DE10235971A1

DE10235971A1 - Elektronische Motorsteuerung und Steuerverfahren

Info

Publication number: DE10235971A1
Application number: DE10235971A
Authority: DE
Inventors: Thomas A Mccauley; Marvin K Palmer; Bryan A Vogt
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2003-05-08
Also published as: JP2003161191A; US20030079720A1; US6772060B2

Abstract

Eine elektronische Motorsteuerung wird vorgesehen, die die Leistungsausgabefähigkeit des Motors, basierend auf den Leistungsanforderungen einer parasitären Last kompensiert.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der kompressionsgezündeten Motoren und insbesondere auf das Gebiet der elektronischen Steuerung der Leistungsausgabe von kompressionsgezündeten Motoren.

Hintergrund

Elektronisch gesteuerte kompressionsgezündete Motoren sind in der Technik bekannt, variieren jedoch bezüglich des Grades der Komplexität der Steuerschemata, die sie einsetzen. Im allgemeinen sind die elektronischen Steuervorrichtungen, die mit diesen Motoren assoziiert sind, mit Brennstoffeinspritzvorrichtungen verbunden, die eine vorbestimmte Brennstoffmenge zu einem vorbestimmten Zeitpunkt in jeden der Zylinder des Motors basierend auf einem entsprechenden Brennstoffeinspritzsignal einspritzen, das von der Steuervorrichtung erzeugt wird. Die Brennstoffeinspritzsignale bestimmen daher die in die Zylinder eingespritzte Brennstoffmenge und die Leistungsausgabe des Motors.
Abhängig von der speziellen Anwendung kann die elektronische Steuervorrichtung mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Eingaben vom Bediener und von anderen Sensoren verbunden werden, wie beispielsweise einer Drosselsensoreingaben, Tempomateinstellungen und verschiedener Motor- und Getriebesensoreingänge unter anderem. Die elektronische Steuervorrichtung nimmt Eingangsgrößen von diesen Sensoren auf und bestimmt das Brennstoffeinspritzsignal, welches eine Funktion von vielen Faktoren sein kann, einschließlich der gesamten einzuspritzenden Brennstoffmenge und der Form, der Anzahl, der Dauer und der Zeitpunkte der einzelnen Einspritzungen für einen speziellen Motorzylinder. Die Charakteristiken des Brennstoffeinspritzsignals werden die Gesamtausgangsleistung des Motors bestimmen. Bei manchen Motoranwendungen gibt es Brennstoffliefergrenzen, die im Speicher gespeichert sind oder in anderer Weise mit der elektronischen Steuervorrichtung assoziiert sind. Bei speziellen Anwendungen, wo der Bediener, der Tempomat oder ein anderer Aspekt der elektronischen Steuervorrichtung in anderer Weise ein Brennstoffeinspritzsignal anfordern bzw. anweisen könnte, welches bewirken würde, dass der Motor eine größere Leistungsausgabe erzeugt als die Nenn-Leistungsausgabe des Motors, wird die Steuervorrichtung die gelieferte Brennstoffmenge als eine Funktion der Brennstofflieferungsbegrenzungskurve begrenzen, was daher die Leistungsausgabe des Motors einschränkt.
Der Fachmann wird erkennen, das Motoren, die bei Anwendungen von Arbeitsmaschinen verwendet werden, typischerweise Leistung für mindestens zwei unterschiedliche Arten von Lasten liefern müssen: Arbeitslasten; und parasitäre Lasten. Im allgemeinen sind Arbeitslasten Vorrichtungen oder Systeme, die eine Netto-Arbeitsausgangsgröße aus der Arbeitsmaschinen erzeugen, und im allgemeinen ein Getriebe aufweisen, welches Leistung vom Motor anfordert, um die Räder, Raupen oder irgend einen anderen mit dem Boden in Eingriff stehenden Antriebsmechanismus anzutreiben, und ein Hydrauliksystem, welches Leistung vom Motor angefordert, um eine Schaufel zu bewegen, um beispielsweise Abraum oder Erde zu graben und zu bewegen. Parasitäre Belastungen im Gegensatz dazu sind typischerweise als jene Lasten charakterisiert, die Leistungsausgaben aus dem Motor erfordern, jedoch nicht einer tatsächlichen Arbeitsausgabe aus der Arbeitsmaschine