DE102015117609A1

DE102015117609A1 - M-index-ermittlungssysteme und -verfahren für wiebe-funktionen

Info

Publication number: DE102015117609A1
Application number: DE102015117609.2A
Authority: DE
Inventors: Chao F. Daniels; Xu Han
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2016-04-28
Anticipated expiration: 2035-10-17
Also published as: US20160115877A1; DE102015117609B4; US9546611B2; CN105545478A; CN105545478B

Abstract

Ein Parameterermittlungssystem umfasst ein erstes und ein zweites Differenzmodul, ein Verhältnismodul und ein M-Indexmodul. Das erste Differenzmodul ermittelt einen ersten Kurbelwellenwinkel für ein Verbrennungsereignis eines Motors, es ermittelt einen zweiten Kurbelwellenwinkel für das Verbrennungsereignis des Motors, und es ermittelt eine erste Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Kurbelwellenwinkel. Das zweite Differenzmodul ermittelt einen dritten Kurbelwellenwinkel für das Verbrennungsereignis des Motors, es ermittelt einen vierten Kurbelwellenwinkel für das Verbrennungsereignis des Motors, und es ermittelt eine zweite Differenz zwischen dem dritten und dem vierten Kurbelwellenwinkel. Das Verhältnismodul ermittelt ein Verhältnis der ersten Differenz zu der zweiten Differenz. Das M-Indexmodul ermittelt basierend auf dem Verhältnis einen M-Indexwert für die Wiebe-Funktion und zeigt den M-Indexwert auf einer Anzeige an.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen und insbesondere Systeme und Verfahren zum Ermitteln des M-Indexwertes von bliebe-Funktionen für Motorsimulationen.
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.
Die Verbrennung eines Luft/Kraftstoff-Gemischs in einem Zylinder beginnt, wenn eine Zündkerze einen Zündfunken in dem Zylinder erzeugt. Der Massenanteil des Kraftstoffs, der während eines Verbrennungsereignisses verbrannt wird, kann als ein verbrannter Massenanteil (MFB) bezeichnet werden. Verschiedene Parameter, die dem Auftreten unterschiedlicher MFBs entsprechen, können zur Bewertung verwendet werden, wie schnell das Verbrennungsereignis erfolgt. Beispielsweise wird ein Kurbelwellenwinkel (CA), bei dem 50% einer Kraftstoffmasse während eines Verbrennungsereignisses verbrannt sind, als CA50 bezeichnet.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Parameterermittlungssystem umfasst ein erstes und ein zweites Differenzmodul, ein Verhältnismodul und ein M-Indexmodul. Das erste Differenzmodul ermittelt einen ersten Kurbelwellenwinkel für ein Verbrennungsereignis eines Motors, es ermittelt einen zweiten Kurbelwellenwinkel für das Verbrennungsereignis des Motors, und es ermittelt eine erste Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Kurbelwellenwinkel. Das zweite Differenzmodul ermittelt einen dritten Kurbelwellenwinkel für das Verbrennungsereignis des Motors, es ermittelt einen vierten Kurbelwellenwinkel für das Verbrennungsereignis des Motors, und es ermittelt eine zweite Differenz zwischen dem dritten und dem vierten Kurbelwellenwinkel. Das Verhältnismodul ermittelt ein Verhältnis der ersten Differenz zu der zweiten Differenz. Das M-Indexmodul ermittelt basierend auf dem Verhältnis einen M-Indexwert für die Wiebe-Funktion und zeigt den M-Indexwert auf einer Anzeige an.
Gemäß weiteren Merkmalen legt das Verhältnismodul das Verhältnis gleich der ersten Differenz dividiert durch die zweite Differenz fest.
Gemäß weiteren Merkmalen legt das erste Differenzmodul den ersten Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel fest, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,1 während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Gemäß weiteren Merkmalen legt das erste Differenzmodul den zweiten Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel fest, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,75 während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Gemäß weiteren Merkmalen legt das zweite Differenzmodul den dritten Kurbelwellenwinkel auf einen Zündfunkenzeitpunkt fest, der für das Verbrennungsereignis verwendet wurde.
