DE102017125656B4

DE102017125656B4 - Verfahren zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit des Reaktivierungsdrehmoments beim aktiven Kraftstoffmanagement

Info

Publication number: DE102017125656B4
Application number: DE102017125656.3A
Authority: DE
Inventors: Leon O. Cribbins; Nigel K. Hyatt; Carl B. Bowman
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2022-08-25
Anticipated expiration: 2037-11-03
Also published as: DE102017125656A1; CN108019286B; US9964064B1; US20180128198A1; CN108019286A

Abstract

Verfahren zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit des Reaktivierungsdrehmoments beim aktiven Kraftstoffmanagement, umfassend:Erfassen eines Fahrerdrehmomentanforderungssignals für eine erhöhte Drehmomentabgabe während des aktiven Kraftstoffmanagements;Modifizieren einer Drehmomentanforderungssignal-Rampenrate basierend auf einem überschüssigen Luftdruck, der während des aktiven Kraftstoffmanagements in einem Motorkrümmer vorhanden ist;Ausführen einer Drehmomentformung an dem Fahrerdrehmomentanforderungssignal unter Verwendung der modifizierten Drehmomentanforderungssignal-Rampenrate, um ein geformtes Fahrerdrehmomentanforderungssignal zu erhalten;Modifizieren der Krümmermodell-Drehmomentschätzung basierend auf dem überschüssigen Luftdruck, der während des aktiven Kraftstoffmanagements im Motorverteiler verfügbar ist; undModifizieren des geformten Fahrerdrehmomentanforderungssignals basierend auf der modifizierten Krümmermodell-Drehmomentschätzung, um die Reaktionsfähigkeit der Drehmomentabgabe proportional zum Fahrerdrehmomentanforderungssignal beim Verlassen des aktiven Kraftstoffmanagements zu erhöhen; gekennzeichnet durch:Ermitteln eines Rampenraten-Modifikators basierend auf einer linear interpolierten Nachschlagetabelle, wenn im Rahmen des Ausführens der Drehmomentformung ermittelt wird, dass ein Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungsmodus aktiv ist; wobei der Rampenraten-Modifikator ein Wert ist, der unter Verwendung der linear extrapolierten Nachschlagetabelle basierend auf dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes und der Differenz zwischen dem Fahrer-Solldrehmomentanforderungssignal und einem aktuellen geschätzten Motorausgangsdrehmoment ermittelt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf die Motorsteuerung von Kraftfahrzeugen und insbesondere auf ein Verfahren zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit des Reaktivierungsdrehmoments beim aktiven Kraftstoffmanagement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es der Art nach im Wesentlichen aus der DE 10 2009 020 536 A1 bekannt ist.
Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei an dieser Stelle auf die Druckschriften DE 102 19 665 A1 und DE 10 2009 003 948 A1 verwiesen.
HINTERGRUND
Ein typischer Verbrennungsmotor ist eine Kombination von Systemen, die individuell eine spezifische Funktion erfüllen. Das Lufteinlasssystem versorgt den Motor mit gedrosselter Luft. Das Kraftstoffsystem speichert, transportiert und reguliert den Kraftstoffstrom in die Brennkammern des Motors. Das Zündsystem stellt einen Zündfunken zum Zünden des Luft-/Kraftstoffgemischs bereit. Das Leistungsumwandlungssystem wandelt die chemische Energie der Verbrennung in Arbeit um, die auf die Reifen des Fahrzeugs übertragen wird. Andere Systeme führen Funktionen aus, die die Kraftstoffeinsparung und die Emissionen verbessern, den Motor abkühlen und der Fahrzeugkabine Wärme zuführen oder andere Zubehörteile, wie Servolenkung oder Klimaanlage, betreiben.
Die Größe des Motors ist typischerweise auf die Größe und den Zweck des Fahrzeugs abgestimmt. Zum Beispiel kann ein kleines leichtes Kraftfahrzeug, das für die Kraftstoffeffizienz gebaut ist, einen kleinen Dreizylinder- oder Vierzylindermotor mit 1,5 bis 2,0 Liter Hubraum beinhalten. Alternativ benötigt ein Pick-up-Truck voller Größe oder ein Transporter, der speziell für das Tragen von Werkzeugen und Ziehmaschinen gebaut ist, einen Motor mit einem größeren Hubraum und mehr Zylindern. Ein Hubraum von 4.5 I und darüber in einer V8- oder V10-Konfiguration stellt das Drehmoment und die Leistung bereit, die zum Tragen und Ziehen von schweren Lasten, wie etwa, wenn das Fahrzeug in einem Schlepp-/ Hebemodus betrieben wird, erforderlich sind. Allerdings gibt es Gelegenheiten, bei denen ein solches Fahrzeug nicht das gesamte im V8- oder V10-Motor verfügbare Drehmoment benötigt. Es ist bei solchen Gelegenheiten, dass es aus der Sicht der Kraftstoffeffizienz wünschenswert wird, einfach nicht alle verfügbaren Zylinder zu deaktivieren oder nicht zu verwenden. Somit wurde ein Verfahren zum Betrieb des Motors entwickelt, um die Kraftstoffeinsparung zu verbessern, während die Gesamtkapazität des Drehmoments, das dem Fahrzeugführer zur Verfügung steht, beibehalten wird.
