DE102016103232B4 - Verfahren zum Steuern eines Zündfunkenzeitpunkts basierend auf einer Dauer einer Kraftstoffverbrennung in einem Zylinder eines Motors - Google Patents

Verfahren zum Steuern eines Zündfunkenzeitpunkts basierend auf einer Dauer einer Kraftstoffverbrennung in einem Zylinder eines Motors Download PDF

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Abstract

Verfahren, das umfasst, dass:eine erste Brenndauer (324) zumindest eines Anteils einer Kraftstoffverbrennung in einem Zylinder (118) eines Motors (102) von einem ersten Zeitpunkt, bei dem ein erster vorbestimmter Prozentanteil einer Kraftstoffmasse in dem Zylinder (118) verbrannt ist, bis zu einem zweiten Zeitpunkt, bei dem ein zweiter vorbestimmter Prozentanteil der Kraftstoffmasse verbrannt ist, ermittelt wird; undeine Zündkerze (128) derart gesteuert wird, dass ein Zündfunkenzeitpunkt (286) des Zylinders (118) basierend auf der ersten Brenndauer angepasst wird, dadurch gekennzeichnet,dass die erste Brenndauer (324) basierend auf einer gemessenen Position (310) eines Einlass-Nockenphasenstellers (148), der dem Zylinder (118) zugeordnet ist, und einer gemessenen Position (312) eines Auslass-Nockenphasenstellers (150), der dem Zylinder (118) zugeordnet ist, ermittelt wird.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Verfahren zum Steuern eines Zündfunkenzeitpunkts basierend auf einer Dauer einer Kraftstoffverbrennung in einem Zylinder eines Motors.
  • HINTERGRUND
  • Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoffgemisch in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Eine Luftströmung in den Motor wird mittels einer Drossel geregelt. Spezieller stellt die Drossel eine Drosselfläche ein, was die Luftströmung in den Motor vergrößert oder verkleinert. Wenn die Drosselfläche zunimmt, nimmt die Luftströmung in den Motor zu. Ein Kraftstoffsteuersystem stellt die Rate ein, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, um ein Soll-Luft/Kraftstoffgemisch an die Zylinder zu liefern und/oder eine Soll-Drehmomentausgabe zu erreichen. Eine Erhöhung der Menge an Luft und Kraftstoff, die an die Zylinder geliefert werden, vergrößert die Drehmomentausgabe des Motors.
  • Bei Motoren mit Funkenzündung löst ein Zündfunken die Verbrennung eines Luft/Kraftstoffgemischs aus, das an die Zylinder geliefert wird. Der Zündfunkenzeitpunkt und die Luftströmung können die primären Mechanismen zum Einstellen der Drehmomentausgabe der Motoren mit Funkenzündung sein. Verschiedene Parameter können verwendet werden, um die Verbrennung eines Luft/Kraftstoff-Gemischs in einem Zylinder zu charakterisieren. Diese Parameter können eine laminare Flammengeschwindigkeit und eine 0-50-Brenndauer umfassen. Die laminare Flammengeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich eine Flamme unter laminaren Bedingungen in dem Zylinder ausbreitet. Die 0-50-Brenndauer ist die Dauer einer Verbrennung von einem Zeitpunkt, bei dem 0 Prozent einer Kraftstoffmasse in einem Zylinder verbrannt sind, bis zu einem Zeitpunkt, bei dem 50 Prozent der Kraftstoffmasse verbrannt sind.
  • Aus der US 5 765 530 A ist ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
  • Die DE 43 18 504 C1 beschreibt ein ähnliches Verfahren.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Steuern eines Zündfunkenzeitpunkts in einem Verbrennungsmotor zu schaffen, bei dem der Zündfunkenzeitpunkt auf optimale Weise an die gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen angepasst wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Das Verfahren umfasst, dass eine erste Brenndauer zumindest eines Anteils einer Kraftstoffverbrennung in einem Zylinder eines Motors von einem ersten Zeitpunkt, bei dem ein erster vorbestimmter Prozentanteil einer Kraftstoffmasse in dem Zylinder verbrannt ist, bis zu einem zweiten Zeitpunkt, bei dem ein zweiter vorbestimmter Prozentanteil der Kraftstoffmasse verbrannt ist, ermittelt wird. Ferner wird eine Zündkerze derart gesteuert, dass ein Zündfunkenzeitpunkt des Zylinders basierend auf der ersten Brenndauer angepasst wird.
  • Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden anhand der ausführlichen Beschreibung, der Ansprüche und der Zeichnungen offensichtlich werden.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen vollständiger verständlich werden, wobei:
    • 1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Steuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 3 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Brenndauerschätzmoduls und eines beispielhaften Zündfunkensteuermoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist; und
    • 4 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern eines Zündfunkenzeitpunkts gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • In den Zeichnungen können Bezugszeichen erneut verwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu identifizieren.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Motorsteuersysteme stellen einen Zündfunkenzeitpunkt typischerweise basierend auf Motorbetriebsbedingungen unter Verwendung eines Kennfelds (z.B. einer Nachschlagetabelle) ein, welches die Motorbetriebsbedingungen mit dem Zündfunkenzeitpunkt in Beziehung setzt. Das Kennfeld kann derart kalibriert sein, dass es einen optimalen Zündfunkenzeitpunkt liefert, welcher die Kraftstoffwirtschaftlichkeit maximiert, während eine Ziel-Drehmomentausgabe erreicht wird. Das Kennfeld setzt voraus, dass ein Einlass- und ein Auslass-Nockenphasensteller auf kalibrierte Positionen eingestellt sind, die den Motorbetriebsbedingungen entsprechen. In bestimmten Situationen, beispielsweise während Übergangsbedingungen (z.B., wenn ein Fahrzeug beschleunigt), können der Einlass- und der Auslass-Nockenphasensteller jedoch entfernt von ihren kalibrierten Positionen eingestellt sein. In diesen Situationen kann der Zündfunkenzeitpunkt, der unter Verwendung des Kennfelds ermittelt wird, nicht die beste Kraftstoffwirtschaftlichkeit erreichen, die für die gegenwärtige Motorbetriebsbedingungen möglich ist.
  • Einige Motorsteuersysteme modellieren die Restmenge, die im Innern der Zylinder eines Motors eingeschlossen ist, und passen den Zündfunkenzeitpunkt basierend auf dem modellierten Rest an, wenn der Einlass- und der Auslass-Nockenphasensteller entfernt von ihren kalibrierten Positionen eingestellt sind. Das Anpassen des Zündfunkenzeitpunkts auf diese Weise kann den Betrag verringern, um den die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verschlechtert wird, wenn der Einlass- und der Auslass-Nockenphasensteller um relativ geringe Beträge entfernt von ihren kalibrierten Positionen eingestellt sind. Um die Drehmomentsteuerung zu verbessern, stellen modernde Motoranwendungen jedoch den Einlass- und den Auslass-Nockenphasensteller um relativ große Beträge (z.B. 65 Grad) entfernt von ihren kalibrierten Positionen ein. Das Anpassen des Zündfunkenzeitpunkts basierend auf dem modellierten Rest kann bei diesen Anwendungen zu Verlusten in der Kraftstoffwirtschaftlichkeit, zu einer schlechten Verbrennungsstabilität und zu einen Motorklopfen während Antippereignissen (Beschleunigungsereignissen) führen.