Gemäß weiteren Merkmalen legt das zweite Differenzmodul den vierten Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel fest, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,5 während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Gemäß weiteren Merkmalen legt das erste Differenzmodul den ersten Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel fest, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,1 während des Verbrennungsereignisses auftrat, und es legt den zweiten Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel fest, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,75 während des Verbrennungsereignisses auftrat. Das zweite Differenzmodul legt den dritten Kurbelwellenwinkel auf einem Zündfunkenzeitpunkt fest, der für das Verbrennungsereignis verwendet wurde, und es legt den vierten Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel fest, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,5 während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Gemäß weiteren Merkmalen ermittelt ein Maximalgeschwindigkeitsmodul basierend auf dem M-Indexwert einen Kurbelwellenwinkel, bei dem eine maximale Geschwindigkeit während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Gemäß weiteren Merkmalen ermittelt ein Maximalbeschleunigungsmodul basierend auf dem M-Indexwert einen Kurbelwellenwinkel, bei dem eine maximale Beschleunigung während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Gemäß weiteren Merkmalen ermittelt ein Minimalbeschleunigungsmodul basierend auf dem M-Indexwert einen Kurbelwellenwinkel, bei dem eine minimale Beschleunigung während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Ein Parameterermittlungsverfahren umfasst: dass ein erster Kurbelwellenwinkel eines Verbrennungsereignisses eines Motors ermittelt wird; dass ein zweiter Kurbelwellenwinkel des Verbrennungsereignisses des Motors ermittelt wird; dass eine erste Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird; dass ein dritter Kurbelwellenwinkel des Verbrennungsereignisses des Motors ermittelt wird; dass ein vierter Kurbelwellenwinkel des Verbrennungsereignisses des Motors ermittelt wird; dass eine zweite Differenz zwischen dem dritten und dem vierten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird; dass ein Verhältnis der ersten Differenz zu der zweiten Differenz ermittelt wird; dass basierend auf dem Verhältnis ein M-Indexwert für die Wiebe-Funktion ermittelt wird; und dass der M-Indexwert auf einer Anzeige angezeigt wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Parameterermittlungsmodul ferner, dass das Verhältnis gleich der ersten Differenz dividiert durch die zweite Differenz festgelegt wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Parametermittlungsverfahren ferner, dass der erste Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel festgelegt wird, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,1 während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Parameterermittlungsverfahren ferner, dass der zweite Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel festgelegt wird, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,75 während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Parameterermittlungsverfahren ferner, dass der dritte Kurbelwellenwinkel auf einen Zündfunkenzeitpunkt festgelegt wird, der für das Verbrennungsereignis verwendet wurde.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Parameterermittlungsverfahren ferner, dass der vierte Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel festgelegt wird, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,5 während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Parameterermittlungsverfahren ferner: dass der erste Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel festgelegt wird, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,1 während des Verbrennungsereignisses auftrat; dass der zweite Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel festgelegt wird, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,75 während des Verbrennungsereignisses auftrat; dass der dritte Kurbelwellenwinkel auf einen Zündfunkenzeitpunkt festgelegt wird, der für das Verbrennungsereignis verwendet wurde; und dass der vierte Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel festgelegt wird, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,5 während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Parameterermittlungsverfahren ferner, dass basierend auf dem M-Indexwert ein Kurbelwellenwinkel ermittelt wird, bei dem eine maximale Geschwindigkeit während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Parameterermittlungsverfahren ferner, dass basierend auf dem M-Indexwert ein Kurbelwellenwinkel ermittelt wird, bei dem eine maximale Beschleunigung während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Parameterermittlungsverfahren ferner, dass basierend auf dem M-Indexwert ein Kurbelwellenwinkel ermittelt wird, bei dem eine minimale Beschleunigung während des Verbrennungsereignisses auftrat.
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 Datenerfassungssystems ist;
3 eine beispielhafte Graphik eines verbrannten Massenanteils (MFB) und der ersten sowie zweiten Ableitung des MFB über dem Kurbelwinkel für ein Verbrennungsereignis umfasst;
4 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Parameterermittlungsmoduls ist; und
5 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Erzeugen des M-Indexwertes für ein Verbrennungsereignis 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. Die Verbrennung in einem Zylinder beginnt, wenn eine Zündkerze einen Zündfunken in dem Zylinder erzeugt. Der Kraftstoff wird mit der Zeit verbrannt, bis der gesamte Kraftstoff verbrannt ist.
Basierend auf Parametern, die während der Verbrennung des Kraftstoffs gemessen werden, kann ein Kennfeld von Werten des verbrannten Massenanteils (MFB-Werten) bei verschiedenen Kurbelwellenwinkeln erzeugt werden. Die MFB-Werte geben den Anteil einer Kraftstoffmasse an, der während eines Verbrennungsereignisses verbrannt wurde.