Es wurden aktive Kraftstoffmanagementverfahren entwickelt, die das Abschalten der Kraftstoffzufuhr zu einem Zylinder beinhalten, wenn die Drehmomentanforderung an den Motor niedrig ist. Allerdings gibt es viele Probleme mit der Steuerung eines Motors und des Antriebsstrangs bei der Verwendung von aktivem Kraftstoffmanagement. Fahrbarkeit, Drehmomentanforderung, Geräusch und Vibration müssen alle aufrechterhalten oder verbessert werden, während gleichzeitig eine Verbesserung der Kraftstoffeinsparung erfolgt.
Es versteht sich, dass beim Deaktivieren von Motorzylindern mit aktiven Kraftstoffmanagementverfahren die aktuellen Motorsteuerungen zur Reaktivierung so ausgelegt sind, dass sie einen sanften Übergang aus dem aktiven Kraftstoffmanagement ermöglichen, um Störungen des Antriebsstrangs zu vermeiden. Die reibungslose Steuerung führt zu einem langsamen Ansprechen des Fahrzeugdrehmoments beim Drücken der Pedale, was für den Fahrzeugführer unter bestimmten Umständen, wenn schnellere Reaktionen gewünscht werden, unerwünscht sein kann.
Somit ist, obwohl aktuelle aktive Kraftstoffmanagementsteuerungen ihren Zweck erfüllen, besteht ein Bedarf für neue und verbesserte Kraftstoffmanagementsteuerungen, die sicherstellen, dass die Erwartungen und Wünsche des Fahrzeugführers in Bezug auf die Reaktionsfähigkeit des Fahrzeugs entsprechend den Vorgaben des Fahrers erfüllt werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine oder mehrere exemplarische Ausführungsformen behandeln das vorstehend angesprochene Thema, indem sie ein Motorsteuerungssystem für Kraftfahrzeuge bereitstellen, und insbesondere ein Verfahren zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit des Reaktivierungsdrehmoments beim aktiven Kraftstoffmanagement gemäß den Eingaben des Fahrers.
Gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit des Reaktivierungsdrehmoments beim aktiven Kraftstoffmanagement die Merkmale des Anspruchs 1.
Noch ein weiterer Aspekt der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Verwenden eines Gaspedalpositionssensors, eines Geschwindigkeitssensors und eines Drehzahlsensors, um das Fahrer-Solldrehmomentanforderungssignal bereitzustellen, worin eine vom Fahrer befohlene Drehmomentanforderung basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Gaspedalposition und einem Geschwindigkeitssteuersignal bestimmt wird, um eine Fahrer-Solldrehmomentanforderung zu bestimmen. Und noch ein weiterer Aspekt, worin die Drehmomentanforderungssignal-Rampenrate mindestens auf der Fahrer-Solldrehmomentanforderung, dem Getriebe, der Turbinendrehzahl und der Motordrehzahl basiert.
Und noch ein weiterer Aspekt der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Einstellen des Drehmomentanforderungs-Rampenraten-Modifikators gleich einem vorbestimmten konstanten Wert, z. B. 1, wenn der Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungsmodus nicht aktiv ist.
Und ein weiterer Aspekt gemäß der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Ermitteln einer finalen Drehmomentanforderungs-Rampenrate basierend auf einem Produkt aus der Drehmomentanforderungssignal-Rampenrate und dem Drehmoment-Rampenraten-Modifikator. Und noch ein weiterer Aspekt der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Ermitteln einer ungefilterten Fahrerdrehmomentanforderung basierend auf einer Summe der finalen Drehmomentanforderungs-Rampenrate und eines früheren Fahrerausgangsdrehmoments, worin die ungefilterte Fahrerausgangsdrehmomentanforderung die Fahrer-Solldrehmomentanforderung nicht überschreitet.
Gemäß einem weiteren Aspekt des Beispiels beinhaltet das Verfahren ferner das Verschieben von Zylinderverzögerungs-Anordnungselementen um eins (1) nach oben bei einem anschließenden Druckhub und das Einsetzen der ungefilterten Fahrerausgangsdrehmomentanforderung als ein erstes Element. Ein weiterer Aspekt der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Ermitteln eines Zylinderverzögerungsversatzes, wenn der Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungsmodus aktiv ist. Der Zylinderverzögerungsversatz basiert auf dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes und einer Differenz zwischen dem Fahrer-Solldrehmomentanforderungssignal und einem aktuellen geschätzten Motorausgangsdrehmoment. Und noch ein weiterer Aspekt der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Ermitteln eines vielfachen Filterfaktors basierend auf dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes und der Differenz zwischen dem Fahrer-Solldrehmomentanforderungssignal und einem aktuell geschätzten Motorausgangsdrehmoment, wenn der Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungsmodus aktiv ist. Noch ein weiterer Aspekt ist das Ermitteln einer ungefilterten, verzögerten Fahrerausgangsdrehmomentanforderung durch die Verwendung des Zylinderverzögerungsversatzes zum Indexieren in die Zylinderverzögerungsanordnung.