  • Ein System und ein Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung verwenden einen modellbasierten Ansatz, um verschiedene Parameter zu ermitteln, welche die Verbrennung in einem Motor charakterisieren, und sie stellen den Zündfunkenzeitpunkt des Motors basierend auf den ermittelten Parametern ein. Gemäß einem Beispiel ermitteln das System und das Verfahren die laminare Flammengeschwindigkeit basierend auf bestimmten Motorbetriebsbedingungen, sie ermitteln die 0-50-Brenndauer basierend auf der laminaren Flammengeschwindigkeit, und sie stellen den Zündfunkenzeitpunkt basierend auf der 0-50-Brenndauer ein. Die Motorbetriebsbedingungen können gemessene Positionen des Einlass- und des Auslass-Nockenphasenstellers umfassen.
  • Das Anpassen des Zündfunkenzeitpunkts auf diese Weise kann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern und mehr Flexibilität beim Einstellen der Positionen des Einlass- und des Auslass-Nockenphasenstellers entfernt von ihren kalibrierten Positionen bereitstellen. Da die Einlass- und die Auslass-Nockenphasenstellerposition berücksichtigt wird, wenn der Zündfunkenzeitpunkt eingestellt wird, kann der Zündfunkenzeitpunkt zusätzlich präziser sein. Daher kann die Anzahl der Beschränkungen bei der Anpassung des Zündfunkenzeitpunkts, die zum Verhindern des Klopfens erforderlich sind, verringert werden, wodurch die Kalibrierung eines Klopfverhinderungssystems erleichtert werden kann.
  • Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems 100 dargestellt. Das Motorsystem 100 weist einen Motor 102 auf, der ein Luft/Kraftstoffgemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug basierend auf einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 104 zu erzeugen. Der Motor 102 kann ein Benzin-Verbrennungsmotor mit Funkenzündung sein.
  • Luft wird durch ein Einlasssystem 108 angesaugt. Das Einlasssystem 108 umfasst einen Einlasskrümmer 110 und ein Drosselventil 112. Lediglich beispielhaft kann das Drosselventil 112 eine Drosselklappe mit einem drehbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 116, welches das Öffnen des Drosselventils 112 regelt, um die Luftmenge zu steuern, die in den Einlasskrümmer 110 eingelassen wird.
  • Luft aus dem Einlasskrümmer 110 wird in Zylinder des Motors 102 eingelassen. Obgleich der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen kann, 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 selektiv zu deaktivieren, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter bestimmten Motorbetriebsbedingungen verbessern kann.
  • Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertakt-Motorzyklus arbeiten. Die vier Takte, 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.
  • Während des Einlasstakts wird Luft aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 eingelassen. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein Ziel-Luft/Kraftstoffverhältnis 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 der Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in Mischkammern, 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/Kraftstoffgemisch. Ein Zündfunken-Aktuatormodul 126 aktiviert eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118 basierend auf einem Signal von dem ECM 114, welche das Luft/Kraftstoffgemisch zündet. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu der Zeit spezifiziert werden, zu der sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet wird.
  • Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann durch ein Zeitpunktsignal gesteuert werden, das spezifiziert, wie weit vor oder nach dem TDC der Zündfunken erzeugt werden soll. Da die Kolbenposition mit der Kurbelwellendrehung in direkter Beziehung steht, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Das Erzeugen des Zündfunkens kann als ein Zündungsereignis bezeichnet werden. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann die Fähigkeit aufweisen, den Zeitpunkt des Zündfunkens für jedes Zündungsereignis zu variieren. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann den Zündfunkenzeitpunkt für ein nächstes Zündungsereignis variieren, wenn der Zündfunkenzeitpunkt zwischen einem letzten Zündungsereignis und dem nächsten Zündungsereignis verändert wird. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen.
  • Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs den Kolben weg von dem TDC, 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 einen unteren Totpunkt (BDC) erreicht. Während des Auslasstakts beginnt der Kolben, sich wieder von dem BDC weg 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. Bei verschiedenen anderen Implementierungen können das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 durch andere Einrichtungen als Nockenwellen gesteuert werden, wie beispielsweise durch nockenlose Ventilaktuatoren. 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.
  • Das Motorsystem 100 kann einen Turbolader aufweisen, der eine heiße Turbine 160-1 aufweist, die durch heiße Abgase angetrieben wird, die durch das Abgassystem 134 strömen. Der Turbolader weist auch einen von der Turbine 160-1 angetriebenen Kompressor 160-2 für kalte Luft auf. Der Kompressor 160-2 komprimiert die Luft, 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), der durch den Turbolader geliefert wird, verringert wird. Ein Ladedruck-Aktuatormodul 164 kann den Ladedruck des Turboladers steuern, indem eine Öffnung des Ladedruck-Regelventils 162 gesteuert wird. Bei verschiedenen Implementierungen können zwei oder mehr Turbolader implementiert sein und durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden.
  • Ein Luftkühler (nicht gezeigt) kann Wärme von der komprimierten Luftladung auf ein Kühlungsmedium übertragen, beispielsweise auf ein Motorkühlmittel oder auf Luft. Ein Luftkühler, der die komprimierte Luftladung unter Verwendung eines Motorkühlmittels kühlt, kann als ein Zwischenkühler bezeichnet werden. Ein Luftkühler, der die komprimierte Luftladung unter Verwendung von Luft kühlt, kann als ein Ladungsluftkühler bezeichnet werden. Die komprimierte Luftladung kann Wärme beispielsweise mittels der Kompression und/oder von Komponenten des Abgassystems 134 aufnehmen. Obwohl sie zu Darstellungszwecken getrennt gezeigt sind, können die Turbine 160-1 und der Kompressor 160-2 aneinander befestigt sein und die Einlassluft in die unmittelbare Nähe des heißen Abgases bringen.
  • 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 basierend auf Signalen von dem ECM 114 gesteuert werden.
  • Eine Position der Kurbelwelle kann unter Verwendung eines Kurbelwellen-Positionssensors (CKP-Sensors) 180 gemessen werden. Eine Drehzahl der Kurbelwelle (eine Motordrehzahl) kann basierend auf der Position der Kurbelwelle ermittelt werden. Eine Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in dem Motor 102 oder an anderen Orten angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkuliert, wie beispielsweise in einem Kühler (nicht gezeigt).
  • Ein Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorvakuum gemessen werden, das 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.
  • Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 überwachen. Eine Umgebungstemperatur der Luft, die in den Motor 102 eingelassen wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden. Das Sauerstoffniveau im Abgas, das durch den Motor 102 erzeugt wird, kann unter Verwendung eines Sauerstoffsensors (O2-Sensors) 193 gemessen werden. Das ECM 114 verwendet Signale von den Sensoren, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
  • Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul 194 in Verbindung stehen, um Gangwechsel in einem Getriebe (nicht gezeigt) 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. 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. Beispielsweise kann das Drossel-Aktuatormodul 116 die Öffnung des Drosselventils 112 einstellen, um eine Ziel-Drosselöffnungsfläche zu erreichen. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 steuert die Zündkerzen, um einen Ziel-Zündfunkenzeitpunkt relativ zu dem Kolben-TDC zu erreichen. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 steuert die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, um Ziel-Kraftstoffzufuhrparameter zu erreichen. Das Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann den Einlass- und den Auslass-Nockenphasensteller 148 und 150 steuern, um einen Ziel-Einlass- bzw. einen Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel zu erreichen. Das AGR-Aktuatormodul 172 kann das AGR-Ventil 170 steuern, um eine Ziel-AGR-Öffnungsfläche zu erreichen. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 steuert das Ladedruck-Regelventil 162, um eine Ziel-Öffnungsfläche für das Ladedruck-Regelventil zu erreichen. Das Zylinder-Aktuatormodul 120 steuert eine Zylinderdeaktivierung, um eine Zielanzahl von aktivierten oder deaktivierten Zylindern zu erreichen. Das ECM 114 erzeugt die Zielwerte für die Motoraktuatoren, um zu bewirken, dass der Motor 102 ein Ziel-Motorausgangsdrehmoment erzeugt.
  • Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems dargestellt. Eine beispielhafte Implementierung des ECM 114 umfasst ein Fahrerdrehmomentmodul 202, ein Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 und ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206. Das ECM 114 kann auch ein Hybridoptimierungsmodul 208 umfassen. Das ECM 114 umfasst auch ein Reserven/Lastenmodul 220, ein Drehmomentanforderungsmodul 224, ein Luftsteuermodul 228, ein Zündfunkensteuermodul 232, ein Zylindersteuermodul 236 und ein Kraftstoffsteuermodul 240.
  • Das Fahrerdrehmomentmodul 202 kann eine Fahrerdrehmomentanforderung 254 basierend auf einer Fahrereingabe 255 von dem Fahrereingabemodul 104 ermitteln. Die Fahrereingabe 255 kann beispielsweise auf einer Gaspedalposition und einer Bremspedalposition basieren. Die Fahrereingabe 255 kann auch auf einem Tempomat basieren, der ein adaptives Tempomatsystem sein kann, das die Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, um eine vorbestimmte Nachfolgedistanz aufrechtzuerhalten. Das Fahrerdrehmomentmodul 202 kann eine oder mehrere Abbildungen der Gaspedalposition auf ein Ziel-Drehmoment speichern, und es kann die Fahrerdrehmomentanforderung 254 basierend auf einer Ausgewählten der Abbildungen ermitteln.
  • Ein Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 vermittelt zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung 254 und anderen Achsendrehmomentanforderungen 256. Ein Achsendrehmoment (Drehmoment an den Rädern) kann durch verschiedene Quellen erzeugt werden, die den Verbrennungsmotor 102 und/oder einen oder mehrere Elektromotoren umfassen.
  • Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 gibt eine vorausgesagte Drehmomentanforderung 257 und eine Momentandrehmomentanforderung 258 basierend auf den Ergebnissen einer Vermittlung zwischen den empfangenen Drehmomentanforderungen 254 und 256 aus. Wie nachstehend beschrieben ist, können die vorausgesagte Drehmomentanforderung 257 und die Momentandrehmomentanforderung 258 von dem Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 durch andere Module des ECM 114 selektiv angepasst werden, bevor sie verwendet werden, um die Motoraktuatoren zu steuern.
  • Allgemein ausgedrückt kann die Momentandrehmomentanforderung 258 ein Betrag des derzeitigen gewünschten Achsendrehmoments sein, während die vorausgesagte Drehmomentanforderung 257 ein Betrag des Achsendrehmoments sein kann, der kurzfristig benötigt werden kann. Das ECM 114 steuert das Motorsystem 100, um ein Achsendrehmoment zu erzeugen, das gleich der Momentandrehmomentanforderung 258 ist. Verschiedene Kombinationen von Zielwerten können jedoch zum gleichen Achsendrehmoment führen. Das ECM 114 kann daher die Zielwerte anpassen, um einen schnelleren Übergang zu der vorausgesagten Drehmomentanforderung 257 zu ermöglichen, während das Achsendrehmoment weiterhin bei der Momentdrehmomentanforderung 258 gehalten wird.
  • Bei verschiedenen Implementierungen kann die vorausgesagte Drehmomentanforderung 257 basierend auf der Fahrerdrehmomentanforderung 254 festgelegt werden. Die Momentandrehmomentanforderung 258 kann unter bestimmten Umständen kleiner als die vorausgesagte Drehmomentanforderung 257 sein, beispielsweise wenn die Fahrerdrehmomentanforderung 254 auf einer vereisten Oberfläche einen Radschlupf verursacht. In einem solchen Fall kann ein Traktionssteuersystem (nicht gezeigt) eine Verringerung mittels der Momentandrehmomentanforderung 258 anfordern, und das ECM 114 verringert die Motordrehmomentausgabe auf die Momentandrehmomentanforderung 258. Das ECM 114 führt die Verringerung jedoch derart aus, dass das Motorsystem 100 die Erzeugung der vorausgesagten Drehmomentanforderung 257 schnell wieder aufnehmen kann, sobald der Radschlupf aufhört.
  • Allgemein ausgedrückt kann die Differenz zwischen der Momentandrehmomentanforderung 258 und der (im Allgemeinen höheren) vorausgesagten Drehmomentanforderung 257 als eine Drehmomentreserve bezeichnet werden. Die Drehmomentreserve kann den Betrag eines zusätzlichen Drehmoments (oberhalb der Momentandrehmomentanforderung 258) repräsentieren, den das Motorsystem 100 mit einer minimalen Verzögerung zu erzeugen beginnen kann. Schnelle Motoraktuatoren werden verwendet, um das gegenwärtige Achsendrehmoment mit einer minimalen Verzögerung zu erhöhen oder zu verringern. Schnelle Motoraktuatoren sind als Gegenstück zu langsamen Motoraktuatoren definiert.
  • Die schnellen Motoraktuatoren können das Achsendrehmoment schneller als die langsamen Motoraktuatoren verändern. Die langsamen Motoraktuatoren können langsamer als die schnellen Motoraktuatoren auf Änderungen ihrer jeweiligen Zielwerte ansprechen. Ein langsamer Motoraktuator kann beispielsweise mechanische Komponenten umfassen, die Zeit erfordern, um sich in Ansprechen auf eine Änderung des Zielwerts von einer Position in eine andere zu bewegen. Ein langsamer Motoraktuator kann auch durch die Zeitspanne charakterisiert werden, die benötigt wird, damit sich das Achsendrehmoment zu ändern beginnt, sobald der langsame Motoraktuator den veränderten Zielwert zu implementieren beginnt. Allgemein wird diese Zeitspanne für langsame Motoraktuatoren länger als für schnelle Motoraktuatoren sein. Sogar nachdem es sich zu verändern beginnt, kann das Achsendrehmoment zusätzlich länger benötigen, um auf eine Änderung in einem langsamen Aktuator vollständig anzusprechen.
  • Lediglich beispielhaft kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 ein schneller Aktuator sein. Motoren mit Funkenzündung können Kraftstoffe verbrennen, die beispielsweise Benzin und Ethanol umfassen, indem ein Zündfunken angewendet wird. Im Gegensatz dazu kann das Drossel-Aktuatormodul 116 ein langsamer Aktuator sein.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 den Zündfunkenzeitpunkt für ein nächstes Zündungsereignis variieren, wenn der Zündfunkenzeitpunkt zwischen dem letzten Zündungsereignis und dem nächsten Zündungsereignis verändert wird. Im Gegensatz dazu benötigen Änderungen in der Drosselöffnungsfläche länger, um das Motorausgangsdrehmoment zu beeinflussen. Das Drossel-Aktuatormodul 116 verändert die Drosselöffnung, indem der Winkel des Blatts des Drosselventils 112 angepasst wird. Sobald der Zielwert für die Öffnung des Drosselventils 112 verändert wird, gibt es daher eine mechanische Verzögerung, wenn sich das Drosselventil 112 in Ansprechen auf die Änderung von seiner vorhergehenden Position in eine neue Position bewegt. Zusätzlich sind Luftströmungsänderungen basierend auf der Drosselöffnung Lufttransportverzögerungen in dem Einlasskrümmer 110 ausgesetzt. Ferner wird eine erhöhte Luftströmung in dem Einlasskrümmer 110 nicht als eine Erhöhung des Motorausgangsdrehmoments realisiert, bis der Zylinder 118 in dem nächsten Einlasstakt zusätzliche Luft aufnimmt, die zusätzliche Luft komprimiert und den Verbrennungstakt beginnt.