Die Wiebe-Funktion kann verwendet werden, um den MFB bei einem Kurbelwinkel zu ermitteln, wenn ein Zündfunkenzeitpunkt, der für das Verbrennungsereignis verwendet wird, gegeben ist und wenn ein M-Indexwert bekannt ist. Der M-Indexwert kann bestimmt werden, indem eine Kurve bei verschiedenen Kurbelwellenwinkeln (CAs) an einen Satz von MFBs angepasst wird (z. B. unter Verwendung einer nichtlinearen Anpassung mittels kleinster Quadrate). Die Ermittlung der M-Indexwerte ist jedoch auf diese Weise schwierig und erfordert eine relativ große Anzahl von Punkten, um die Genauigkeit des ermittelten M-Indexwerts zu erhöhen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ermittelt ein Parameterermittlungsmodul den M-Indexwert basierend auf einem Verhältnis einer ersten Kurbelwellenwinkeldifferenz zu einer zweiten Kurbelwellenwinkeldifferenz während des Verbrennungsereignisses. Die erste Kurbelwellenwinkeldifferenz wird basierend auf einer Differenz zwischen einem ersten Kurbelwellenwinkel des Verbrennungsereignisses und einem zweiten Kurbelwellenwinkel des Verbrennungsereignisses ermittelt. Beispielsweise kann der erste Kurbelwellenwinkel der Kurbelwellenwinkel sein, bei dem 10 Prozent des Kraftstoffs während des Verbrennungsereignisses verbrannt wurden (d. h. CA10 oder MFB = 0,1). Der zweite Kurbelwellenwinkel kann der Kurbelwellenwinkel sein, bei dem 75 Prozent des Kraftstoffs während des Verbrennungsereignisses verbrannt wurden (d. h. CA75 oder MFB = 0,75).
Die zweite Kurbelwellenwinkeldifferenz wird basierend auf einer Differenz zwischen einem dritten und vierten Kurbelwellenwinkel des Verbrennungsereignisses ermittelt. Beispielsweise kann der dritte Kurbelwellenwinkel der Kurbelwellenwinkel sein, bei dem ein Zündfunken für das Verbrennungsereignis erzeugt wurde (d. h. der Zündfunkenzeitpunkt). Der vierte Kurbelwellenwinkel kann der Kurbelwellenwinkel sein, bei dem 50 Prozent des Kraftstoffs während des Verbrennungsereignisses verbrannt wurden (d. h. CA50 oder MFB = 0,5).
Das Parameterermittlungsmodul kann einen oder mehrere andere Parameter basierend auf dem M-Indexwert ermitteln. Beispielsweise kann das Parameterermittlungsmodul basierend auf dem M-Indexwert einen Kurbelwellenwinkel ermitteln, bei dem eine maximale Kurbelwellengeschwindigkeit während des Verbrennungsereignisses auftrat. Das Parameterermittlungsmodul kann zusätzlich oder alternativ basierend auf dem M-Indexwert einen Kurbelwellenwinkel ermitteln, bei dem eine maximale Kurbelwellenbeschleunigung während des Verbrennungsereignisses auftrat. Das Parameterermittlungsmodul kann zusätzlich oder alternativ basierend auf dem M-Indexwert einen Kurbelwellenwinkel ermitteln, bei dem eine minimale Kurbelwellenbeschleunigung während des Verbrennungsereignisses auftrat. Einer oder mehrere der ermittelten Parameter können angezeigt werden, beispielsweise auf einer Anzeige, und sie können während der Fahrzeugkonstruktion und/oder Fahrzeugkalibrierung verwendet werden.
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. Das Motorsystem 100 kann auch einen oder mehrere andere Sensoren 193 aufweisen, wie beispielsweise Zylinderdrucksensoren. 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 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.
2 umfasst ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Datenerfassungssystems. Ein Steuermodul 204 steuert den Betrieb eines Motors 208, der unter Verwendung eines Dynamometers 212 getestet wird. Das Steuermodul 204 kann den Betrieb des Motors 208 gemäß einem vorbestimmten Zeitplan für den Test steuern.
Ein oder mehrere Sensoren 216 sind dem Motor 208 und dem Dynamometer 212 zugeordnet. Die Sensoren 216 messen Motorbetriebsparameter und liefern Signale 220 an ein Kennfeldmodul 224, welche auf den gemessenen Parametern basieren. Beispielsweise kann ein Kurbelwellen-Positionssensor eine Kurbelwellenposition messen. Ein Zylinderdrucksensor kann für jeden Zylinder vorgesehen sein.
Das Kennfeldmodul 224 erzeugt ein Wärmefreigabeprofil für ein Verbrennungsereignis eines Zylinders basierend auf Messwerten der Sensoren 216 während des Verbrennungsereignisses. Ein Beispiel für die Erzeugung von Wärmefreigabeprofilen ist in dem US-Patent Nr. 12/472,747 beschrieben, das dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung und unter der US-Veröffenlichungsnummer 2010/0305829 veröffentlicht ist, wobei beide Druckschriften in ihrer Gesamtheit hierin eingebunden sind.