Ein weiterer Aspekt gemäß der exemplarischen Ausführungsform ist das Einstellen des Zylinderverzögerungsversatzes auf eine vorgegebene Verzögerungsversatzkonstante, z. B. 5, und das Einstellen des Verteiler-Filterfaktors auf eine vorgegebene Filterverzögerungskonstante, z. B. 0,2, wenn der Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungsmodus nicht aktiv ist. Und ein weiterer Aspekt, worin der Zylinderverzögerungsversatz gleich einem vorbestimmten Zylinderverzögerungsversatz ist, und der Verteiler-Filterfaktor gleich einem vorbestimmten Verteiler-Filterfaktor ist, der proportional zur Differenz zwischen dem Fahrerdrehmomentanforderungssignal und einem aktuellen geschätzten Motorausgangsdrehmoment ist, wenn der Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungsmodus aktiv ist. Noch ein weiterer Aspekt ist das Ermitteln einer ungefilterten, verzögerten Fahrerausgangsdrehmomentanforderung durch die Verwendung des Zylinderverzögerungsversatzes zum Indexieren in die Zylinderverzögerungsanordnung.
Ein weiterer Aspekt der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Ermitteln einer gefilterten Ausgangsdrehmomentanforderung unter Verwendung eines Verzögerungsfilters erster Ordnung, basierend auf dem Verteiler-Filterfaktor und der ungefilterten verzögerten Fahrerausgangsdrehmomentanforderung. Und ein weiterer Aspekt beinhaltet das Umwandeln der gefilterten Ausgangsdrehmomentanforderung in Kommandosignale zum Steuern von Stellgliedausgängen als Reaktion auf das Fahrerdrehmomentanforderungssignal. Ein weiterer Aspekt beinhaltet das Umwandeln der gefilterten Ausgangsdrehmomentanforderung in Drosselklappen- und aktive Kraftstoffmanagementsignale zum Steuern von Stellgliedausgängen als Reaktion auf das Fahrerdrehmomentanforderungssignal.
Weitere Aufgaben, Beispiele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen deutlich, worin gleiche Referenznummern auf gleiche Komponenten, Elemente oder Merkmale verweisen.
Figurenliste
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur dem Zweck der Veranschaulichung.

1 ist eine Darstellung eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs gemäß einem Aspekt des Ausführungsbeispiels;
2 ist eine schematische Draufsicht eines Verbrennungsmotors gemäß einem Aspekt des Ausführungsbeispiels;
3 ist eine schematische Seitenansicht eines Verbrennungsmotors gemäß einem Aspekt der exemplarischen Ausführungsform;
4A ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit des Reaktivierungsdrehmoments beim aktiven Kraftstoffmanagement gemäß einer exemplarischen Ausführungsform; und
4B ist eine Fortsetzung der schematischen Darstellung eines Verfahrens zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit des Reaktivierungsdrehmoments beim aktiven Kraftstoffmanagement gemäß einer exemplarischen Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich exemplarisch.
Mit Bezug auf 1 ist ein exemplarischer Antriebsstrang im Allgemeinen mit der Nummer 10 gekennzeichnet. Der Antriebsstrang 10 beinhaltet einen Motor 12, ein Getriebe 14, eine Antriebswelle und ein hinteres Differenzial 16, Antriebsräder 18 und ein Antriebsstrangsteuermodul (PCM) 20. Die Sensoren 21 stehen in Verbindung mit dem PCM 20 und können beispielsweise einen Gaspedalpositionssensor beinhalten, der die unmittelbare Position eines Gaspedals (nicht dargestellt) erfasst, einen Bremspedalpositionssensor, der die Position eines Bremspedals (ebenfalls nicht dargestellt) erfasst usw. Die Sensoren 21 können dann diese Informationen dem PCM 20 zur Verfügung stellen.
Das PCM 20 fungiert als „Gehirn“ eines Fahrzeugs und steuert eine Vielzahl von Stellgliedern an einem Verbrennungsmotor, um eine optimale Motorleistung sicherzustellen. Das PCM 20 ist im Allgemeinen eine kombinierte Steuereinheit, bestehend aus einem Motorsteuergerät (ECU) und einem Getriebesteuergerät (TCU). Das PCM 20 kann das vom Fahrer angewiesene Drehmoment anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Position des Gaspedals berechnen, das dem PCM 20 ein Signal sendet, das für die Fahrerdrehmomentanforderung repräsentativ ist. Das PCM 20 kann auch die unmittelbare Position des Gaspedals (von einem Gaspedalpositionssensorsignal) verwenden, um eine Geschwindigkeit der Gaspedalposition (oder Gaspedalpositionsrate) zu berechnen und die Motordrehzahl (von einem Kurbelsensor oder Nockensensor) zu verwenden, um eine Motorbeschleunigung und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen.
