerten innerhalb des gestrichelten Kastens 416 zugeordnet sind, werden daher nicht für eine Verwendung beim Steuern der Aktivierung oder Deaktivierung des nächsten Zylinders ausgewählt.
Ein Auswahlmodul 348 wählt eine der identifizierten möglichen Sequenzen 344 aus und erzeugt die Zündungsanweisung 248 für den nächsten Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge basierend auf der ausgewählten der identifizierten möglichen Sequenzen 344. Das Auswahlmodul 348 kann eine der identifizierten möglichen Sequenzen 344 beispielsweise basierend auf Störungswerten 352 eines Nebenaggregats-Antriebssystems, die jeweils für die identifizierten möglichen Sequenzen 344 ermittelt werden, basierend auf Torsionswerten 356, die jeweils für die identifizierten möglichen Sequenzen 344 ermittelt werden, und/oder basierend auf Sitzschienen-Beschleunigungswerten 360, die jeweils für die identifizierten möglichen Sequenzen 344 ermittelt werden, auswählen.
Ein Nebenaggregats-Störungsmodul 364 ermittelt die Störungswerte 352 des Nebenaggregats-Antriebssystems jeweils für die identifizierten möglichen Sequenzen 344. Die Störungswerte 352 des Nebenaggregats-Antriebssystems können beispielsweise vorausgesagten Änderungen in der Drehzahl und/oder Beschleunigung in einer oder mehreren Komponenten eines Antriebssystems (z.B. eines Nebenaggregats-Antriebsriemens) von Nebenaggregaten des Fahrzeugs zur Verwendung für die jeweiligen identifizierten möglichen Sequenzen 344 entsprechen. Das Nebenaggregats-Störungsmodul 364 kann die Störungswerte 352 des Nebenaggregats-Antriebssystems beispielsweise unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, die bzw. das eine gefilterte mögliche Sequenz mit einem Störungswert des Nebenaggregats-Antriebssystems in Beziehung setzt.
Ein Torsionsmodul 368 ermittelt die Torsionswerte 356 jeweils für die identifizierten möglichen Sequenzen 344. Die Torsionswerte 356 können beispielsweise einer vorausgesagten Torsionsschwingung der Kurbelwelle zur Verwendung für die jeweiligen identifizierten möglichen Sequenzen 344 entsprechen. Das Torsionsmodul 368 kann die Torsionswerte 356 beispielsweise unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, die bzw. das eine gefilterte mögliche Sequenz mit einem Torsionswert in Beziehung setzt.
Ein Sitzbeschleunigungsmodul 372 ermittelt die Sitzschienen-Beschleunigungswerte 360 jeweils für die identifizierten möglichen Sequenzen 344. Die Sitzschienen-Beschleunigungswerte 360 können beispielsweise einer vorausgesagten Beschleunigung in einer oder mehreren Richtungen an einer Sitzschiene in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs zur Verwendung für die jeweiligen identifizierten möglichen Sequenzen 344 entsprechen. Das Sitzbeschleunigungsmodul 372 kann die Sitzschienen-Beschleunigungswerte 360 beispielsweise unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, die bzw. das eine gefilterte mögliche Sequenz mit einem Sitzschienen-Beschleunigungswert in Beziehung setzt.
Wie vorstehend festgestellt wurde, kann das Auswahlmodul 348 eine der identifizierten möglichen Sequenzen 344 beispielsweise basierend auf den Störungswerten 352 des Nebenaggregats-Antriebssystems, den Torsionswerten 356 und/oder den Sitzschienen-Beschleunigungswerten 360 auswählen, die jeweils für die identifizierten möglichen Sequenzen 344 ermittelt werden. Beispielsweise kann das Auswahlmodul 348 die eine der identifizierten möglichen Sequenzen 344 auswählen, welche die Nebenaggregats-Antriebsstörungen, die Torsion und/oder die Sitzschienenbeschleunigung am besten minimiert. Alternativ kann das Auswahlmodul 348 die eine der identifizierten möglichen Sequenzen 344 auswählen, die den minimalen der Kraftstoffverbrauchswerte 328 aufweist.