erzeugen. Vorrichtungen, die in diese Kategorie fallen können, weisen einen Motorkühlventilator, einen Kompressor für ein Klimaanlagensystem, einen Gleichrichter bzw. eine Lichtmaschine und andere Vorrichtungen auf. Beispielsweise erfordert der Motorkühlventilator Motorleistung zum einziehen von Luft durch den Kühler zur Kühlung des Motors. Der Kompressor erfordert Motorleistung zum Betrieb des Klimaanlagensystems, und der Gleichrichter bzw. die Lichtmaschine erfordert Motorleistung zur Erzeugung von elektrischer Leistung um die Batterien wieder aufzuladen und elektrische Einrichtungen zu betreiben. Diese parasitären Lasten verringern die Leistungsmenge, die für die Arbeitsbelastungen verfügbar ist.
Elektronisch gesteuerte kompressionsgezündete Motoren, die in der Technik bekannt sind, variieren nicht die Ausgangsleistung des Motors basierend auf den parasitären Belastungen. Weil die parasitären Belastungen die Leistung verringern, die für die Arbeitsbelastungen verfügbar sind, wird die Arbeitslastleistung von solchen Motoren abhängig von der Gesamtausgangsleistung des Motors und der Leistungsmenge abhängen, die von den parasitären Belastungen angefordert wird. Da die parasitären Lasten von verschiedenen Zuständen variieren werden, können die Bediener der Arbeitsmaschine oft nicht die Größe der Arbeitsleistung bestimmen, die verfügbar sein wird.
Wenn beispielsweise die Arbeitsmaschine bzw. Arbeitsausrüstung am Morgen betrieben wird und die Temperatur relativ kalt ist, kann der Kühlventilator wenig Leistung oder keine Leistung anfordern, um eine erwünschte Motorbetriebstemperatur aufrecht zu erhalten. Wenn die Umgebungstemperatur während des Tages ansteigt, kann mehr Leistung vom Kühlventilator angefordert werden, um die erwünschte Motortemperatur zu halten, und der Bediener kann eine nicht wünschenswerte Verringerung der Menge an Motorleistung bemerken, die verfügbar ist, um die Arbeiten auszuführen.
Es wäre vorzuziehen, ein System zu haben, welches eine relativ konstante Leistungsausgabe für die Arbeitslast erzeugen würde. Diese und andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Steuerung der Brennstofflieferung zu einem kompressionsgezündeten Motor offenbart. Vorzugsweise versorgt der Motor steuerbar zumindest ein Getriebe oder ein Arbeitsmaschinensystem und eine andere Vorrichtung mit Leistung. Das System weist ein elektronisches Steuermodul auf, das mit der anderen Vorrichtung und dem Getriebe oder dem Arbeitsmaschinensystem verbunden ist. Eine Brennstoffeinspritzvorrichtung ist auch mit dem elektronischen Steuermodul verbunden. Das elektronische Steuermodul gestattet, dass der Motor eine erste Leistungsausgabe erzeugt, wenn die andere Vorrichtung keine Leistung anfordert, und eine zweite Leistungsausgabe, wenn die andere Vorrichtung Leistung anfordert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei Bezug genommen auf ein Ausführungsbeispiel mit dem besten Weg zur Ausführung, welches in den Zeichnungen abgebildet ist, wobei die Figuren Folgendes darstellen:
Fig. 1 veranschaulicht im allgemeinen ein elektronisch gesteuertes Verbrennungsmotorsystem;
Fig. 2 veranschaulicht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Software-Steuerung, die mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung assoziiert ist;
Fig. 3 veranschaulicht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Software-Steuerung, die mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung assoziiert ist, wobei die elektronische Steuervorrichtung die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl eines Kühlventilators steuert; und
Fig. 4 veranschaulicht im allgemeinen ein Beispiel von Brennstofflieferungsbegrenzungskurven, die in einer Speichervorrichtung gespeichert sein können, die mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung assoziiert ist.