Spezieller erzeugt das Kennfeldmodul 224 ein Kennfeld 228 des Kurbelwellenwinkels (CA) bezogen auf den verbrannten Massenanteil (MFB) für das Verbrennungsereignis basierend auf Messwerten der Sensoren 216 während des Verbrennungsereignisses. Ein MFB entspricht einem Anteil einer Kraftstoffmasse, der während eines Verbrennungsereignisses verbrannt wurde. Mit anderen Worten entspricht ein MFB einem Verhältnis einer Kraftstoffmasse, die während des Verbrennungsereignisses verbrannt wurde, bezogen auf eine gesamte Kraftstoffmasse, die für das Verbrennungsereignis eingespritzt wird. Somit sind MFBs Werte zwischen 0,0 und 1,0, und zwar einschließlich dieser Werte. Ein MFB von 0,0 gibt an, dass die Verbrennung noch nicht begonnen hat, und ein MFB von 1,0 gibt an, dass der gesamte Kraftstoff verbrannt wurde. Das Kennfeldmodul 224 kann die MFBs beispielsweise basierend auf Drücken ermitteln, die während des Verbrennungsereignisses jeweils bei verschiedenen Kurbelwellenpositionen gemessen werden. Das Kennfeldmodul 224 kann die MFBs beispielsweise unter Verwendung einer oder mehrerer Funktionen oder eines oder mehrerer Kennfelder (z. B. Nachschlagetabellen) ermitteln.
3 umfasst eine beispielhafte Grafik des verbrannten Massenanteils (MFB) 304 über dem Kurbelwellenwinkel (CA) 308 für ein Verbrennungsereignis eines Motors. Die Kurve 312 verfolgt den MFB. Die Kurve 316 verfolgt eine Ableitung erster Ordnung des MFB 312, und die Kurve 320 verfolgt eine Ableitung zweiter Ordnung des MFB 312. Die Ableitung erster Ordnung des MFB 312 entspricht einer Brenngeschwindigkeit. Die Ableitung zweiter Ordnung des MFB 312 entspricht einer Brennbeschleunigung.
Es wird ein Zündfunken für das Verbrennungsereignis erzeugt, und daher beginnt die Verbrennung des Kraftstoffs im Beispiel von 3 bei ungefähr 20 Grad vor dem oberen Totpunkt. Dieser Zündfunkenzeitpunkt ist lediglich als ein Beispiel vorgesehen, und es können unterschiedliche Zündfunkenzeitpunkte verwendet werden. In dem Beispiel von 3 gibt der CA von 0 den oberen Totpunkt an.
Verschiedene CAs, bei denen vorbestimmte MFBs auftreten, können von spezieller Relevanz sein. Beispielsweise kann der CA, bei dem 50 Prozent einer Kraftstoffmenge während eines Verbrennungsereignisses verbrannt sind (MFB = 0,5), als ein CA50-Wert bezeichnet werden. Der CA, bei dem 10 Prozent einer Kraftstoffmenge verbrannt sind (MFB = 0,1), kann als ein CA10-Wert bezeichnet werden. Der CA, bei dem 75 Prozent einer Kraftstoffmenge verbrannt sind (MFB = 0,75), kann als ein CA75-Wert bezeichnet werden. Der CA, bei dem 90 Prozent einer Kraftstoffmenge verbrannt sind (MFB = 0,9), kann als ein CA90-Wert bezeichnet werden. Diese CAs sind lediglich als Beispiele vorgesehen, und andere CAs, die anderen vorbestimmten MFBs entsprechen, können zusätzlich oder alternativ relevant sein.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 ermittelt ein Parameterermittlungsmodul 232 einen M-Indexwert für die Wiebe-Funktion. Wie vorstehend erläutert wurde, ermittelt das Parameterermittlungsmodul 232 den M-Indexwert basierend auf einem Verhältnis einer ersten CA-Differenz zwischen einem ersten und einem zweiten CA des Verbrennungsereignisses zu einer zweiten CA-Differenz zwischen einem dritten sowie einem vierten CA des Verbrennungsereignisses.
Das Parameterermittlungsmodul 232 ermittelt basierend auf dem M-Indexwert auch andere Parameter für das Verbrennungsereignis. Beispielsweise kann das Parameterermittlungsmodul 232 einen CA, bei dem eine maximale Brenngeschwindigkeit während des Verbrennungsereignisses auftrat, einen CA, bei dem eine maximale Brennbeschleunigung währen des Verbrennungsereignisses auftrat, und einen CA ermitteln, bei dem eine minimale Brennbeschleunigung während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Nun auf 4 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Parameterermittlungsmoduls 232 dargestellt. Das Parameterermittlungsmodul 232 umfasst ein erstes Differenzmodul 401, ein zweites Differenzmodul 402, ein Verhältnismodul 404, ein M-Indexmodul 408, ein Maximalgeschwindigkeitsmodul 412, ein Maximalbeschleunigungsmodul 416 und ein Minimalbeschleunigungsmodul 420.