Das Auswahlmodul 348 gibt die Ausgewählte der identifizierten möglichen Sequenzen 344 an ein Anweisungsmodul 376 aus. Die Ausgewählte der identifizierten möglichen Sequenzen 344 wird als eine ausgewählte Zielsequenz 380 bezeichnet. Das Anweisungsmodul 376 legt die Zündungsanweisung 248 für den nächsten Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge auf den ersten Eintrag in der ausgewählten Zielsequenz 380 fest. Das Zylinder-Aktuatormodul 120 aktiviert oder deaktiviert den nächsten Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge basierend auf der Zündungsanweisung 248. Das Kraftstoffsteuermodul 232 schaltet die Kraftstoffzufuhr der deaktivierten Zylinder ab.
Nun auf 5 Bezug nehmend, ist ein Flussdiagramm gezeigt, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern einer Zylinderaktivierung und -deaktivierung darstellt. Die Steuerung kann mit 504 beginnen, wo das Drehmomentanforderungsmodul 204 die Drehmomentanforderung 208 ermittelt. Bei 508 ermittelt das Zündungsanteilsmodul 304 den Ziel-Zündungsanteil 308 basierend auf der Drehmomentanforderung 208. Das Zündungsanteilsmodul 304 kann den Ziel-Zündungsanteil 308 ferner basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern ermitteln, wie beispielsweise basierend auf dem Übersetzungsverhältnis 310, das in dem Getriebe eingestellt ist, und basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit 312.
Bei 512 ermittelt das Sequenzmodul 316 die möglichen Sequenzen 320 für das Aktivieren und/oder Deaktivieren von Zylindern, um den Ziel-Zündungsanteil 308 zu erreichen. Beispielsweise können die möglichen Sequenzen 320 für den möglichen Ziel-Zündungsanteil in einem Speicher gespeichert sein, und das Sequenzmodul 316 kann die möglichen Sequenzen 320 für den Ziel-Zündungsanteil 308 aus dem Speicher abrufen.
Das Kraftstoffzufuhrmodul 324 ermittelt bei 516 die Kraftstoffverbrauchswerte 328 jeweils für die möglichen Sequenzen 320. Das Kraftstoffzufuhrmodul 324 ermittelt den Kraftstoffverbrauchswert für eine mögliche Sequenz basierend auf der möglichen Sequenz, der Motordrehzahl 332 und der Motorlast 336.
Bei 520 ermittelt das Identifikationsmodul 340 den geringsten der Kraftstoffverbrauchswerte 328, die jeweils für die möglichen Sequenzen 320 ermittelt wurden. Bei 524 filtert das Identifikationsmodul 340 diejenigen der möglichen Sequenzen 320 heraus, die Kraftstoffverbrauchswerte aufweisen, die weiter als der vorbestimmte Betrag oder Prozentanteil von dem geringsten der Kraftstoffverbrauchswerte 328 entfernt sind. Das Identifikationsmodul 340 gibt bei 524 auch diejenigen der möglichen Sequenzen 320 mit Kraftstoffverbrauchswerten, die weniger als der vorbestimmte Betrag oder Prozentanteil von dem geringsten der Kraftstoffverbrauchswerte entfernt sind, als die identifizierten möglichen Sequenzen 344 aus.
Bei 528 wählt das Auswahlmodul 348 eine der identifizierten möglichen Sequenzen 344 aus, und es gibt die Ausgewählte der identifizierten möglichen Sequenzen 344 als die ausgewählte Zielsequenz 380 aus. Beispielsweise kann das Auswahlmodul 348 diejenige der identifizierten möglichen Sequenzen 344 auswählen, welche die Sitzschienenbeschleunigung, die Kurbelwellentorsion und/oder die Nebenaggregats-Antriebsstörungen minimiert. Das Nebenaggregats-Störungsmodul 364 ermittelt die Störungswerte 352 des Nebenaggregats-Antriebssystems jeweils für die identifizierten möglichen Sequenzen 344. Das Torsionsmodul 368 ermittelt die Torsionswerte 356 jeweils für die identifizierten möglichen Sequenzen 344. Das Sitzbeschleunigungsmodul 372 ermittelt die Sitzschienen-Beschleunigungswerte 360 jeweils für die identifizierten möglichen Sequenzen 344.