Detaillierte Beschreibung

Das Folgende ist eine detaillierte Beschreibung des besten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und wird in Verbindung mit seiner Einrichtung bei einem Arbeitsgerät bzw. einer Arbeitsmaschine wie beispielsweise einem hydraulischen Bagger beschrieben, oder bei anderen Bau- oder Erdbewegungsmaschinen. Die folgende Beschreibung bietet ausreichende Details, um einen Fachmann zu gestatten, die Erfindung nachzuvollziehen und anzuwenden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das einzige hier offenbarte bevorzugte Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Im Gegensatz dazu umfasst die vorliegende Erfindung all jene Vorrichtungen und Verfahren, die in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, wie von den beigefügten Ansprüchen und den äquivalenten Ausführungen davon definiert. In der Beschreibung und in den Zeichnungen werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um sich auf gleiche Elemente zu beziehen.
Zuerst mit Bezug auf Fig. 1 ist ein Blockdiagramm auf Systemniveau eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des elektronischen Motorsteuersystems 10 eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gezeigt. Zusätzlich zu verschiedenen Motorsensoren und Betätigungsvorrichtungen kann das Motorsteuersystem 10 verschiedenen Arbeitsgeräte einschließen, und auch Getriebesensoreingänge und verschiedene Steuerausgaben für das Arbeitswerkzeug und das Getriebe ausführen. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch innerhalb irgend eines Motorsteuersystems 10 ausgeführt werden, welches nicht diese zusätzlichen Merkmale für die Arbeitswerkzeuge und das Getriebe aufweist. Die vorliegende Beschreibung des besten Weges (zur Ausführung der Erfindung) jedoch sieht eine Beschreibung von einigen der Steuerungen des Arbeitswerkzeuges und des Getriebes vor, die in dem Motorsteuersystem 10 eingeschlossen sein können.
Wie in Fig. 1 gezeigt, weist das Motorsteuersystem 10 vorzugsweise einen Verbrennungsmotor 30 auf, der in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein kompressionsgezündeter Verbrennungsmotor ist. Der Motor 30 ist mit einem Getriebe 32 verbunden, welches eine Motorleistungsausgabe zu einem Kettenrad 33 des Endantriebes, zu einem Rad oder ähnlichem durch eine entsprechende Getriebeanordnung überträgt. Das Kettenrad 33 des Endantriebes kann dann die Leistungsausgabe des Motors 30 zu einer mit dem Boden in Eingriff stehenden Antriebsvorrichtung übertragen, wie beispielsweise auf eine Raupe oder ein Rad, welche dann die Arbeitsmaschine bzw. das Arbeitswerkzeug vorantreiben kann. Wie dem Fachmann bekannt ist, weist ein Hydraulikbagger oder eine andere Maschine mit Raupen im allgemeinen zwei solche Antriebskettenräder auf, wobei jedes eine Raupe auf einer Seite der Maschine antreibt. Der Motor 30 ist auch mit einem Arbeitswerkzeugensystem 36 verbunden, welches in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Hydrauliksystem mit einer Hydraulikpumpe 37 aufweist, die mit einem Arbeitswerkzeug 39 durch entsprechende Hydraulikleitungen 38 verbunden ist. Das Arbeitswerkzeug 39 kann eine Vielzahl von Hydraulikzylindern 39 oder ähnliches aufweisen, die bei einem Hydraulikbagger mit einem der verschiedenen Steuerungsaspekte der Schaufel, des Auslegers oder des Vorderauslegers assoziiert sein können, um dem Bediener genau und wirkungsvoll zu gestatten, Erdboden oder anderes Material zu graben und zu bewegen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektronischen Steuersystems 10 weist ein elektronisches Steuermodul ("ECM") 15 auf, welches vorzugsweise einen Mikroprozessor, eine Speichervorrichtung und Eingabe/Ausgabe- Anschlüsse aufweist, die es dem Mikroprozessor gestatten, Eingangsgrößen vom Sensor und vom Bediener aufzunehmen und Befehle an verschiedene Betätigungsvorrichtungen des Motors und der Arbeitsmaschine bzw. des Arbeitswerkzeuges auszugeben. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Mikroprozessor ein Motorola MC68HC11, hergestellt von Motorola, Corp. Jedoch könnten andere Mikroprozessoren leicht und einfach verwendet werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Wie es dem Fachmann bekannt ist, speichert die mit dem elektronischen Steuermodul 15 assoziierte Speichervorrichtung im allgemeinen sowohl Software-Anweisungen als auch Daten. Die Software-Anweisungen, die in der Speichervorrichtung gespeichert sind, weisen unter anderem den speziellen Code auf, der den Motor 30 steuert. Die in dem Speicher gespeicherten Daten können entweder permanent gespeichert sein oder können temporär in die Speichervorrichtung durch den Mikroprozessor geschrieben werden. Der Mikroprozessor kann daher im allgemeinen Daten und Software- Anweisungen sowohl aus der Speichervorrichtung lesen als auch dorthin schreiben.