Die Sensoren 21 können beispielsweise Motordrehzahlsensoren, wie etwa einen Kurbelpositionssensor, beinhalten, der die Position und/oder die Geschwindigkeit einer Kurbelwelle und/oder einen Nockenpositionssensor erfassen kann, der die Position und/oder die Geschwindigkeit einer Nockenwelle (nicht dargestellt) erfassen kann und diese Information dem PCM 20 zur Verfügung stellt. So kann beispielsweise der Kurbelpositionssensor verwendet werden, um die Position der Kurbelwelle zu erfassen und der Nockenpositionssensor kann verwendet werden, um die Position der Nockenwelle (nicht dargestellt) zu erfassen. In beiden Fällen kann das Rohpositionssignal (in Form von Frequenz (Hz)) an das PCM 20 gesendet und in Drehzahl (in Form von U/min) konditioniert/konvertiert werden. In dieser Hinsicht können die Motordrehzahlsignale als Rohmotordrehzahlsignale betrachtet werden, bis das Signal durch das PCM 20 oder eine andere Signalaufbereitungsschaltung konditioniert ist. Die Sensoren 21 können auch einen Raddrehzahlsensor (nicht dargestellt) beinhalten, der die echte Fahrzeuggeschwindigkeit erfassen und diese dem PCM 20 zur Verfügung stellen kann.
Die Sensoren 21 können auch Näherungssensoren zum Überwachen der Einlass- und Auslassventile eines Motorzylinders, einen Beschleunigungssensor zum Überwachen von Klopfen oder Fehlzündungen, einen Drehmomentsensor zum Messen des Drehmoments außerhalb des Motors und einen Luftdrucksensor zum Überwachen des Lufteinlassdrucks des Motors beinhalten. Gemäß der exemplarischen Ausführungsform können weitere Drucksensoren zum Überwachen des Echtzeitdrucks jedes Zylinders eingebunden sein. Gemäß den Aspekten der exemplarischen Ausführungsform können die Sensoren 21 spezielle Schaltungen zum Überwachen der elektrischen Eigenschaften jedes Zylinders vor und nach dem Verbrennungszyklus beinhalten.
Der Motor 12 ist ein Verbrennungsmotor, der dem Getriebe 14 ein Antriebsmoment zuführt. Herkömmlicherweise wird ein Verbrennungsmotor durch die Anzahl der darin enthaltenen Zylinder identifiziert, und in welcher Konfiguration die Zylinder angeordnet sind. Der dargestellte Motor 12 ist ein V8-konfigurierter Motor 12, da der Motor 12 acht Zylinder aufweist, die in einer „V“-Konfiguration angeordnet sind. Das Getriebe 14, das in der Lage ist, mehrere Vorwärtsübersetzungsverhältnisse auszuführen, stellt wiederum ein Drehmoment für die Antriebswelle und das hintere Differenzial 16 und die Antriebsräder 18 bereit.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 2 und 3 ist der Motor 12 ausführlicher veranschaulicht und beschrieben. Der Motor 12 als ein System ist eine Kombination von mehreren Untersystemen, die in einer koordinierten Weise arbeiten, die durch das Antriebsstrangsteuermodul 20 verwaltet wird, um die Verbrennung in mechanische Arbeit umzuwandeln. So kann beispielsweise der Motor 12 ein Kraftstoffzufuhrsystem 22, ein Zündsystem 24, ein Lufteinlasssystem 26, ein Leistungsumwandlungssystem 28, ein Abgassystem 30 und ein Ventiltriebsystem 32 unter anderen Untersystemen beinhalten. Insbesondere beinhaltet das Leistungsumwandlungssystem 28 eine Vielzahl von Kolben 34, Pleueln 36, Zylindern 38 und eine Kurbelwelle 40. Jeder Kolben 34 ist in einem der Zylinder 38 angeordnet, wobei der Kolben 34 an einem Ende eines Pleuels 36 befestigt ist, wobei das andere Ende des Pleuels 36 an einem Versatzzapfen der Kurbelwelle 40 befestigt ist. Die Oberseite des Kolbens 34 und des Zylinders 38 bilden eine Brennkammer 42. Die Kurbelwelle 40 ist an einem Ende mit einem Abtriebsglied (nicht dargestellt) verbunden, um Drehmoment auf das Getriebe 14 zu übertragen.
Das Lufteinlasssystem 26 beinhaltet eine Vielzahl von Luftkanälen 44 und ein Drosselventil 46. Das Drosselventil 46 steuert die Menge des Luftstroms, der in das Lufteinlasssystem 26 strömt, während die Luftkanäle 44 einströmende Luft, die im Verbrennungsprozess verwendet wird, in die Brennkammer 42 einleiten.