Die Wiebe-Funktion kann in Gleichungsform geschrieben werden als:
wobei MFB(θ) der MFB bei einem gegebenen CA(θ) ist, exp die Verwendung der natürlichen Exponentialfunktion (e) bezeichnet, a ein vorbestimmter konstanter Wert ist, θ₀ der Zündfunkenzeitpunkt (der CA des Zündfunkenzeitpunkts) ist, Δθ die gesamte Brenndauer ist, welche einer CA-Differenz zwischen dem CA des Zündfunkenzeitpunkts θ₀ und dem CA des Endes des Verbrennungsereignisses entspricht, und M der M-Indexwert ist. Das M-Indexmodul 408 ermittelt einen M-Indexwert 424 für ein Verbrennungsereignis basierend auf einem Brenndauerverhältnis 428 des Verbrennungsereignisses.
Das Verhältnismodul 404 ermittelt das Brenndauerverhältnis 428 basierend auf einem Verhältnis: einer ersten CA-Differenz 429 zwischen einem ersten und einem zweiten CA des Verbrennungsereignisses; zu einer zweiten CA-Differenz 430 zwischen einem dritten sowie einem vierten CA des Verbrennungsereignisses. Das erste Differenzmodul 401 ermittelt den ersten sowie den zweiten CA und ermittelt die erste CA-Differenz 429 zwischen dem ersten und dem zweiten CA. Das zweite Differenzmodul 402 ermittelt den dritten sowie den vierten CA und ermittelt die zweite CA-Differenz 430 zwischen dem dritten und dem vierten CA.
Das erste und das zweite Differenzmodul 401 und 402 ermitteln den ersten, den zweiten, den dritten und den vierten CA für ein Verbrennungsereignis anhand des Kennfelds 228, das für das Verbrennungsereignis gespeichert ist. Das erste und das zweite Differenzmodul 401 und 402 können einen oder mehrere des ersten, zweiten, dritten und vierten CA anhand des Kennfelds 228 entsprechend jeweiliger vorbestimmter MFBs identifizieren.
Lediglich beispielhaft kann der erste CA derjenige CA sein, bei dem der MFB von 0,1 (welcher 10 Prozent der gesamten Kraftstoffmasse entspricht) während des Verbrennungsereignisses auftrat. Mit anderen Worten kann der erste CA der CA10 des Verbrennungsereignisses sein. Der zweite CA kann derjenige CA sein, bei dem der MFB von 0,75 (welcher 75 Prozent der gesamten Kraftstoffmasse entspricht) während des Verbrennungsereignisses auftrat. Mit anderen Worten kann der zweite CA der CA75 des Verbrennungsereignisses sein. Der dritte CA kann derjenige CA sein, bei dem der Zündfunken für das Verbrennungsereignis erzeugt wurde (d. h. der Zündfunkenzeitpunkt). Der vierte CA kann derjenige CA sein, bei dem der MFB von 0,5 (welcher 50 Prozent der gesamten Kraftstoffmasse entspricht) während des Verbrennungsereignisses auftrat. Mit anderen Worten kann der vierte CA der CA50 des Verbrennungsereignisses sein.
Unter Verwendung der vorstehenden Beispiele kann die erste CA-Differenz der CA-Differenz zwischen dem CA10 des Verbrennungsereignisses und dem CA75 des Verbrennungsereignisses entsprechen. Die zweite CA-Differenz kann der CA-Differenz zwischen dem Zündfunkenzeitpunkt des Verbrennungsereignisses und dem CA50 des Verbrennungsereignisses entsprechen. Obgleich die Beispiele des CA10, des CA75, des Zündfunkenzeitpunkts und des CA50 vorgesehen sind, ist die vorliegende Anmeldung ebenso auf die Ermittlung des M-Indexwerts 424 basierend auf dem Verhältnis einer ersten und zweiten Differenz anwendbar, welche einen oder mehrere andere CAs umfassen.
Wie vorstehend festgestellt wurde, ermittelt das Verhältnismodul 404 das Brenndauerverhältnis 428 basierend auf dem Verhältnis der ersten CA-Differenz 429 zu der zweiten CA-Differenz 430. Spezieller legt das Verhältnismodul 404 das Brenndauerverhältnis 428 basierend auf oder gleich der ersten CA-Differenz 429 dividiert durch die zweite CA-Differenz 430 fest.
Das M-Indexmodul 408 ermittelt den M-Indexwert 424 basierend auf dem Brenndauerverhältnis 428. Beispielsweise kann das M-Indexmodul 408 den M-Indexwert 424 unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, die bzw. das Brenndauerverhältnisse mit einem M-Indexwert in Beziehung setzt. In dem Fall eines Kennfelds kann das M-Indexmodul 408 innerhalb des Kennfelds interpolieren, wenn das Brenndauerverhältnis 428 zwischen zwei Brenndauerverhältnissen (die zwei M-Indexwerten entsprechen) liegt.