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das elektronische Steuermodul 15 mit einer Brennstoffliefervorrichtung 20 verbunden, die mit einem Motor 30 assoziiert ist. Das elektronische Steuermodul 15 berechnet oder bestimmt eine erwünschte Brennstoffmenge, die in die einzelnen Zylinder im Motor 30 einzuspritzen ist, und liefert entsprechende Brennstoffliefersignale über einen elektrischen Verbinder 25, die zumindest teilweise die Leistungsausgabe des Motors 30 bestimmen. Obwohl der elektrische Verbinder 25 zur Brennstoffliefervorrichtung 20 als ein einziger Verbinder gezeigt ist, wird der Fachmann erkennen, dass diese Darstellung eine Vielzahl von Verbindungen zwischen dem elektronischen Steuermodul 15 und der Brennstoffliefervorrichtung 20 aufweisen kann, insbesondere in Fällen, wo die Brennstoffliefervorrichtung 20 eine Vielzahl von Brennstoffeinspritzvorrichtungen aufweist, die jeweils mit einem speziellen Motorzylinder assoziiert sind.
Das elektronische Steuermodul 15 ist auch mit verschiedenen Motorsensoren 35 über einen Verbinder 40 verbunden. Diese Sensoren weisen typischerweise einen Motordrehzahlsensor, einen Motortemperatursensor und andere Sensoren auf, die ein Signal auf dem Verbinder bzw. auf der Verbindung 40 erzeugen können, welches einen speziellen Betriebszustand des Motors 30 anzeigt. Der Verbinder 40, obwohl er als einzelne Verbindung gezeigt ist, kann eine Vielzahl von Verbindern bzw. Verbindungen aufweisen, die jeweils mit einem speziellen Motorsensor 35 verbunden sind.
Das elektronische Steuermodul 15 ist in Fig. 1 so gezeigt, dass es mit den Getriebesensoren 45 über einen Verbinder 50 und mit den Betätigungsvorrichtungen 55 über einen Verbinder 60 verbunden ist. Wie dem Fachmann bekannt ist, können die Sensoren 45 typischerweise einen Getriebedrehzahlsensor aufweisen, der ein Getriebedrehzahlsignal erzeugt. Das elektronische Steuermodul 15 kann im allgemeinen die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine aus dem Getriebedrehzahlsignal, der Getriebeübersetzung bzw. Getriebezahnradübersetzung und aus anderen Betriebsparametern der Arbeitsmaschine berechnen. Das elektronische Steuermodul 15 erzeugt Steuersignale auf dem Verbinder 60 zur Steuerung von verschiedenen Getriebebetätigungsvorrichtungen 55, die Elektromagnetsteuerungen aufweisen, die bewirken, dass das Getriebe einen von einer Vielzahl von unterschiedlichen Gängen in Eingriff bringt.
Das elektronische Steuermodul 15 ist auch mit einem Hydraulikzylinder 39 oder mit einer anderen Vorrichtung verbunden, um Arbeit bei einer Arbeitslast auszuführen, und zwar durch einen Verbinder 42, und steuert die Bewegung eines Arbeitswerkzeugs, das mit dem Hydraulikzylinder 39 assoziiert ist, durch Steuersignale, die auf dem Verbinder 42 ausgegeben werden. Typischerweise erzeugt das elektronische Steuermodul 15 die Steuersignale als eine Funktion von verschiedenen Bedienereingaben 44, die Signale auf dem Verbinder 46 erzeugen, die Eingangsgrößen für das elektronische Steuermodul 15 sind. Jedoch können die Steuersignale auch ansprechend auf andere Sensoren der Arbeitsmaschine oder auf Algorithmen erzeugt werden, die in dem elektronischen Steuermodul 15 gespeichert sind, um einen (gewissen) Grad von autonomer Bewegung zuzulassen.
Das elektronische Steuermodul 15 ist mit einer Vielzahl von parasitären Lastvorrichtungen 65 über Verbinder wie beispielsweise den Verbinder 70 verbunden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist eine solche parasitäre Last 65 einen Motorkühlventilator 66 auf. Andere derartige Vorrichtungen können unter anderem eine Lichtmaschine oder einen Generator aufweisen, weiter einen Kompressor für ein Klimaanlagensystem, eine Servolenkung oder eine Servobremsenpumpe. Wie in Fig. 1 gezeigt, erzeugt das elektronische Steuermodul 15 ein Kühlventilatorsignal auf dem Verbinder 70, welches die Drehzahl des Motorkühlventilators 66 steuert und daher die Luftmenge vergrößern oder verkleinern kann, die durch den Kühler des Motors läuft. In dieser Weise kann das elektronische Steuermodul 15 die Wärmeabgabefähigkeiten des Kühlers steuern, und zwar durch Steigerung der Drehzahl des Ventilators 66, wenn eine gesteigerte Kühlung erforderlich ist, und durch Verringerung der Ventilatordrehzahl oder durch Ausschalten des Ventilators, wenn weniger Kühlung erforderlich ist. Eine vergrößerte Ventilatordrehzahl jedoch kostet zusätzliche Motorleistung, die erforderlich ist, um den Motorkühlventilator 66 anzutreiben.
Mit Bezug auf Fig. 2 ist ein allgemeines Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Software-Steuerung gezeigt, die mit der vorliegenden Erfindung assoziiert ist. Die Progammsteuerung beginnt im Block 200 und bewegt sich zum Block 210.