  • Unter Verwendung dieser Aktuatoren als ein Beispiel kann eine Drehmomentreserve erzeugt werden, indem die Drosselöffnung auf einen Wert eingestellt wird, der dem Motor 102 ermöglichen würde, die vorausgesagte Drehmomentanforderung 257 zu erzeugen. In der Zwischenzeit kann der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf einer Momentandrehmomentanforderung 258 eingestellt werden, die kleiner als die vorgesagte Drehmomentanforderung 257 ist. Obwohl die Drosselöffnung eine ausreichende Luftströmung für den Motor 102 erzeugt, um die vorausgesagte Drehmomentanforderung 257 zu erzeugen, wird der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf der Momentandrehmomentanforderung 258 nach spät verstellt (was das Drehmoment verringert). Das Motorausgangsdrehmoment wird daher gleich der Momentandrehmomentanforderung 258 sein.
  • Wenn ein zusätzliches Drehmoment erforderlich ist, kann der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung 257 oder einem Drehmoment zwischen der vorausgesagten Drehmomentanforderung 257 und der Momentandrehmomentanforderung 258 eingestellt werden. Mit dem nachfolgenden Zündungsereignis kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 den Zündfunkenzeitpunkt auf einen optimalen Zündfunkenzeitpunkt zurücksetzen, der dem Motor 102 ermöglicht, das volle Motorausgangsdrehmoment zu erzeugen, das mit der bereits vorhandenen Luftströmung erreichbar ist. Das Motorausgangsdrehmoment kann daher schnell auf die vorausgesagte Drehmomentanforderung 257 erhöht werden, ohne dass Verzögerungen aufgrund des Änderns der Drosselöffnung wahrgenommen werden.
  • Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 kann die vorausgesagte Drehmomentanforderung 257 und die Momentandrehmomentanforderung 258 an ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 ausgeben. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 die vorausgesagte Drehmomentanforderung 257 und die Momentandrehmomentanforderung 258 an das Hybridoptimierungsmodul 208 ausgeben.
  • Das Hybridoptimierungsmodul 208 kann ermitteln, wie viel Drehmoment durch den Motor 102 erzeugt werden sollte und wie viel Drehmoment durch den Elektromotor 198 erzeugt werden sollte. Das Hybridoptimierungsmodul 208 gibt dann eine modifizierte vorausgesagte Drehmomentanforderung 259 bzw. eine modifizierte Momentandrehmomentanforderung 260 an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 aus. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Hybridoptimierungsmodul 208 in dem Hybridsteuermodul 196 implementiert werden.
  • Die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung, die von dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 empfangen werden, werden von einer Achsendrehmomentdomäne (Drehmoment an den Rädern) in eine Antriebsdrehmomentdomäne (Drehmoment an der Kurbelwelle) umgewandelt. Diese Umwandlung kann vor oder nach dem Hybridoptimierungsmodul 208, als Teil von diesem oder an dessen Stelle auftreten.
  • Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 vermittelt zwischen Antriebsdrehmomentanforderungen 290 und der umgewandelten vorausgesagten Drehmomentanforderung sowie der umgewandelten Momentandrehmomentanforderung. Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 erzeugt eine vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung 261 und eine vermittelte Momentandrehmomentanforderung 262. Die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung 261 und die vermittelte Momentandrehmomentanforderung 262 können erzeugt werden, indem eine gewinnende Anforderung unter den empfangenen Anforderungen ausgewählt wird. Alternativ oder zusätzlich können die vermittelten Drehmomentanforderungen erzeugt werden, indem eine der empfangenen Anforderungen basierend auf einer oder mehreren anderen der empfangenen Drehmomentanforderungen modifiziert wird.
  • Das Reserven/Lastenmodul 220 empfängt die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung 261 und die vermittelte Momentandrehmomentanforderung 262. Das Reserven/Lastenmodul 220 kann die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung 261 und die vermittelte Momentandrehmomentanforderung 262 anpassen, um eine Drehmomentreserve zu erzeugen und/oder eine oder mehrere Lasten zu kompensieren. Das Reserven/Lastenmodul 220 gibt anschließend eine angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung 263 und eine angepasste Momentandrehmomentanforderung 264 an das Drehmomentanforderungsmodul 224 aus.
  • Das Drehmomentanforderungsmodul 224 empfängt die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung 263 und die angepasste Momentandrehmomentanforderung 264. Das Drehmomentanforderungsmodul 224 ermittelt, wie die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung 263 und die angepasste Momentandrehmomentanforderung 264 erreicht werden. Das Drehmomentanforderungsmodul 224 kann für den Motorentyp spezifisch sein. Beispielsweise kann das Drehmomentanforderungsmodul 224 für Motoren mit Funkenzündung gegenüber Motoren mit Kompressionszündung unterschiedlich implementiert werden oder unterschiedliche Steuerschemata verwenden.
  • Bei verschiedenen Implementierungen kann das Drehmomentanforderungsmodul 224 eine Grenze zwischen den Modulen, die bei allen Motortypen üblich sind, und den Modulen definieren, die für den Motorentyp spezifisch sind. Beispielsweise sind Motoren mit Funkenzündung und Motoren mit Kompressionszündung zwei unterschiedliche Motorentypen. Die Module vor dem Drehmomentanforderungsmodul 224, wie beispielsweise das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206, können bei allen Motortypen üblich sein, während das Drehmomentanforderungsmodul 224 und die nachfolgenden Module für den Motorentyp spezifisch sein können.
  • Das Drehmomentanforderungsmodul 224 ermittelt eine Luftdrehmomentanforderung 265 basierend auf der angepassten vorausgesagten Drehmomentanforderung 263 und der angepassten Momentandrehmomentanforderung 264. Die Luftdrehmomentanforderung 265 kann ein Bremsdrehmoment sein. Das Bremsdrehmoment kann sich auf ein Drehmoment an der Kurbelwelle unter den gegenwärtigen Betriebsbedingungen beziehen.
  • Zielwerte für Motoraktuatoren, die eine Luftströmung steuern, werden basierend auf der Luftdrehmomentanforderung 265 ermittelt. Spezieller ermittelt das Luftsteuermodul 228 basierend auf der Luftdrehmomentanforderung 265 und/oder basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern eine Ziel-Öffnungsfläche 266 für ein Ladedruck-Regelventil, eine Ziel-Drosselöffnungsfläche 267, eine Ziel-AGR-Öffnungsfläche 268, einen Ziel-Einlass-Nockenphasenstellerwinkel 269 und einen Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 270. Diesbezüglich kann das Luftsteuermodul 228 als ein Ziel-Öffnungsflächenmodul für ein Ladedruck-Regelventil, ein Ziel-Drosselöffnungsflächenmodul, ein Ziel-AGR-Öffnungsflächenmodul, ein Ziel-Einlass-Nockenphasenstellerwinkelmodul und/oder ein Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkelmodul bezeichnet werden oder ein solches umfassen. Ein Nockenphasenstellerwinkel kann als eine Nockenphasenstellerposition bezeichnet werden.
  • Das Luftsteuermodul 228 kann den Ziel-Einlass-Nockenphasenstellerwinkel 269 und den Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 270 basierend auf der Motordrehzahl und der Luft pro Zylinder (APC) beispielsweise unter Verwendung einer Nachschlagetabelle und/oder einer Gleichung ermitteln. Das Luftsteuermodul 228 kann die Motordrehzahl basierend auf der Kurbelwellenposition von dem CKP-Sensor 180 ermitteln. Das Luftsteuermodul 228 kann die Massenströmungsrate der Einlassluft durch die Anzahl aktivierter Zylinder des Motors 102 dividieren, um die APC zu erhalten.
  • Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 steuert das Ladedruck-Regelventil 162, um die Ziel-Öffnungsfläche 266 für das Ladedruck-Regelventil zu erreichen. Beispielsweise kann ein erstes Umwandlungsmodul 272 die Ziel-Öffnungsfläche 266 für das Ladedruck-Regelventil in ein Ziel-Tastverhältnis 274 umwandeln, das auf das Ladedruck-Regelventil 162 angewendet werden soll, und das Ladedruck-Aktuatormodul 164 kann ein Signal auf das Ladedruck-Regelventil 162 anwenden, das auf dem Ziel-Tastverhältnis 274 basiert. Bei verschiedenen Implementierungen kann das erste Umwandlungsmodul 272 die Ziel-Öffnungsfläche 266 für das Ladedruck-Regelventil in eine Ziel-Position (nicht gezeigt) für das Ladedruck-Regelventil umwandeln, und es kann die Ziel-Position für das Ladedruck-Regelventil in das Ziel-Tastverhältnis 274 umwandeln.
  • Das Drossel-Aktuatormodul 116 steuert das Drosselventil 112, um die Ziel-Drosselöffnungsfläche 267 zu erreichen. Beispielsweise kann ein zweites Umwandlungsmodul 276 die Ziel-Drosselöffnungsfläche 267 in ein Ziel-Tastverhältnis 278 umwandeln, das auf das Drosselventil 112 angewendet werden soll, und das Drossel-Aktuatormodul 116 kann ein Signal auf das Drosselventil 112 anwenden, welches auf dem Ziel-Tastverhältnis 278 basiert. Bei verschiedenen Implementierungen kann das zweite Umwandlungsmodul 276 die Ziel-Drosselöffnungsfläche 267 in eine Ziel-Drosselposition (nicht gezeigt) umwandeln, und es kann die Ziel-Drossel-Drosselposition in das Ziel-Tastverhältnis 278 umwandeln.
  • Das AGR-Aktuatormodul 172 steuert das AGR-Ventil 170, um die Ziel-AGR-Öffnungsfläche 268 zu erreichen. Beispielsweise kann ein drittes Umwandlungsmodul 280 die Ziel-AGR-Öffnungsfläche 268 in ein Ziel-Tastverhältnis 282 umwandeln, das auf das AGR-Ventil 170 angewendet werden soll, und das AGR-Aktuatormodul 172 kann ein Signal auf das AGR-Ventil 170 anwenden, welches auf dem Ziel-Tastverhältnis 282 basiert. Bei verschiedenen Implementierungen kann das dritte Umwandlungsmodul 280 die Ziel-AGR-Öffnungsfläche 268 in eine Ziel-AGR-Position (nicht gezeigt) umwandeln, und es kann die Ziel-AGR-Position in das Ziel-Tastverhältnis 282 umwandeln.
  • Das Phasensteller-Aktuatormodul 158 steuert den Einlass-Nockenphasensteller 148, um den Ziel-Einlass-Nockenphasenstellerwinkel 269 zu erreichen. Das Phasensteller-Aktuatormodul 158 steuert auch den Auslass-Nockenphasensteller 150, um den Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 270 zu erreichen. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein viertes Umwandlungsmodul (nicht gezeigt) eingebunden sein, und es kann den Ziel-Einlass- und den Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel in ein Ziel-Einlass- bzw. ein Ziel-Auslass-Tastverhältnis umwandeln. Das Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann das Ziel-Einlass- und das Ziel-Auslass-Tastverhältnis auf den Einlass- bzw. den Auslass-Nockenphasensteller 148 bzw. 150 anwenden.
  • Das Drehmomentanforderungsmodul 224 kann auch eine Zündfunken-Drehmomentanforderung 283, eine Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung 284 und eine Kraftstoff-Drehmomentanforderung 285 basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung 263 und der Momentandrehmomentanforderung 264 erzeugen. Das Zündfunkensteuermodul 232 kann basierend auf der Zündfunken-Drehmomentanforderung 283 ermitteln, um wie viel der Zündfunkenzeitpunkt bezogen auf einen optimalen Zündfunkenzeitpunkt nach spät verstellt werden soll (was das Motorausgangsdrehmoment verringert). Lediglich beispielhaft kann eine Drehmomentbeziehung invertiert werden, um diese nach einem Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 286 aufzulösen. Für eine gegebene Drehmomentanforderung (Treq) kann der Ziel-Zündfunkenzeitpunkt (ST) 286 ermittelt werden basierend auf: S T = f − 1 ( T Req ,  APC ,  I ,  E ,  AF ,  OT ,   # ) ,
    Figure DE102016103232B4_0001
    wobei APC eine Luftmasse, die jedem Zylinder zugeführt wird, oder eine Luftmasse pro Zylinder (APC) ist, I ein Einlassventil-Phasenwert ist, E ein Auslassventil-Phasenwert ist, AF ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, OT eine Öltemperatur ist und # eine Anzahl aktivierter Zylinder ist. Diese Beziehung kann durch eine Gleichung und/oder durch eine Nachschlagetabelle verkörpert werden. Das Luft/Kraftstoffverhältnis (AF) kann das Ist-Luft/Kraftstoffverhältnis sein, das basierend auf dem Sauerstoffniveau von dem O2-Sensor 193 ermittelt werden kann.
  • Wenn der Zündfunkenzeitpunkt auf den optimalen Zündfunkenzeitpunkt eingestellt wird, kann das resultierende Drehmoment so nahe wie möglich bei einer minimalen Zündfunkenvorverstellung für ein Bestdrehmoment (MBT) liegen. Das Bestdrehmoment kann sich auf ein maximales Motorausgangsdrehmoment beziehen, das für eine gegebene Luftströmung für unterschiedliche Zündfunkenzeitpunkte erzeugt werden kann, während Kraftstoff mit einer Oktanzahl größer als eine vorbestimmte Oktanzahl und eine stöchiometrische Kraftstoffzufuhr verwendet werden. Der Zündfunkenzeitpunkt, bei dem das Bestdrehmoment für einen gegebenen Satz von Luftströmungsbedingungen auftritt, kann als ein MBT-Zündfunkenzeitpunkt bezeichnet werden. Der optimale Zündfunkenzeitpunkt kann sich beispielsweise aufgrund der Kraftstoffqualität (wenn beispielsweise Kraftstoff mit geringerer Oktanzahl verwendet wird) und aufgrund von Umweltfaktoren von dem MBT-Zündfunkenzeitpunkt leicht unterscheiden. Das Motorausgangsdrehmoment bei dem optimalen Zündfunkenzeitpunkt kann daher kleiner als das MBT sein. Lediglich beispielhaft kann ein Kennfeld (z.B. eine Nachschlagetabelle) mit optimalen Zündfunkenzeitpunkten für unterschiedliche Motorbetriebsbedingungen während einer Kalibrierungsphase der Fahrzeugkonstruktion erzeugt werden, und das ECM 114 kann den optimalen Zündfunkenzeitpunkt basierend auf den gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen unter Verwendung des Kennfelds ermitteln.
  • Die Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung 284 kann durch das Zylindersteuermodul 236 verwendet werden, um eine Zielanzahl 287 von zu deaktivierenden Zylindern zu ermitteln. Bei verschiedenen Implementierungen kann eine Zielanzahl von zu aktivierenden Zylindern verwendet werden. Das Zylinder-Aktuatormodul 120 aktiviert und deaktiviert selektiv die Ventile der Zylinder basierend auf der Zielanzahl 287.