Das Ventiltriebsystem 32 beinhaltet ein Einlassventil 48 und ein Auslassventil 50 in jedem Zylinder 38 sowie einen Mechanismus (nicht dargestellt) zum Betätigen des Einlassventils 48 und des Auslassventils 50. Das Einlassventil 48 öffnet sich, um eine Verbindung zwischen den Luftkanälen 44 des Lufteinlasssystems 26 und der Brennkammer 42 zu ermöglichen. Im vorliegenden Beispiel gibt es nur ein Einlassventil 48 und ein Auslassventil 50 in jeder Brennkammer 42. Jedoch kann ein Ventiltriebsystem 32 mit mehr als einem Einlassventil 48 oder Auslassventil 50 in jedem Zylinder 38 in Betracht gezogen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Gemäß Aspekten des Ausführungsbeispiels ist ein vollautomatisches aktives Kraftstoffmanagementsystem (nicht dargestellt) wirksam, um die Aktivierung und Deaktivierung der Einlass- und Auslassventile zu steuern, die jedem Motorzylinder zugeordnet sind. Bei der Deaktivierung bleiben die Ventile während der Motorzylinder-Einlass- und Auslasshübe geschlossen, wodurch die Pumpverluste und die Motorbremsleistung reduziert werden. So kann beispielsweise für ein V8-Motor das vollautomatische aktive Kraftstoffmanagementsystem eine, zwei, vier oder eine beliebige Anzahl bis zu allen acht der Motorzylinder 38 anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Bremspedalstellung selektiv deaktivieren, um ein gewünschtes Niveau der Fahrzeugbremsung während der Schubabschaltungsmodus (DFCO - Deceleration Fuel Cutoff Mode) gemäß dem Ausführungsbeispiel zu erreichen. Umgekehrt kann das vollautomatische aktive Kraftstoffmanagementsystem die Zylinder 38 basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer durch einen Fahrpedalpositionssensor bestimmten vom Fahrer angewiesenen Drehmomentanforderung selektiv reaktivieren.
Das Kraftstoffzufuhrsystem 22 enthält eine unter Druck stehende Kraftstoffquelle oder Kraftstoffpumpe 52, Kraftstoffleitungen 54 und Kraftstoffeinspritzdüsen 56. Die Kraftstoffpumpe 52 ist im Kraftstofftank (nicht gezeigt) angeordnet, der an anderer Stelle im Fahrzeug angeordnet ist. Die Kraftstoffpumpe 52 beaufschlagt die Brennstoffleitungen 54 mit Druck, die unter Druck stehenden Kraftstoff den Kraftstoffeinspritzdüsen 56 zuführen. Die Kraftstoffeinspritzdüsen 56 sind in den Luftkanälen 44 des Lufteinlasssystems 26 nahe dem Einlassventil 48 angeordnet. Die Kraftstoffeinspritzdüsen 56 können auch in der Brennkammer 42 angeordnet sein, worin der Kraftstoff direkt in die Brennkammer 42 eingespritzt wird.
Das Zündsystem 24 weist Zündkerzen 58, Zündspulen 60 und Zünddrähte 62 auf. In jeder der Brennkammern 42 ist eine einzige Zündkerze 58 angeordnet.
Eine Zündspule 60 ist elektrisch zwischen dem Antriebsstrangsteuermodul 20 und jeder der Zündkerzen 58 angeordnet. Das Antriebsstrangsteuermodul 20 sendet ein elektrisches Niederspannungssignal an die Zündspulen 60, wo das Signal auf ein Hochspannungssignal hochgestuft wird, das erforderlich ist, um einen Zündfunken zu erzeugen, und wird dann durch die Zünddrähte 62 zu den Zündkerzen 58 geschickt.
Das Abgassystem 30 sammelt Abgase aus dem Verbrennungsprozess in der Brennkammer 42 und leitet die Gase durch eine Reihe von Nachbehandlungsmechanismen, wie etwa Katalysatoren und Schalldämpfern (nicht dargestellt). Einige der Abgase können zurück zum Einlasssystem für verbesserte Verbrennung und Kraftstoffeinsparung umgeleitet werden.
Das Getriebesteuermodul 20 ist vorzugsweise elektronisch mit mindestens einem Motor 12 und einem Getriebe 14 verbunden, und ist vorzugsweise eine elektronische Steuervorrichtung, die einen vorprogrammierten digitalen Computer oder Prozessor, eine Steuerlogik, einen Speicher, um Daten zu speichern, und wenigstens ein I/O-Peripheriegerät aufweist. Die Steuerlogik beinhaltet mehrere logische Routinen oder Sequenzen zur Überwachung, Manipulierung und Generierung von Daten. Das Antriebsstrangsteuermodul 20 steuert den Betrieb von jedem der Motoren 12 und des Getriebes 14. Die Steuerlogik kann in Hardware, Software oder einer Kombination von Hardware und Software implementiert sein. So kann beispielsweise Steuerlogik die Form von Programmcode aufweisen, der auf dem elektronischen Speicher gespeichert ist und durch den Prozessor ausführbar ist. Das Antriebsstrangsteuermodul 20 empfängt die Ausgangssignale von mehreren Sensoren 21 über das Getriebe 14 und Motor 12, führt die Steuerlogik aus und sendet Befehlssignale an den Motor 12 und an das Getriebe 14. Der Motor 12 und das Getriebe 14 empfangen Befehlssignale vom Antriebsstrangsteuermodul 20 und wandeln die Befehlssignale in Steuerungsvorgänge um, die im Motor 12 und dem Getriebe 14 funktionsfähig sind. Einige der Steuermaßnahmen beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf die Erhöhung der Motordrehzahl 12, das Ändern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das Ändern der Übersetzungsverhältnisse des Getriebes 14 usw., unter vielen anderen Steuermaßnahmen.