Ein beispielhaftes Kennfeld von Brenndauerverhältnissen und entsprechenden M-Indexwerten ist nachstehend vorgesehen.

M-Index	Brenndauer-Verhältnis
0,5	1,3026
1	1,0245
1,5	0,8489
2	0,7263
2,5	0,6353
3	0,5649
3,5	0,5087
4	0,4627
4,5	0,4244
5	0,392
5,5	0,3643
6	0,3401
6,5	0,3191
7	0,3004
7,5	0,2839
8	0,269
8,5	0,2556

Das beispielhafte Kennfeld umfasst M-Indexwerte und entsprechende Brenndauerverhältnisse, wobei das Brenndauerverhältnis unter Verwendung der Beispiele des ersten, zweiten, dritten und vierten CA, die vorstehend angegeben sind, berechnet wird. Die Einträge des Kennfelds sind basierend auf den speziellen CAs kalibriert, die zum Ermitteln des Brenndauerverhältnisses verwendet werden.
Da Maximalgeschwindigkeitsmodul 412 ermittelt einen Maximalgeschwindigkeits-CA 431 basierend auf dem M-Indexwert 424. Der Maximalgeschwindigkeits-CA 431 entspricht demjenigen CA, bei dem eine maximale (größte) Brenngeschwindigkeit während des Verbrennungsereignisses auftrat. Das Maximalgeschwindigkeitsmodul 412 ermittelt den Maximalgeschwindigkeits-CA 431 ferner basierend auf dem Zündfunkenzeitpunkt des Verbrennungsereignisses. Das Maximalgeschwindigkeitsmodul 412 kann den Maximalgeschwindigkeits-CA 431 unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, die bzw. das Zündfunkenzeitpunkte und M-Indexwerte mit Maximalgeschwindigkeits-CAs in Beziehung setzt. Beispielsweise kann das Maximalgeschwindigkeitsmodul 412 den Maximalgeschwindigkeits-CA 431 unter Verwendung der Gleichung festlegen:
wobei Max V CA der Maximalgeschwindigkeits-CA 431 ist, m der m-Indexwert 424 ist, a der vorbestimmte konstante Wert ist und θ₀ der Zündfunkenzeitpunkt ist.
Das Maximalbeschleunigungsmodul 416 ermittelt einen Maximalbeschleunigungs-CA 432 basierend auf dem M-Indexwert 424. Der Maximalbeschleunigungs-CA 432 entspricht demjenigen CA, bei dem eine maximale (größte) Brennbeschleunigung während des Verbrennungsereignisses auftrat. Das Maximalbeschleunigungsmodul 416 ermittelt den Maximalbeschleunigungs-CA 432 ferner basierend auf dem Zündfunkenzeitpunkt des Verbrennungsereignisses. Das Maximalbeschleunigungsmodul 416 kann den Maximalbeschleunigungs-CA 432 unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, die bzw. das Zündfunkenzeitpunkte und M-Indexwerte mit Maximalbeschleunigungs-CAs in Beziehung setzt. Beispielsweise kann das Maximalbeschleunigungsmodul 416 den Maximalbeschleunigungs-CA 432 unter Verwendung der Gleichung festlegen:
wobei Max Acc CA der Maximalbeschleunigungs-CA 432 ist, m der m-Indexwert 424 ist, a der vorbestimmte konstante Wert ist und θ₀ der Zündfunkenzeitpunkt ist.
Das Minimalbeschleunigungsmodul 420 ermittelt einen Minimalbeschleunigungs-CA 436 basierend auf dem M-Indexwert 424. Das Minimalbeschleunigungs-CA 436 entspricht demjenigen CA, bei dem eine minimale (kleinste) Brennbeschleunigung während des Verbrennungsereignisses auftrat. Das Minimalbeschleunigungsmodul 420 ermittelt den Minimalbeschleunigungs-CA 436 ferner basierend auf dem Zündfunkenzeitpunkt des Verbrennungsereignisses. Das Minimalbeschleunigungsmodul 420 kann den Minimalbeschleunigungs-CA 436 unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, der bzw. das Zündfunkenzeitpunkte und M-Indexwerte mit Minimalbeschleunigungs-CAs in Beziehung setzt. Beispielsweise kann das Minimalbeschleunigungsmodul 420 den Minimalbeschleunigungs-CA 436 unter Verwendung der Gleichung festlegen:
wobei Min Acc CA der Minimalbeschleunigungs-CA 436 ist, m der m-Indexwert 424 ist, a der vorbestimmte konstante Wert ist und θ₀ der Zündfunkenzeitpunkt ist.