Im Block 210 bestimmt die Progammsteuerung, ob die parasitären Lasten irgendeine Leistungsausgabe des Motors 30 verwenden. Der Fachmann wird erkennen, dass es eine Vielzahl von Wegen gibt, die gesamte parasitäre Lastanforderung zu bestimmen, wobei irgend einer davon in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel jedoch verwendet das elektronische Steuermodul 15 eine Karte, eine Gleichung, eine Berechnung oder ein anderes Verfahren, um die Leistungsanforderung einer speziellen Vorrichtung entweder mit dem Befehl des elektronischen Steuermoduls 15 für diese Vorrichtung oder mit einem anderen Motorbetriebszustand, beispielsweise der Motordrehzahl, in Korrelation zu setzen. Das elektronische Steuermodul 15 kann dann die Leistungsmenge bestimmen, die erforderlich ist, um diese spezielle parasitäre Lastvorrichtung zu betreiben. Das elektronische Steuermodul 15 addiert vorzugsweise die Leistungsanforderungen für einen oder mehrere parasitäre Lastvorrichtungen zur Bestimmung einer Leistungsanforderung der parasitären Lasten. Die Progammsteuerung geht dann vom Block 210 zum Block 220.
Im Block 220 gestattet das elektronische Steuermodul 15, dass der Motor 30 andere maximale Leistungsausgangsniveaus basierend auf der Leistungsmenge erzeugt, die von den parasitären Lastvorrichtungen 65 angefordert wird. Beispielsweise kann ein Motor 350 PS erzeugen, wenn die parasitären Lastvorrichtungen weniger als eine erste bestimmte Leistungsmenge anfordern, und kann eine gesteigerte Leistungsausgabe, beispielsweise 400 PS, ausgeben, wenn die parasitären Lastvorrichtungen mehr als eine zweite bestimmte Leistungsmenge anfordern. Wenn man dies tut, hält das elektronische Steuermodul 15 in einem gewissen Grad eine relativ konstante Leistungsausgabe für die Arbeitswerkzeuge und das Getriebe aufrecht. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind mindestens zwei Brennstofflieferbegrenzungskurven in dem Speicher gespeichert, der mit dem elektronischen Steuermodul 15 assoziiert ist. Das elektronische Steuermodul 15 verwendet die Brennstofflieferbegrenzungskurven zur Begrenzung der Brennstoffmenge, die in die Motorzylinder bei den Betriebsdrehzahlen des Motors und unter gewissen Betriebszuständen eingespritzt werden dürfen. Wenn somit die Eingangsgrößen vom Bediener bewirken, dass das elektronische Steuermodul 15 eine Brennstofflieferung berechnet, die die Menge überschreitet, die in der Brennstofflieferbegrenzungskurve festgelegt wurde, dann begrenzt die Brennstofflieferbegrenzungskurve die gelieferte Brennstoffmenge. In dieser Weise bestimmt die aktive Brennstofflieferbegrenzungskurve die maximale Leistungsausgabe des Motors 30. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet das elektronische Steuermodul 15 eine erste Brennstofflieferbegrenzungskurve, die mit geringeren Leistungsausgaben assoziiert ist, wenn die parasitären Lastvorrichtungen weniger als eine erste vorbestimmte parasitäre Belastungsleistung anfordern, und verwendet eine zweite Brennstofflieferbegrenzungskurve, wenn die Anforderung der parasitären Last größer oder gleich einer zweiten vorbestimmten parasitären Belastungsleistung ist. Für Niveaus der parasitären Belastungsleistung zwischen dem ersten und dem zweiten vorbestimmten Niveau berechnet das elektronische Steuermodul 15 einer Brennstofflieferungsgrenze basierend auf den ersten und zweiten Brennstofflieferbegrenzungskurven oder bestimmte diese in anderer Weise. Vom Block 220 läuft die Progammsteuerung zum Block 230 und kehrt zur Aufrufsteuerschleife zurück.
Mit Bezug auf Fig. 3 ist ein Flussdiagramm für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Software-Steuerung gezeigt, die mit der vorliegenden Erfindung assoziiert ist, und zwar für ein Ausführungsbeispiel, bei dem die parasitäre Last einen Motorkühlventilator 66 aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel beginnt die Progammsteuerung im Block 300 und läuft zum Block 310. Im Block 310 gibt das elektronische Steuermodul 15 ein Motortemperatursignal ein, welches von einem Motortemperatursensor 35 erzeugt wird, und bestimmt darauf ansprechend eine Motortemperatur. Die Progammsteuerung geht dann zum Block 320.
Im Block 320 weist der Speicher, der mit dem elektronischen Steuermodul 15 assoziiert ist, eine Karte oder Gleichung auf, um es dem elektronischen Steuermodul 15 zu gestatten, eine erwünschte Drehzahl des Kühlventilators 66 zu bestimmen, und zwar unter anderen Faktoren basierend auf der abgefülhten Motortemperatur. Das elektronische Steuermodul 15 vergleicht vorzugsweise das Motortemperatursignal mit der Karte, die im Speicher gespeichert ist, bestimmt ein entsprechendes Befehlssignal für den Kühlventilator entsprechend einer erwünschten Drehzahl des Motorkühlventilators 66 und erzeugt ein Signal auf dem Verbinder 70. Der Motorkühlventilator 66 ist ausgelegt, um innerhalb einer festgelegten Toleranz einer erwünschten Drehzahl zu laufen, die dem Drehzahlsignal des Kühlventilators entspricht, und arbeitet unter einer Steuerung (open loop) um dadurch die Temperatur des Motors zu steuern. Wenn die Temperatur des Motors ansteigt, steigt im allgemeinen die