So beinhaltet beispielsweise eine Steuerlogik, die im Softwareprogrammcode implementiert ist, der durch den Prozessor des Antriebsstrangsteuermoduls 20 ausführbar ist, eine Steuerlogik zum Implementieren eines Verfahrens zum Betrieb des Motors 12 in einem aktiven Kraftstoffmanagement- oder Zylinderdeaktivierungsmodus oder -verfahren. Der Zylinderdeaktivierungsmodus wird initiiert, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, indem die Kraftstoffzufuhr zu den ausgewählten Zylindern abgeschaltet oder deaktiviert wird, während die Drehmomentanforderung an den Motor geringer als das maximale Drehmoment ist, das vom Motor verfügbar ist. Ein Teil des Zylinderdeaktivierungsmodus steuert den Betrieb des Motors, während der Motor im Zylinderdeaktivierungsmodus läuft und der Fahrzeugführer zusätzliches Drehmoment anfordert. Dieser Abschnitt der Motorsteuerung ist ein Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungssteuerverfahren (nicht dargestellt). Ein wichtiges Ziel des Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungssteuerverfahrens ist es, eine glatte, maßvolle Erhöhung des Drehmoments vom Motor 12 bereitzustellen, wenn der Fahrzeugführer eine Erhöhung der Drehmomentabgabe an die Räder 18 anfordert. Gemäß der exemplarischen Ausführungsform ist es auch wichtig sicherzustellen, dass die Erwartungen und Wünsche des Fahrzeugführers in Bezug auf die Fahrzeugansprechempfindlichkeit gemäß der Eingabe des Fahrers erreicht werden, wenn der aktive Kraftstoffmanagement- oder Zylinderdeaktivierungsmodus verlassen wird.
Unter Bezugnahme auf 4A wird eine schematische Darstellung eines Verfahrens 400 zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit des Reaktivierungsdrehmoments beim aktiven Kraftstoffmanagement gemäß dem Aspekt der exemplarischen Ausführungsform bereitgestellt. Bei Block 405 beginnt das Verfahren 400 mit dem Erfassen einer Fahrer-Solldrehmomentanforderung. Dies kann unter Verwendung eines Gaspedalpositionssensors oder eines Drosselpositionssensors zum Erfassen eines „Kipp-“ Zustands erreicht werden, der darauf hinweist, dass der Fuß des Fahrers auf das Gaspedal gedrückt wird, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit, die vom PCM 20 berechnet werden kann, über eine Eingabe von einem Raddrehzahlsensor und die vom Fahrer angewiesene Drehmomentanforderung mit anderen Anforderern, wie z. B. dem Tempomat, zum Ermitteln einer Fahrer-Solldrehmomentanforderung (T_Target) bestimmt werden kann. Wenn beispielsweise die vom Fahrer angewiesene Drehmomentanforderung größer ist als ein Geschwindigkeitsregelungsbefehl, dann entspricht die Fahrer-Solldrehmomentanforderung (T_Target) der vom Fahrer angewiesenen Drehmomentanforderung. Ebenso, wenn der Geschwindigkeitsregelungsbefehl größer ist als das vom Fahrer angewiesene Drehmoment, dann ist die Fahrer-Solldrehmomentanforderung (T_Target) gleich dem Geschwindigkeitsregelungsbefehl.
Bei Block 410 fährt das Verfahren mit dem Ermitteln der Drehmomentanforderungssignal-Rampenrate (T_RampInitial) fort, die mindestens auf Fahrer-Solldrehmomentanforderung, Getriebe, Turbinendrehzahl und Motordrehzahl basiert. Diese Parameter können vom PCM bestimmt werden, indem Eingangssignale von verschiedenen Sensoren 21 am Motor 12 und Getriebe 14 empfangen werden.
Bei Block 415 fährt das Verfahren mit dem Ermitteln fort, ob der Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungsmodus aktiv ist. Dieser Modus wird für eine kurze Zeit aktiv, wenn das aktive Kraftstoffmanagement des Motors vom Zylinderdeaktivierungsmodus in den Zylinderreaktivierungsmodus wechselt und versucht, während dieser Übergangsphase ein sanftes Drehmoment zu erzeugen. Wenn der Zylinder-Reaktivierungs-Glättungsmodus aktiv ist, wechselt das Verfahren zu Block 420 zum Ermitteln eines Drehmomentanforderungs-Rampenratenmodifikators (R_mod) unter Verwendung einer linear interpolierten Nachschlagetabelle basierend auf dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes und einer Differenz zwischen dem Fahrer-Solldrehmomentanforderungssignal und einem aktuellen geschätzten Motorausgangsdrehmoment. Wenn die Differenz zwischen dem Fahrer-Solldrehmomentanforderungssignal und dem aktuell geschätzten Motordrehmoment groß ist, dann ist der Drehmomentanforderungs-Rampenratenmodifikator proportional zur Ausgabe eines linear extrapolierten Nachschlagetabellenwertes gemäß den Aspekten der exemplarischen Ausführungsform. Wenn zum Beispiel die Differenz groß ist (>30 % max Motordrehmoment), dann wäre der Rampenraten-Modifikator gleich zwei (2) und wenn die Differenz klein ist (<10% max. Motordrehmoment), dann ist der Rampenraten-Modifikator gleich eins (1) und wenn die Differenz zwischen diesen Punkten liegt, dann würde der Rampenraten-Modifikator einen Wert zwischen eins (1) und zwei (2) aufweisen.