  • Das Zylindersteuermodul 236 kann auch das Kraftstoffsteuermodul 240 anweisen, die Kraftstofflieferung an die deaktivierten Zylinder zu stoppen, und es kann das Zündfunkensteuermodul 232 anweisen, die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder zu stoppen. Das Zündfunkensteuermodul 232 kann die Lieferung des Zündfunkens für einen Zylinder stoppen, sobald ein Luft/Kraftstoffgemisch, das bereits in dem Zylinder vorhanden ist, verbrannt worden ist.
  • Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann die Kraftstoffmenge, die an jeden Zylinder geliefert wird, basierend auf der Kraftstoff-Drehmomentanforderung 285 variieren. Spezieller kann das Kraftstoffsteuermodul 240 Ziel-Kraftstoffzufuhrparameter 288 basierend auf der Kraftstoff-Drehmomentanforderung 285 erzeugen. Die Ziel-Kraftstoffzufuhrparameter 288 können beispielsweise eine Ziel-Masse des Kraftstoffs, einen Ziel-Startzeitpunkt der Einspritzung und eine Ziel-Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen umfassen.
  • Während des normalen Betriebs kann das Kraftstoffsteuermodul 240 in einem luftgeführten Modus arbeiten, in dem das Kraftstoffsteuermodul 240 versucht, ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhältnis aufrechtzuerhalten, indem die Kraftstoffzufuhr basierend auf der Luftströmung gesteuert wird. Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann beispielsweise eine Ziel-Kraftstoffmasse ermitteln, die eine stöchiometrische Verbrennung ergeben wird, wenn sie mit einer gegenwärtigen APC kombiniert wird. Die APC kann ermittelt werden, indem die Massenströmungsrate der Einlassluft (MAF) durch die Anzahl aktivierter Zylinder dividiert wird.
  • Ein Brenndauerschätzmodul 294 schätzt eine Dauer 296 zumindest eines Anteils einer Kraftstoffverbrennung in dem Zylinder 118. Die Brenndauer 296 beginnt bei einem ersten Zeitpunkt, bei dem ein erster vorbestimmter Prozentanteil einer Kraftstoffmasse in dem Zylinder 118 verbrannt ist, und endet bei einem zweiten Zeitpunkt, bei dem ein zweiter vorbestimmter Prozentanteil der Kraftstoffmasse verbrannt ist. Der erste vorbestimmte Prozentanteil kann 0 Prozent sein, und der zweite vorbestimmte Prozentanteil kann 50 Prozent sein, in welchem Fall die Brenndauer 296 als eine 0-50-Brenndauer bezeichnet werden kann.
  • Nun auf 3 Bezug nehmend, umfasst eine beispielhafte Implementierung des Brenndauerschätzmoduls 294 ein Flammengeschwindigkeitsmodul 304. Das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 ermittelt eine Flammengeschwindigkeit (z.B. eine laminare Geschwindigkeit) 308 bei 55 Grad vor dem TDC (BTDC) des Kompressions-/Verbrennungstakts. Das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 kann für jedes Verbrennungsereignis die Flammengeschwindigkeit 308 bei 55 Grad BTDC aktualisieren. Die Flammengeschwindigkeit 308 kann auch als eine Verbrennungsgeschwindigkeit bezeichnet werden. Obgleich das Beispiel der Flammengeschwindigkeit 308 bei 55 Grad BTDC vorgesehen ist, kann die Flammengeschwindigkeit bei einem anderen vorbestimmten Kurbelwellenwinkel verwendet werden.
  • Das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 ermittelt die Flammengeschwindigkeit 308 basierend auf einem Einlass-Nockenphasenstellerwinkel 310, einem Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 312, einem barometrischen Druck 314, einer Motordrehzahl 316 und einer APC 318. Das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 kann die Flammengeschwindigkeit 308 bei 55 Grad BTDC ferner basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern 319 ermitteln. Die anderen Parameter 319 können beispielsweise einen AGR-Wert (z.B. eine AGR-Ventilöffnung, eine AGR-Strömungsrate), eine Menge eines restlichen Abgases in dem Zylinder, den MAP, eine Lufttemperatur in dem Einlasskrümmer 110, ein Äquivalenzverhältnis der Kraftstoffzufuhr, einen Typ des verwendeten Kraftstoffs und/oder einen oder mehrere andere Parameter umfassen. Das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 kann die Flammengeschwindigkeit 308 unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, die bzw. das Einlass-Nockenphasenstellerwinkel, Auslass-Nockenphasenstellerwinkel, barometrische Drücke, Motordrehzahlen und APCs mit Flammengeschwindigkeiten in Beziehung setzt. Bei verschiedenen Implementierungen können einer oder mehrere der anderen Parameter 319 auch als Eingaben für die Funktion oder das Kennfeld verwendet werden. Die Funktion oder das Kennfeld kann beispielsweise unter Verwendung eines künstlichen neuronalen Netzes (ANN) oder auf eine andere geeignete Weise kalibriert werden.
  • Der Einlass-Nockenphasenstellerwinkel 310 kann beispielsweise unter Verwendung eines Sensors gemessen werden, oder es kann der Ziel-Einlass-Nockenphasenstellerwinkel 269 verwendet werden. Der Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 312 kann beispielsweise unter Verwendung eines Sensors gemessen werden, oder es kann der Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 270 verwendet werden. Der barometrische Druck 314 kann beispielsweise unter Verwendung eines Sensors gemessen werden oder basierend auf einem oder mehreren anderen Parametern ermittelt werden. Die Motordrehzahl 316 kann beispielsweise basierend auf dem Kurbelwellen-Positionssignal ermittelt werden, das durch den CKP-Sensor 180 erzeugt wird. Die APC 318 kann beispielsweise unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermittelt werden, die bzw. das MAFs, die unter Verwendung des MAF-Sensors 186 gemessen werden, und die Anzahl aktivierter Zylinder mit APCs in Beziehung setzt.
  • Bei verschiedenen Implementierungen kann das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 die Flammengeschwindigkeit 308 basierend auf verschiedenen Parametern ermitteln, die Bedingungen in einem Zylinder während eines Verbrennungsereignisses charakterisieren. Die Parameter können die Luftmenge, die in dem Zylinder eingeschlossen ist (d.h. die eingeschlossene APC), die Restmenge, die in dem Zylinder eingeschlossen ist, den Druck in dem Zylinder und die Temperatur in dem Zylinder umfassen. Das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 kann diese Parameter basierend auf den Eingaben für das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 beispielsweise unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds ermitteln, die bzw. das die Eingaben mit den Parametern in Beziehung setzt. Wie vorstehend angemerkt wurde, umfassen die Eingaben für das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 den Einlass-Nockenphasenstellerwinkel 310, den Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 312, den barometrischen Druck 314, die Motordrehzahl 316 und die APC 318.
  • Bei verschiedenen Implementierungen kann das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 die Flammengeschwindigkeit 308 unter Verwendung einer Beziehung ermitteln wie beispielsweise S L = B m + B ϕ ( ϕ − ϕ m ) 2 ,
    Figure DE102016103232B4_0002
    wobei SL die (laminare) Flammengeschwindigkeit 308 ist, Bm ein vorbestimmter Wert (z.B. 30,5 Zentimeter pro Sekunde (cm/s)) für Benzin ist, Bϕ ein vorbestimmter Wert (z.B. -54,9 cm/s) für Benzin ist, ϕ das momentane Äquivalenzverhältnis ist und ϕm ein vorbestimmter Wert ist (z.B. 1,21), welcher das Äquivalenzverhältnis bei maximaler Flammengeschwindigkeit für Benzin repräsentiert. Das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 kann das momentane Äquivalenzverhältnis basierend auf dem Sauerstoffniveau von dem O2-Sensor 193 ermitteln.