Das Anweisungsmodul 376 erzeugt die Zündungsanweisung 248 für den nächsten Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge der Zylinder bei 532 entsprechend dem ersten Eintrag in der ausgewählten Zielsequenz 380. Das Zylinder-Aktuatormodul 120 aktiviert oder deaktiviert den nächsten Zylinder in der vorbestimmten Zündreihenfolge basierend auf der Zündungsanweisung 248. Obgleich das Beispiel von 5 derart gezeigt ist, dass es nach 532 endet, stellt 5 eine Steuerschleife dar, und es werden Steuerschleifen mit einer vorbestimmten Rate ausgeführt.
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, und sie sollte nicht derart ausgelegt werden, dass sie „zumindest eines von A, zumindest eines von B und zumindest eines von C“ 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“ oder der Ausdruck „Controller“ 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); eine Prozessorschaltung (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code ausführt; eine Speicherschaltung (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der Code speichert, der durch die Prozessorschaltung 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.
Das Modul kann eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen umfassen. Bei einigen Beispielen können die Schnittstellenschaltungen verdrahtete oder drahtlose Schnittstellen umfassen, die mit einem lokalen Netz (LAN), dem Internet, einem Weitverkehrsnetz (WAN) oder Kombinationen von diesen verbunden sind. Die Funktionalität eines beliebigen gegebenen Moduls der vorliegenden Offenbarung kann auf mehrere Module verteilt sein, die mittels Schnittstellenschaltungen verbunden sind. Beispielsweise können mehrere Module einen Lastausgleich ermöglichen. Gemäß einem weiteren Beispiel kann ein Servermodul (das auch als entferntes Modul oder Cloudmodul bekannt ist) einen Teil der Funktionalität für ein Clientmodul ausführen.
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, Datenstrukturen und/oder Objekte beziehen. Der Ausdruck gemeinsam genutzte Prozessorschaltung umfasst eine einzelne Prozessorschaltung, die einen Teil des Codes oder den gesamten Code mehrerer Module ausführt. Der Ausdruck Gruppenprozessorschaltung umfasst eine Prozessorschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Prozessorschaltungen einen Teil des Codes oder den gesamten Code eines oder mehrerer Module ausführt. Bezugnahmen auf mehrere Prozessorschaltungen umfassen mehrere Prozessorschaltungen auf einem diskreten Werkzeug, mehrere Prozessorschaltungen auf einem einzelnen Werkzeug, mehrere Kerne einer einzigen Prozessorschaltung, mehrere Zweige einer einzigen Prozessorschaltung oder Kombinationen der vorstehenden Gegenstände. Der Ausdruck gemeinsam genutzte Speicherschaltung umfasst eine einzelne Speicherschaltung, die einen Teil des Codes oder den gesamten Code mehrerer Module speichert. Der Ausdruck Gruppenspeicherschaltung umfasst eine Speicherschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Speichern einen Teil oder den gesamten Code eines oder mehrerer Module speichert.
Der Ausdruck Speicherschaltung 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 (wie beispielsweise eine Trägerwelle); und der Ausdruck computerlesbares Medium kann daher als zugreifbar und nicht flüchtig angesehen werden. Nicht einschränkende Beispiele des nicht vorübergehenden, zugreifbaren, computerlesbaren Mediums umfassen nicht flüchtige Speicherschaltungen (wie beispielsweise eine Flash-Speicherschaltung oder eine Masken-Festwertspeicherschaltung), flüchtige Speicherschaltungen (wie beispielsweise eine statische Arbeitsspeicherschaltung und eine dynamische Arbeitsspeicherschaltung) und einen sekundären Speicher, wie beispielsweise einen magnetischen Speicher (wie beispielsweise ein Magnetband oder eine Festplatte) und einen optischen Speicher.
Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig durch einen Computer für einen speziellen Zweck implementiert werden, der erzeugt wird, indem ein Allzweckcomputer zum Ausführen einer oder mehrerer spezieller Funktionen konfiguriert wird, die in Computerprogrammen verkörpert sind. 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 oder auf diese angewiesen sein. Die Computerprogramme können ein Basis-Eingabe-/Ausgabesystem (BIOS), das mit der Hardware des Computers für einen speziellen Zweck wechselwirkt, Einrichtungstreiber, die mit speziellen Einrichtungen des Computers für den speziellen Zweck wechselwirken, ein oder mehrere Betriebssysteme, Benutzeranwendungen, Hintergrunddienste und Hintergrundanwendungen usw. umfassen.