Notwendigkeit einer Kühlung an, und das elektronische Steuermodul 15 wird Drehzahlsignale für den Motorkühlventilator erzeugen, die bewirken, dass die Drehzahl des Motorkühlventilators 66 ansteigt. Der Betrieb des Motorkühlventilators 66 mit schnelleren Drehzahlen erfordert eine größere Menge an Motorleistung, als der Betrieb des Ventilators bei geringeren Drehzahlen. Wenn somit der Motor auf heißeren Temperaturen läuft, wird das elektronische Steuermodul 15 Befehlssignale ausgeben, die bewirken, dass die Ventilatordrehzahl ansteigt, wodurch die Leistungsanforderung vom Motor 30 der parasitären Last gesteigert wird, und die die Leistungsmenge verringern wird, die für das Arbeitswerkzeugsystem 39 und das Getriebe 32 verfügbar ist. Die Progammsteuerung läuft vom Block 320 zum Block 330.
Im Block 330 bestimmt das elektronische Steuermodul 15 die Leistungsmenge, die vom Motorkühlventilator 66 angefordert wird, und steigert die maximal zulässige Leistungsausgabe des Motors 30 zur Kompensation von irgend einer Steigerung der parasitären Last. In einem Ausführungsbeispiel weist der Speicher, der mit dem elektronischen Steuermodul 15 assoziiert ist, eine Karte oder ein anderes Verfahren zur Aufzeichnung oder Berechnung einer Beziehung zwischen dem Drehzahlbefehl des Motorkühlventilators und der Leistungsmenge auf, die von dem Ventilator für diese angewiesene Drehzahl angefordert wird. Das elektronische Steuermodul 15 gestattet dann, dass die Nenn-Leistungsausgabe des Motors um eine Größe ansteigt, die von der parasitären Leistungsbelastung abhängt, und zwar in einem Versuch, die maximale Leistungsmenge, die für das Arbeitswerkzeugsystem 39 und das Getriebe 32 verfügbar ist, relativ konstant zu halten. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Software-Steuerung des Speichers, der mit dem elektronischen Steuermodul 15 assoziiert ist, vorzugsweise eine Tabelle oder eine Karte auf, die mindestens zwei unterschiedliche Nenn-Bereiche der Motorleistung aufweist. Eine erste Nenn-Leistung des Motors wird verwendet, wenn der Kühlventilator sich nicht dreht und daher wenig Motorleistung falls überhaupt verbraucht, und eine zweite höhere Nenn-Leistung wird verwendet, wenn sich der Ventilator auf oder nahe seiner maximalen Drehzahl dreht, und daher eine maximale oder nahezu maximale Menge an Ventilatorleistung erfordert. Die Nenn-Leistungsbereiche des Motors sind typischerweise als Brennstofflieferungsbegrenzungskurven gespeichert, wie unten genauer mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Das elektronische Steuermodul 15 vergleicht dann die angewiesene Drehzahl des Motorkühlventilators mit den Kühlventilatordrehzahlen, die mit der ersten Nenn-Leistung des Motors und der zweiten Nenn-Leistung bzw. dem zweiten Nenn- Leistungsbereich assoziiert sind. Wenn die angewiesene Drehzahl des Motorkühlventilators Null ist, wird das elektronische Steuermodul 15 die erste Nenn-Leistung des Motors verwenden. Wenn die angewiesene Kühlventilatordrehzahl der maximale Befehl ist, dann wird das elektronische Steuermodul 15 die zweite Nenn-Motorleistung verwenden. Wenn anderenfalls die angewiesene Kühlventilatordrehzahl zwischen Null und der maximalen Drehzahl ist, dann wird das elektronische Steuermodul 15 eine Nenn- Motorleistung zwischen den ersten und zweiten Nenn-Motorleistungen als eine Funktion der ersten und zweiten Nenn-Motorleistungen vorzugsweise durch Interpolation bestimmen. Das elektronische Steuermodul 15 wird dann die berechnete Nenn-Motorleistung verwenden, um die maximale Leistungsausgabe des Motors zu steuern, wodurch gestattet wird, dass der Motor eine gesteigerte Menge an Gesamtleistung erzeugt, um die parasitären Leistungsverluste zu kompensieren, die aus dem Betrieb des Motorkühlventilators resultieren. Die Progammsteuerung läuft dann vom Block 330 zum Block 340, und die Progammsteuerung kehrt zur Aufrufsteuerschleife zurück.
Fig. 4 zeigt im allgemeinen eine Karte 400 von zwei Nenn-Motorleistungen, die in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Wie oben beschrieben, können diese Nenn- Motorleistungen als Brennstofflieferungsbegrenzungskurven gespeichert werden. Wie in den Zeichnungen gezeigt, weist die Karte vorzugsweise eine erste Nenn-Motorleistung 420 auf, die mit einer ersten Drehzahl des Motorkühlventilators assoziiert ist, und eine zweite Nenn-Motorleistung 410, die mit einer zweiten Drehzahl des Kühlventilators assoziiert ist. Fig. 4 zeigt eine ursprüngliche Darstellung der Nenn-Motorleistungen, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die speziellen in den Zeichnungen gezeigten Nenn- Leistungen eingeschränkt. Im Gegenteil wird beabsichtigt, dass die speziellen Verwendeten Nenn-Leistungen von der speziellen Konfiguration des Motors und der Arbeitsmaschine abhängen, einschließlich des Motorkühlventilators und anderer parasitärer Lasten, die mit dem Motor verbunden werden können.