Bei Block 425 fährt das Verfahren mit dem Einstellen des Drehmomentanforderungs-Rampenraten-Modifikators (R_mod) fort, der einem vorgegebenen konstanten Wert entspricht, wenn der Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungsmodus nicht aktiv ist. Wenn zum Beispiel der Reaktivierungsdrehmoment-Glättungsmodus nicht aktiv ist, dann ist der Rampenraten-Modifikator gleich eins (1).
Bei Block 430 fährt das Verfahren mit dem Ermitteln einer finalen Drehmomentanforderungs-Rampenrate (T_RampFinal) fort, basierend auf einem Produkt aus der Drehmomentanforderungssignal-Rampenrate und dem Drehmoment-Rampenraten-Modifikator. Die relevante Gleichung lautet: $T_{RampFinal} = T_{RampInitial} * R_{mod}$
Bei Block 435 fährt das Verfahren mit dem Ermitteln einer ungefilterten Fahrerausgangsdrehmomentanforderung (T_Driver) fort, basierend auf einer Summe der finalen Drehmomentanforderungs-Rampenrate (T_RampFinal) und dem vorherigen Software-Regelkreiswert der ungefilterten Fahrerausgangsdrehmomentanforderung (T_Driver(n-1)), worin die ungefilterte Fahrerausgangsdrehmomentanforderung die Fahrer-Solldrehmomentanforderung nicht überschreitet. Die ungefilterte Fahrerausgangsdrehmomentanforderung wird berechnet mit: $T_{Fahrer} = min [T_{Soll}, (T_{Fahrer (n - 1)} + T_{RampFinal})]$
Mit Bezug nun auf 4b fährt das Verfahren bei Block 440 fort, wobei das Verschieben von Zylinderverzögerungs-Anordnungselementen um eins (1) nach oben bei einem anschließenden Druckhub und das Einsetzen der ungefilterten Fahrerausgangsdrehmomentanforderung als erstes Element eingefügt wird. So würde beispielsweise die ungefilterte Fahrerausgangsdrehmomentanforderung demnach in die T-_Anordnung eingefügt werden.
Bei Block 445 fährt das Verfahren mit dem Ermitteln fort, ob der Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungsmodus aktiv ist. Und, bei Block 450, mit dem Ermitteln eines Zylinderverzögerungsversatzes (Versatz_Verzögerung) basierend auf dem Übersetzungsverhältnis und einer Differenz zwischen dem Fahrer-Solldrehmomentanforderungssignal und einem aktuellen geschätzten Motorausgangsdrehmoment, wenn der Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungsmodus aktiv ist. Der Zylinderverzögerungsversatz basiert auf einer linear hochgerechneten Nachschlagetabelle, die als Eingabe der Differenz zwischen dem Fahrer-Solldrehmomentanforderungssignal und einem aktuellen geschätzten Motorausgangsdrehmoment und Übersetzungsverhältnis des Getriebes verwendet wird.
Wenn zum Beispiel die Differenz groß ist (d. h. >30 % des max. Motordrehmoments), dann ist der Zylinderverzögerungsversatz gleich eins (1), und wenn die Differenz klein ist (d. h. 10% des max. Motordrehmoments), dann ist der Zylinderverzögerungsversatz gleich fünf (5), und wenn die Differenz zwischen diesen Drehmomentbegrenzungen 10% und 30% beträgt, dann ist der Zylinderverzögerungsversatz ein Wert zwischen eins (1) und fünf (5) gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform. Es versteht sich, dass der Zylinderverzögerungsversatz im direkten Verhältnis zur Differenz zwischen dem Fahrer-Solldrehmomentanforderungssignal und einem aktuellen geschätzten Motorausgangsdrehmoment variieren kann.
Bei Block 455 fährt das Verfahren mit dem Ermitteln eines Verteilerfilter Faktors (Filter_Faktor) unter Verwendung einer linear interpolierten Nachschlagetabelle basierend auf dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes und einer Differenz zwischen dem Fahrer-Solldrehmomentanforderungssignal und einem aktuellen geschätzten Motorausgangsdrehmoment fort, wenn der Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungsmodus aktiv ist. Es versteht sich, dass der Verteilerfilterfaktor im direkten Verhältnis zur Differenz zwischen dem Fahrer-Solldrehmomentanforderungssignal und einem aktuellen geschätzten Motorausgangsdrehmomentvariieren kann. Wenn beispielsweise die Differenz zwischen dem Fahrer-Solldrehmomentanforderungssignal und einem aktuellen geschätzten Motorausgangsdrehmoment größer als 30 % des maximalen Motordrehmoments ist, dann beträgt der vorgegebene Verteilerfilterfaktor (1) für eine kürzere Verzögerung und wenn die Differenz weniger als 10 % des maximalen Motordrehmoments beträgt, dann beträgt der Verteilerfilterfaktor zwei Zehntel (.2) für eine längere Verzögerung, und wenn die Differenz zwischen diesen Drehmomentwerten liegt, dann beträgt der Verteilerfilterfaktor zwei Zehntel (0.2) und Eins (1).