  • Bei der beispielhaften Implementierung des Brenndauerschätzmoduls 294, die in 3 gezeigt ist, umfasst die Flammengeschwindigkeit 308, die durch das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 ermittelt wird, eine erste Flammengeschwindigkeit 308a und eine zweite Flammengeschwindigkeit 308b. Das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 kann die erste Flammengeschwindigkeit 308a basierend auf dem gemessenen Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerwinkel ermitteln, und das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 kann die zweite Flammengeschwindigkeit 308b basierend auf dem Ziel-Einlass und dem Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 269 und 270 ermitteln. Diesbezüglich kann die erste Flammengeschwindigkeit 308a als eine gegenwärtige Flammengeschwindigkeit bezeichnet werden, während die zweite Flammengeschwindigkeit 308b als eine geschätzte Flammengeschwindigkeit bezeichnet werden kann. Zusätzlich kann die zweite Flammengeschwindigkeit 308b von der ersten Flammengeschwindigkeit 308a verschieden sein. Obwohl die Flammengeschwindigkeit 308 derart dargestellt ist, dass sie in die erste Flammengeschwindigkeit 308a und die zweite Flammengeschwindigkeit 208b aufgespalten wird, können die erste Flammengeschwindigkeit 308a und die zweite Flammengeschwindigkeit 308b vollständig getrennte und verschiedene Signale sein, die von dem Flammengeschwindigkeitsmodul 304 zu dem ersten bzw. zweiten Brenndauermodul 320 bzw. 322 gesendet werden.
  • Wie vorstehend angemerkt wurde, können der Einlass- und der Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 310 und 312 gemessen werden. Somit kann das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 die erste Flammengeschwindigkeit 308a basierend auf dem (gemessenen) Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 310 und 312, dem barometrischen Druck 314, der Motordrehzahl 316 und der APC 318 ermitteln. Zusätzlich können der Einlass- und der Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 310 und 312 den Ziel-Einlass- bzw. den Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 269 bzw. 270 repräsentieren. Daher kann das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 die zweite Flammengeschwindigkeit 308b basierend auf dem (Ziel)-Einlass- und (Ziel)-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 310 und 312, dem barometrischen Druck 314, der Motordrehzahl 316 und der APC 318 ermitteln.
  • Die beispielhafte Implementierung des Brenndauerschätzmoduls 294, die in 3 gezeigt ist, umfasst ferner ein erstes Brenndauermodul 320 und ein zweites Brenndauermodul 322. Das erste Brenndauermodul 320 ermittelt eine erste Brenndauer 324 basierend auf der ersten Flammengeschwindigkeit 308a, der Motordrehzahl 316, der APC 318 und einem effektiven Kompressionsverhältnis des Zylinders 118 beispielsweise unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds. Die Funktion oder das Kennfeld können beispielsweise unter Verwendung eines künstlichen neuronalen Netzes (ANN) oder auf eine andere geeignete Weise kalibriert werden.
  • Die effektive Kompression eines Zylinders ist das Verhältnis des Volumens eines Zylinders, wenn ein Einlassventil des Zylinders geschlossen wird, zu dem Volumen des Zylinders am TDC. Der Kurbelwellenwinkel, bei welchem das Einlassventil 122 des Zylinders 118 geschlossen wird, kann basierend auf dem Einlass-Nockenphasenstellerwinkel 310 ermittelt werden. Das Volumen des Zylinders 118, wenn das Einlassventil 122 geschlossen wird, und das Volumen des Zylinders 118 am TDC können unter Verwendung eines Kennfelds ermittelt werden, welches den Kurbelwellenwinkel mit dem Zylindervolumen in Beziehung setzt.
  • Das zweite Brenndauermodul 322 ermittelt eine zweite Brenndauer 326 basierend auf der zweiten Flammengeschwindigkeit 308b, der Motordrehzahl 316, der APC 318 und dem effektiven Kompressionsverhältnis des Zylinders 118 beispielsweise unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds. Die Funktion oder das Kennfeld können beispielsweise unter Verwendung eines künstlichen neuronalen Netzes (ANN) oder auf eine andere geeignete Weise kalibriert werden. Die Brenndauer 296 von 2 kann die erste und die zweite Brenndauer 324 und 326 umfassen. Da die erste und die zweite Brenndauer 324 und 326 basierend auf der ersten (gegenwärtigen) bzw. der zweiten (geschätzten) Flammengeschwindigkeit 308a bzw. 308b ermittelt werden, können die Brenndauern 324 und 326 als eine gegenwärtige Brenndauer bzw. eine geschätzte Brenndauer bezeichnet werden.
  • Bei verschiedenen Implementierungen kann bzw. können die Funktion oder das Kennfeld bzw. die Funktionen oder die Kennfelder, welche zum Ermitteln der ersten und der zweiten Brenndauer 324 und 326 verwendet werden, in einem Laboraufbau unter Verwendung eines Dynamometers kalibriert werden. Während der Kalibrierung kann der Druck in dem Zylinder 118 unter Verwendung eines Druckmessfühlers im Zylinder gemessen werden, und eine Brenndauer (0-50-Brenndauer) kann basierend auf der resultierenden Druckkurve ermittelt werden. Diese Kalibrierungsprozedur kann für verschiedene Flammengeschwindigkeiten, Motordrehzahlen, APCs und effektive Kompressionsverhältnisse wiederholt werden, um ein Kennfeld zu entwickeln, das diese Parameter mit der Brenndauer in Beziehung setzt.
  • 3 zeigt auch eine beispielhafte Implementierung des Zündfunkensteuermoduls 232. Die beispielhafte Implementierung des Zündfunkensteuermoduls 232 umfasst ein Ziel-Zündfunkenzeitpunktmodul 328, ein Zündfunkenverschiebungsmodul 330 und ein Zündfunkenzeitpunkt-Anpassungsmodul 332. Das Ziel-Zündfunkenzeitpunktmodul 328 ermittelt einen Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 334 basierend auf der Motordrehzahl 316 und der APC 318 beispielsweise unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds.
  • Das Zündfunkenverschiebungsmodul 330 ermittelt eine Zündfunkenzeitpunktverschiebung 336 basierend auf einer Differenz zwischen der ersten Brenndauer 324 und der zweiten Brenndauer 326. Beispielsweise kann das Zündfunkenverschiebungsmodul 330 die zweite Brenndauer 326 von der ersten Brenndauer 324 subtrahieren und die Zündfunkenzeitpunktverschiebung 336 gleich der resultierenden Differenz setzen. Mit anderen Worten kann das Zündfunkenverschiebungsmodul 330 die Zündfunkenzeitpunktverschiebung 336 gleich der ersten Brenndauer 324 minus die zweite Brenndauer 326 setzen.
  • Das Zündfunkenzeitpunkt-Anpassungsmodul 332 passt den Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 334 basierend auf der Zündfunkenzeitpunktverschiebung 336 an und gibt einen angepassten Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 334 als den Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 286 aus. Beispielsweise kann das Zündfunkenzeitpunkt-Anpassungsmodul 332 den Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 334 anpassen, indem die Zündfunkenzeitpunktverschiebung 336 zu dem Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 334 hinzuaddiert wird. Das Zündfunkenzeitpunkt-Anpassungsmodul 332 kann die Summe des Ziel-Zündfunkenzeitpunkts 334 und der Zündfunkenverschiebung 336 als den Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 286 ausgeben.