Claims

1. System zur Steuerung der Brennstofflieferung eines kompressionsgezündeten Motors, wobei der Motor steuerbar Ausgangsleistung zu einem Getriebe und/oder einem Arbeitswerkzeugsystem liefert, wobei der Motor mindestens eine andere Vorrichtung mit Leistung versorgt, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist:
ein elektronisches Steuermodul, dass mit der anderen Vorrichtung und dem Getriebe und/oder dem Arbeitssystem verbunden ist;
eine Brennstoffeinspritzvorrichtung, die mit dem elektronischen Steuermodul verbunden ist;
wobei das elektronische Steuermodul eine erste Brennstofflieferungsgrenze ansprechend darauf verwendet, dass die Vorrichtung eine erste Leistungsanforderung hat; und
wobei das elektronische Steuermodul eine zweite Brennstofflieferungsgrenze ansprechend darauf verwendet, dass die Vorrichtung eine zweite Leistungsanforderung hat.

2. System nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung einen Motorkühlventilator aufweist.

3. System nach Anspruch 1, welches eine dritte Brennstofflieferungsgrenze aufweist, die als eine Funktion der ersten und zweiten Brennstofflieferungsgrenzen berechnet wird, wobei das elektronische Steuermodul die erwähnte dritte Brennstofflieferungsgrenze ansprechend darauf verwendet, dass die Vorrichtung eine dritte Leistungsanforderung hat.

4. System nach Anspruch 3, wobei die zweite Brennstofflieferungsgrenze eine gesteigerte Brennstofflieferung gegenüber der ersten Brennstofflieferungsgrenze gestattet.

5. System nach Anspruch 4, wobei die Vorrichtung einen Motorkühlventilator aufweist.

6. Vorrichtung, die Folgendes aufweist:
einen kompressionsgezündeten Motor, der Ausgangsleistung erzeugt;
eine parasitäre Last, die mit dem kompressionsgezündeten Motor verbunden ist, wobei die parasitäre Last zumindest einen Teil der Ausgangsleistung des Motors verwendet;
wobei die maximale Leistungsausgabe des kompressionsgezündeten Motors abhängig zumindest teilweise von der Leistungsausgabe variiert werden kann, die von der parasitären Last verwendet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die parasitäre Last einen Motorkühlventilator aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die parasitäre Last einen Klimaanlagenkompressor aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die parasitäre Last eine Lichtmaschine bzw. einen Gleichrichter und/oder einen Generator aufweist.