Die Computerprogramme können umfassen: (i) Assemblercode; (ii) Objektcode, der anhand von Quellcode durch einen Compiler erzeugt wird; (iii) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter; (iv) Quellcode zum Kompilieren und Ausführen durch einen Echtzeitcompiler, (v) beschreibenden Text für das Parsing, wie beispielsweise HTML (hypertext markup language) oder XML (extensible markup language), usw. Lediglich als Beispiele kann der Quellcode in C, C++, C#, Objective-C, Haskell, Go, SQL, Lisp, Java®, ASP, Perl, Javascript®, HTML5, Ada, ASP (active server pages), Perl, Scala, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua oder Python® geschrieben sein.

Claims

Zylindersteuerverfahren für ein Fahrzeug, das umfasst, dass: eine Drehmomentanforderung (208) für einen Motor (102) basierend auf zumindest einer Fahrereingabe (212) erzeugt wird; basierend auf der Drehmomentanforderung (208) eine Zielanzahl aktivierter Zylinder (118) des Motors (102) ermittelt wird; mögliche Sequenzen (320) für das Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern (118) des Motors (102) ermittelt werden, um die Zielanzahl aktivierter Zylinder (118) zu erreichen; vorausgesagte Kraftstoffverbrauchswerte (328, 404) jeweils für die möglichen Sequenzen (320) ermittelt werden; erste (344) der möglichen Sequenzen (320) mit vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerten (328, 404), die weniger als ein vorbestimmter Betrag von einem geringsten (408) der vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerte (328, 404) entfernt sind, identifiziert werden; eine von den ersten (344) der möglichen Sequenzen (320) ausgewählt wird; eine ausgewählte Sequenz (380) für das Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern (118) des Motors (102) auf die Ausgewählte von den ersten (344) der möglichen Sequenzen (320) festgelegt wird; basierend auf der ausgewählten Sequenz (380) die Aktivierung oder die Deaktivierung eines nächsten Zylinders (118) in einer vorbestimmten Zündreihenfolge der Zylinder (118) angewiesen wird; und der nächste Zylinder (118) basierend auf der Anweisung (248) aktiviert oder deaktiviert wird.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerte (328, 404) für die möglichen Sequenzen (320) jeweils basierend auf den Sequenzen für das Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern (118) der möglichen Sequenzen (320) ermittelt werden.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass die vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerte (328, 404) ferner jeweils basierend auf einem oder mehreren Zylinder-Aktivierungs-/ Deaktivierungszuständen eines oder mehrerer vorhergehender Zylinder (118) in der vorbestimmten Zündreihenfolge der Zylinder (118) ermittelt werden.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass die vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerte (328, 404) ferner basierend auf einer Motordrehzahl (332) ermittelt werden.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass die vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerte (328, 404) ferner basierend auf einer Motorlast (336) ermittelt werden.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerte (328) für die möglichen Sequenzen (320) basierend auf den jeweiligen Sequenzen für das Aktivieren und Deaktivieren von Zylindern (118) der möglichen Sequenzen (320), einer Motordrehzahl (332) und einer Motorlast (336) ermittelt werden.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: Nebenaggregats-Störungswerte (352) jeweils für die ersten (344) der möglichen Sequenzen (320) ermittelt werden; und eine von den ersten (344) der möglichen Sequenzen (320) mit einem geringsten Nebenaggregats-Störungswert (352) ausgewählt wird.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: Kurbelwellen-Torsionsschwingungswerte (356) jeweils für die ersten (344) der möglichen Sequenzen (320) ermittelt werden; und eine von den ersten (344) der möglichen Sequenzen (320) mit einem geringsten Kurbelwellen-Torsionsschwingungswert (356) ausgewählt wird.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: eine Beschleunigung (360) an einer Sitzschiene in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs jeweils für die ersten (344) der möglichen Sequenzen (320) ermittelt wird; und eine von den ersten (344) der möglichen Sequenzen (320) mit einer geringsten Beschleunigung (360) ausgewählt wird.
Zylindersteuerverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: zweite der möglichen Sequenzen (320) mit vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerten (328, 404), die weiter als der vorbestimmte Betrag von dem geringsten (408) der vorausgesagten Kraftstoffverbrauchswerte (328, 404) entfernt sind, identifiziert werden; und die Auswahl der zweiten der möglichen Sequenzen (320) verhindert wird.