Bei Block 460 fährt das Verfahren mit dem Einstellen des Zylinderverzögerungsversatzes (Versatz_Verzögerung) auf eine vorgegebene Verzögerungsversatzkonstante und bei Block 465 mit dem Einstellen des Verteilerfilterfaktors (Filter_Faktor) auf eine vorgegebene Filterverzögerungskonstante fort, wenn der Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungsmodus nicht aktiv ist.
Bei Block 470 fährt das Verfahren mit der Auswahl einer ungefilterten verzögerten Fahrerausgangsdrehmomentanforderung basierend auf dem Zylinderverzögerungsversatz fort. Das 1·-5, Element der T_Anordnung wird basierend auf dem Zylinderverzögerungsversatz (Versatz_Verzögerung) gemäß folgender Gleichung ausgewählt: $T_{Verz \ddot{o} gerung} = T_{Anordnung} [{Versatz}_{Verz \ddot{o} gerung}]$
Bei Block 475 fährt das Verfahren mit dem Ermitteln einer gefilterten Ausgangsdrehmomentanforderung (T_gefiltert) unter Verwendung eines Verteilerfilterfaktors erster Ordnung (Filter_Faktor), der ungefilterten verzögerten Fahrerausgangsdrehmomentanforderung (T_verzögert), und dem vorherigen Software-Steuerungsschleifenwert des gefilterten Ausgangsdrehmomentsignals (T_{gefiltert(n-1)})fort. Gemäß der exemplarischen Ausführungsform ist die Gleichung zum Berechnen des gefilterten Ausgangsdrehmoments: $T_{gefiltert} = T_{gefiltert (n - 1)} + {Filter}_{Faktor} * (T_{Verz \ddot{o} gerung} - T_{gefiltert (n - 1)})$
Bei Block 480 fährt das Verfahren mit dem Umwandeln der gefilterten Ausgangsdrehmomentanforderung (T_gefiltert) in Zündfunken, Kraftstoffeinspritzdüse, Drosselklappe und aktive Kraftstoffmanagement-Anforderungssignale fort, um als Reaktion auf die Fahrerausgangsdrehmomentanforderung Stellgliedausgänge zu steuern.

Claims

Verfahren zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit des Reaktivierungsdrehmoments beim aktiven Kraftstoffmanagement, umfassend: Erfassen eines Fahrerdrehmomentanforderungssignals für eine erhöhte Drehmomentabgabe während des aktiven Kraftstoffmanagements; Modifizieren einer Drehmomentanforderungssignal-Rampenrate basierend auf einem überschüssigen Luftdruck, der während des aktiven Kraftstoffmanagements in einem Motorkrümmer vorhanden ist; Ausführen einer Drehmomentformung an dem Fahrerdrehmomentanforderungssignal unter Verwendung der modifizierten Drehmomentanforderungssignal-Rampenrate, um ein geformtes Fahrerdrehmomentanforderungssignal zu erhalten; Modifizieren der Krümmermodell-Drehmomentschätzung basierend auf dem überschüssigen Luftdruck, der während des aktiven Kraftstoffmanagements im Motorverteiler verfügbar ist; und Modifizieren des geformten Fahrerdrehmomentanforderungssignals basierend auf der modifizierten Krümmermodell-Drehmomentschätzung, um die Reaktionsfähigkeit der Drehmomentabgabe proportional zum Fahrerdrehmomentanforderungssignal beim Verlassen des aktiven Kraftstoffmanagements zu erhöhen; gekennzeichnet durch: Ermitteln eines Rampenraten-Modifikators basierend auf einer linear interpolierten Nachschlagetabelle, wenn im Rahmen des Ausführens der Drehmomentformung ermittelt wird, dass ein Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungsmodus aktiv ist; wobei der Rampenraten-Modifikator ein Wert ist, der unter Verwendung der linear extrapolierten Nachschlagetabelle basierend auf dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes und der Differenz zwischen dem Fahrer-Solldrehmomentanforderungssignal und einem aktuellen geschätzten Motorausgangsdrehmoment ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Erfassen ferner das Verwenden eines Gaspedalpositionssensors, eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors und eines Motordrehzahlsensors zum Bereitstellen des Fahrerdrehmomentanforderungssignals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, worin eine vom Fahrer angewiesene Drehmomentanforderung zum Ermitteln einer Fahrer-Solldrehmomentanforderung mindestens auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Gaspedalstellung und einem Geschwindigkeitsregelungssignalbasiert.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Einstellen des Rampenraten-Modifikators, der einem vorgegebenen konstanten Wert entspricht, wenn der Zylinder-Reaktivierungsdrehmoment-Glättungsmodus nicht aktiv ist.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend das Ermitteln einer finalen Drehmomentanforderungs-Rampenrate basierend auf einem Produkt aus der Drehmomentanforderungssignal-Rampenrate und dem Rampenraten-Modifikator.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend das Ermitteln einer ungefilterten Fahrer-Solldrehmomentanforderung basierend auf einer Summe der finalen Drehmomentanforderungs-Rampenrate und eines früheren Fahrerausgangsdrehmoments, worin die ungefilterte Fahrerausgangsdrehmomentanforderung die Fahrer-Solldrehmomentanforderung nicht überschreitet.