10. Verfahren zum Variieren der Ausgangsleistung eines elektronisch gesteuerten kompressionsgezündeten Motors, wobei der Motor ein elektronisches Steuermodul aufweist, welches eine Speichervorrichtung besitzt, wobei Brennstofflieferungsbegrenzungskarten darin gespeichert sind, weiter ein Brennstoffsystem, das mit dem elektronischen Steuermodul verbunden ist, und eine parasitäre Lastvorrichtung, die mit dem elektronischen Steuermodul verbunden ist, wobei das Verfahren folgendes aufweist:
Bestimmung der Größe der Motorleistung, die von der parasitären Lastvorrichtung angefordert wird;
Begrenzung der Brennstofflieferung als eine Funktion der ersten Brennstofflieferungsgrenze ansprechend darauf, dass die parasitäre Lastvorrichtung ein erstes Leistungsniveau anfordert; und
Begrenzung der Brennstofflieferung als eine Funktion einer zweiten Brennstoffliefergrenze ansprechend darauf, dass die parasitäre Lastvorrichtung ein zweites Leistungsniveau anfordert.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt der Bestimmung der Motorleistung, die von der parasitären Lastvorrichtung angefordert ist, die Bestimmung eines Wertes eines Befehls für eine parasitäre Lastvorrichtung aufweist, der von der elektronischen Steuervorrichtung ausgegeben wurde.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die parasitäre Lastvorrichtung einen Motorkühlventilator aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die erste Brennstofflieferungsgrenze mit einer ersten Leistungsanforderung einer parasitären Last assoziiert ist, und wobei die zweite Brennstoffbegrenzungskarte mit einer zweiten Leistungsanforderung der parasitären Last assoziiert ist; und wobei die Begrenzung der Brennstofflieferung als eine Funktion der ersten und zweiten Brennstofflieferbegrenzungskarten für Leistungsanforderungen von parasitären Lasten vorgesehen ist, die anders sind, als die ersten und zweiten Leistungsanforderungen der parasitären Lasten.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die parasitäre Lastvorrichtung einen Motorkühlventilator aufweist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Begrenzung der Brennstofflieferung als eine Funktion der ersten und zweiten Brennstofflieferungsgrenzen die Interpolation einer Brennstofflieferungsgrenze als eine Funktion der ersten und zweiten Leistungsanforderungen der parasitären Lasten aufweist.

16. Verfahren zur Steuerung eines kompressionsgezündeten Motors, wobei der Motor Leistung zu einem Getriebe und/oder zu einem Arbeitssystem liefern kann, und wobei der Motor Leistung zu einer parasitären Lastvorrichtung liefern kann, wobei das Verfahren folgendes aufweist:
Bestimmung, ob der Motor Leistung zu der parasitären Lastvorrichtung liefert;
Steigerung der Leistungsausgabefähigkeit des Motors als eine Funktion dessen, ob der Motor Leistung zu der parasitären Lastvorrichtung liefert.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die parasitäre Lastvorrichtung einen Motorkühlventilator aufweist.

18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Steigerung der Ausgangsleistung des Motors folgendes aufweist:
Bestimmung der Leistungsmenge, die von der parasitären Last angefordert wird; und
Steigerung der Leistungsausgabefähigkeit des Motors als eine Funktion der Leistungsmenge, die von der parasitären Last angefordert wird.

19. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Steigerung der Ausgangsleistung des Motors folgendes aufweist:
Bestimmung der Menge der Leistung, die zu der parasitären Last geliefert wird; und
Steigerung der Leistungsausgabefähigkeit des Motors als eine Funktion der Leistungsmenge, die zu der parasitären Last geliefert wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Steigerung der Leistungsausgabe des Motors Folgendes aufweist:
Bestimmung der Leistungsmenge, die von dem Motorkühlventilator angefordert wird; und
Steigerung der Leistungsausgabefähigkeit des Motors als eine Funktion der Leistungsmenge, die von dem Motorkühlventilator angefordert wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Steigerung der Leistungsausgabe des Motors Folgendes aufweist:
Bestimmung der Leistungsmenge, die zu dem Motorkühlventilator geliefert wird; und
Steigerung der Leistungsausgabefähigkeit des Motors als eine Funktion der Leistungsmenge, die zu dem Motorkühlventilator geliefert wird.