  • Bei dem vorstehenden Beispiel passt das Zündfunkenzeitpunkt-Anpassungsmodul 332 den Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 334 basierend auf einer Differenz zwischen der ersten und der zweiten Brenndauer 324 und 326 an, die basierend auf gegenwärtigen bzw. Ziel-Nockenphasenstellerwinkeln ermittelt werden. Bei verschiedenen Implementierungen das Zündfunkenzeitpunkt-Anpassungsmodul 332 den Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 334 auch basierend auf einer Differenz zwischen gegenwärtigen Werten und Zielwerten eines oder mehrerer anderer Motorbetriebszustände anpassen. Die anderen Motorbetriebszustände können das Luft/KraftstoffVerhältnis, die AGR-Öffnungsfläche, den Kraftstofftyp und den Zeitpunkt für den Start der Einspritzung (SOI-Zeitpunkt) umfassen.
  • Nun auf 4 Bezug nehmend, beginnt bei 402 ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern einer Zündfunkenzeitpunkts basierend auf einer Dauer einer Kraftstoffverbrennung in einem Zylinder eines Motors. Das Verfahren wird im Zusammenhang mit den Modulen von 3 beschrieben. Die speziellen Module, welche die Schritte des Verfahrens ausführen, können sich jedoch von den nachstehend erwähnten Modulen unterscheiden, und/oder es kann das Verfahren unabhängig von den Modulen von 3 implementiert werden.
  • Bei 404 ermittelt das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 die erste Flammengeschwindigkeit 3008a basierend auf dem (gemessenen) Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 310 und 312, dem barometischen Druck 314, der Motordrehzahl 316 und der APC 318 beispielsweise unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds. Bei 406 ermittelt das erste Brenndauermodul 320 die erste Brenndauer 324 basierend auf der ersten Flammengeschwindigkeit 308a, der Motordrehzahl 316 und der APC 318 beispielsweise unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds.
  • Bei 408 ermittelt das Flammengeschwindigkeitsmodul 304 die zweite Flammengeschwindigkeit 308b basierend auf dem Ziel-Einlass- und dem Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel 269 und 270, dem barometrischen Druck 314, der Motordrehzahl 316 und der APC 318 beispielsweise unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds. Bei 410 ermittelt das erste Brenndauermodul 320 die erste Brenndauer 324 basierend auf der ersten Flammengeschwindigkeit 308a, der Motordrehzahl 316 und der APC 318 beispielsweise unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds.
  • Bei 412 ermittelt das Ziel-Zündfunkenzeitpunktmodul 328 den Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 334 basierend auf der Motordrehzahl 316 und der APC 318 beispielsweise unter Verwendung einer Funktion oder eines Kennfelds. Bei 414 ermittelt das Zündfunkenverschiebungsmodul 330 die Zündfunkenzeitpunktverschiebung 336 basierend auf einer Differenz zwischen der ersten Brenndauer 324 minus die zweite Brenndauer 326. Beispielsweise kann das Zündfunkenverschiebungsmodul 330 die Zündfunkenzeitpunktverschiebung 336 gleich der ersten Brenndauer 324 minus die zweite Brenndauer 326 setzen.
  • Bei 416 passt das Zündfunkenzeitpunkt-Anpassungsmodul 332 den Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 334 basierend auf der Zündfunkenzeitpunktverschiebung 336 an. Beispielsweise kann das Zündfunkenzeitpunkt-Anpassungsmodul 332 den Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 334 anpassen, indem die Zündfunkenzeitpunktverschiebung 336 zu dem Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 334 hinzuaddiert wird. Bei 418 steuert das Zündfunkensteuermodul 232 die Zündkerze 128 basierend auf dem Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 334 nach dessen Anpassung. Beispielsweise kann das Zündfunkensteuermodul 232 den Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 286 gleich dem Zündfunkenzeitpunkt 334 nach dessen Anpassung setzen und den Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 286 an das Zündfunken-Aktuatormodul 126 ausgeben, um die Zündkerze 128 basierend auf dem Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 286 zu steuern.
  • 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, Flussdiagrammkomponenten und anderen Elemente 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.

Claims (9)

  1. Verfahren, das umfasst, dass: eine erste Brenndauer (324) zumindest eines Anteils einer Kraftstoffverbrennung in einem Zylinder (118) eines Motors (102) von einem ersten Zeitpunkt, bei dem ein erster vorbestimmter Prozentanteil einer Kraftstoffmasse in dem Zylinder (118) verbrannt ist, bis zu einem zweiten Zeitpunkt, bei dem ein zweiter vorbestimmter Prozentanteil der Kraftstoffmasse verbrannt ist, ermittelt wird; und eine Zündkerze (128) derart gesteuert wird, dass ein Zündfunkenzeitpunkt (286) des Zylinders (118) basierend auf der ersten Brenndauer angepasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Brenndauer (324) basierend auf einer gemessenen Position (310) eines Einlass-Nockenphasenstellers (148), der dem Zylinder (118) zugeordnet ist, und einer gemessenen Position (312) eines Auslass-Nockenphasenstellers (150), der dem Zylinder (118) zugeordnet ist, ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: eine zweite Brenndauer (326) der Kraftstoffverbrennung von dem ersten Zeitpunkt bis zu dem zweiten Zeitpunkt basierend auf einer Zielposition (269) des Einlass-Nockenphasenstellers (148) und einer Zielposition (270) des Auslass-Nockenphasenstellers (150) ermittelt wird; und der Zündfunkenzeitpunkt (286) basierend auf der ersten und der zweiten Brenndauer (324, 326) angepasst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass die Zielpositionen (269, 270) des Einlass- und des Auslass-Nockenphasenstellers (148, 150) basierend auf einer Motordrehzahl (316) und einer Luftmenge (318), die dem Zylinder (118) zugeführt wird, ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass der Zündfunkenzeitpunkt (286) basierend auf einer Differenz zwischen der ersten Brenndauer (324) und der zweiten Brenndauer (326) angepasst wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, das ferner umfasst, dass der Zündfunkenzeitpunkt (286) um einen Betrag angepasst wird, der gleich der ersten Brenndauer (324) minus die zweite Brenndauer (326) ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst, dass die erste Brenndauer (324) basierend auf einer ersten Flammengeschwindigkeit (308a), einer Motordrehzahl (316), einer Luftmenge (318), die dem Zylinder (118) zugeführt wird, und einem effektiven Kompressionsverhältnis des Motors (102) ermittelt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, das ferner umfasst, dass die erste Flammengeschwindigkeit (308a) basierend auf der Motordrehzahl (316), der Luftmenge (318), die dem Zylinder (118) zugeführt wird, der gemessenen Einlass-Phasenstellerposition (310), der gemessenen Auslass-Phasenstellerposition (312) und dem barometrischen Druck (314) ermittelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst, dass die zweite Brenndauer (326) basierend auf einer zweiten Flammengeschwindigkeit (308b), der Motordrehzahl (316), der Luftmenge (318), die dem Zylinder (118) zugeführt wird, und dem effektiven Kompressionsverhältnis des Motors (102) ermittelt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst, dass die zweite Flammengeschwindigkeit (308b) basierend auf der Motordrehzahl (316), der Luftmenge (318), die dem Zylinder (118) zugeführt wird, der Ziel-Einlass-Nockenphasenstellerposition (269), der Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerposition (270) und dem barometrischen Druck (314) ermittelt wird.
DE102016103232.8A 2015-03-05 2016-02-24 Verfahren zum Steuern eines Zündfunkenzeitpunkts basierend auf einer Dauer einer Kraftstoffverbrennung in einem Zylinder eines Motors Active DE102016103232B4 (de)

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