Das Parameterermittlungsmodul 232 gibt den M-Indexwert 424, den Maximalgeschwindigkeits-CA 431, den Maximalbeschleunigungs-CA 432 und den Minimalbeschleunigungs-CA 436 aus. Beispielsweise kann das Parameterermittlungsmodul 232 den M-Indexwert 424, den Maximalgeschwindigkeits-CA 431, den Maximalbeschleunigungs-CA 432 und den Minimalbeschleunigungs-CA 436 auf einer Anzeige (nicht gezeigt) anzeigen.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Erzeugen des M-Indexwerts 424, des Maximalgeschwindigkeits-CA 431, des Maximalbeschleunigungs-CA 432 und des Minimalbeschleunigungs-CA 436 eines Verbrennungsereignisses darstellt. Die Steuerung beginnt mit 504, wo das Kennfeldmodul 224 Betriebsparameter des Motors 208 aufzeichnet, welche mittels der Sensoren 216 während eines Verbrennungsereignisses des Motors 208 gemessen werden, während dieser mit dem Dynamometer 212 betrieben wird. Das Kennfeldmodul 224 erzeugt das Kennfeld 228 für das Verbrennungsereignis bei 508 basierend auf den aufgezeichneten Betriebsparametern. Das Kennfeld 282 umfasst MFB-Werte bei jeweiligen verschiedenen CAs während des Verbrennungsereignisses. Das Kennfeld 228 umfasst auch den Zündfunkenzeitpunkt, der für das Verbrennungsereignis verwendet wird.
Bei 512 ermitteln das erste und das zweite Differenzmodul 401 und 402 den ersten, zweiten, dritten und vierten CA für das Verbrennungsereignis. Beispielsweise kann der erste CA demjenigen CA entsprechen, bei dem ein MFB von 0,1 während des Verbrennungsereignisses auftrat. Der zweite CA kann demjenigen CA entsprechen, bei dem ein MFB von 0,75 während des Verbrennungsereignisses auftrat. Der dritte CA kann dem Zündfunkenzeitpunkt entsprechen, der für das Verbrennungsereignis verwendet wird. Der vierte CA kann demjenigen CA entsprechen, bei dem ein MFB von 50 während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Bei 516 ermittelt das erste Differenzmodul 401 die erste CA-Differenz 429 zwischen dem ersten und dem zweiten CA, und das zweite Differenzmodul 402 ermittelt die zweite CA-Differenz 430 zwischen dem dritten und dem vierten CA. Beispielsweise kann das erste Differenzmodul 401 die erste CA-Differenz 429 gleich oder basierend auf dem zweiten CA minus dem ersten CA festlegen. Das zweite Differenzmodul 402 kann die zweite CA-Differenz 430 gleich oder basierend auf dem vierten CA minus dem dritten CA festlegen.
Bei 520 ermittelt das Verhältnismodul 404 das Brenndauerverhältnis 428 für das Verbrennungsereignis basierend auf dem Verhältnis der ersten CA-Differenz 429 zu der zweiten CA-Differenz 430. Beispielsweise kann das Verhältnismodul 404 das Brenndauerverhältnis 428 gleich der ersten CA-Differenz 429 dividiert durch die zweite CA-Differenz 430 setzen.
Das M-Indexmodul 408 ermittelt bei 524 den M-Indexwert 424 für das Verbrennungsereignis basierend auf dem Brenndauerverhältnis 428 für das Verbrennungsereignis. Beispielsweise kann das M-Indexmodul 408 den M-Indexwert 424 unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, die bzw. das Brenndauerverhältnisse mit M-Indexwerten in Beziehung setzt.
Bei 528 können ein oder mehrere andere Parameter basierend auf dem M-Indexwert 424 ermittelt werden. Beispielsweise kann das Maximalgeschwindigkeitsmodul 412 den Maximalgeschwindigkeits-CA 431 für das Verbrennungsereignis basierend auf dem Zündfunkenzeitpunkt für das Verbrennungsereignis und dem M-Indexwert 424 für das Verbrennungsereignis ermitteln. Zusätzlich oder alternativ kann das Maximalbeschleunigungsmodul 416 den Maximalbeschleunigungs-CA für das Verbrennungsereignis basierend auf dem Zündfunkenzeitpunkt für das Verbrennungsereignis und dem M-Indexwert 424 für das Verbrennungsereignis ermitteln. Zusätzlich oder alternativ kann das Minimalbeschleunigungsmodul 420 den Minimalbeschleunigungs-CA 436 für das Verbrennungsereignis basierend auf dem Zündfunkenzeitpunkt für das Verbrennungsereignis und den M-Indexwert 424 für das Verbrennungsereignis ermitteln. Einer oder mehrere der ermittelten Parameter können auf einer Anzeige angezeigt werden, um den Fahrzeugkonstruktionsprozess zu unterstützen. Obgleich das Beispiel von 5 derart gezeigt ist, dass es nach 528 endet, kann das Beispiel von 5 für mehrere Verbrennungsereignisse ausgeführt werden.
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, 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 sind nicht flüchtige Speicherschaltungen (wie beispielsweise eine Flash-Speicherschaltung, eine löschbare und programmierbare Festwertspeicherschaltung oder eine Masken-Festwertspeicherschaltung), flüchtige Speicherschaltungen (wie beispielsweise eine statische Arbeitsspeicherschaltung oder eine dynamische Arbeitsspeicherschaltung), ein magnetisches Speichermedium (wie beispielsweise ein analoges oder digitales Magnetband oder eine Festplatte) und ein optisches Speichermedium (wie beispielsweise eine CD, eine DVD oder eine Blue-Ray-Disk).
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 vorstehend beschriebenen Funktionsblöcke und Flussdiagrammelemente dienen als Softwarespezifikationen, welche durch die Routinearbeit eines Fachmanns oder Programmierers in die Computerprogramme übersetzt werden können.
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, Hintergrundanwendungen usw. umfassen.
Die Computerprogramme können umfassen: (i) beschreibenden Text für das Parsing, wie beispielsweise HTML (hypertext markup language) oder XML (extensible markup language), (ii) Assemblercode, (iii) Objektcode, der anhand von Quellcode durch einen Compiler erzeugt wird, (iv) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter; (v) Quellcode zum Kompilieren und Ausführen durch einen Echtzeitcompiler, usw. Lediglich als Beispiele kann der Quellcode unter Verwendung der Syntax von Sprachen geschrieben sein, die C, C++, C#, Objective-C, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java^®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript^®, HTML5, Ada, ASP (active server pages), PHP, Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash^®, Visual Basic^®, Lua und Python^® umfassen.
Keines der in den Ansprüchen genannten Elemente soll ein ”means-plusfunction”-Element im Sinne der Bedeutung von 35 U.S.C. §112(f) sein, außer wenn ein Element ausdrücklich unter Verwendung der Formulierung ”Mittel für” oder im Fall eines Verfahrensanspruchs unter Verwendung der Formulierungen ”Vorgang für” oder ”Schritt für” genannt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 12/472747 [0060]
US 2010/0305828 [0060]

Claims

Parameterermittlungsverfahren, das umfasst, dass: ein erster Kurbelwellenwinkel eines Verbrennungsereignisses eines Motors ermittelt wird; ein zweiter Kurbelwellenwinkel des Verbrennungsereignisses des Motors ermittelt wird; eine erste Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird; ein dritter Kurbelwellenwinkel des Verbrennungsereignisses des Motors ermittelt wird; ein vierter Kurbelwellenwinkel des Verbrennungsereignisses des Motors ermittelt wird; eine zweite Differenz zwischen dem dritten und dem vierten Kurbelwellenwinkel ermittelt wird; ein Verhältnis der ersten zu der zweiten Differenz ermittelt wird; ein M-Indexwert für die Wiebe-Funktion basierend auf dem Verhältnis ermittelt wird; und der M-Indexwert auf einer Anzeige angezeigt wird.
Parameterermittlungsverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass das Verhältnis gleich der ersten Differenz dividiert durch die zweite Differenz festgelegt wird.
Parameterermittlungsverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass der erste Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel festgelegt wird, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,1 während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Parameterermittlungsverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass der zweite Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel festgelegt wird, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,75 während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Parameterermittlungsverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass der dritte Kurbelwellenwinkel auf einen Zündfunkenzeitpunkt festgelegt wird, der für das Verbrennungsereignis verwendet wurde.
Parameterermittlungsverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass der vierte Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel festgelegt wird, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,5 während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Parameterermittlungsverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: der erste Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel festgelegt wird, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,1 während des Verbrennungsereignisses auftrat; der zweite Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel festgelegt wird, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,75 während des Verbrennungsereignisses auftrat; der dritte Kurbelwellenwinkel auf einen Zündfunkenzeitpunkt festgelegt wird, der für das Verbrennungsereignis verwendet wurde; und der vierte Kurbelwellenwinkel basierend auf einem Kurbelwellenwinkel festgelegt wird, bei dem ein verbrannter Massenanteil von 0,5 während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Parameterermittlungsverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass basierend auf dem M-Indexwert ein Kurbelwellenwinkel ermittelt wird, bei dem eine maximale Geschwindigkeit während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Parameterermittlungsverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass basierend auf dem M-Indexwert ein Kurbelwellenwinkel ermittelt wird, bei dem eine maximale Beschleunigung während des Verbrennungsereignisses auftrat.
Parameterermittlungsverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass basierend auf dem M-Indexwert ein Kurbelwellenwinkel ermittelt wird, bei dem eine minimale Beschleunigung während des Verbrennungsereignisses auftrat.