DE10322512B4 - Motorsteuerungssystem und Verfahren zum Berechnen einer Zündzeitpunktspätverstellung während des Abschaltens bzw. Zuschaltens eines Zylinders für einen Motor mit Zylinderab- bzw.-zuschaltung - Google Patents

Motorsteuerungssystem und Verfahren zum Berechnen einer Zündzeitpunktspätverstellung während des Abschaltens bzw. Zuschaltens eines Zylinders für einen Motor mit Zylinderab- bzw.-zuschaltung Download PDF

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Abstract

Motorsteuerungssystem zum Berechnen einer Zündzeitpunktspätverstellung während des Abschaltens eines Zylinders für einen Motor (16) mit Zylinderab- bzw. -zuschaltung, umfassend:
einen Drehmomentreduktions-Rechner (356), der ein Drehmomentreduktionssignal auf der Grundlage einer Soll-Luftströmung und einer gemessenen Luftströmung pro Zylinder berechnet,
einen Zündzeitpunktspätverstellungs-(RTD-)Rechner (360), der ein Zündzeitpunktspätverstellungs-(RTD-)Signal auf der Grundlage des Drehmomentreduktionssignals berechnet, und
einen End-RTD-Rechner (364), der ein End-RTD-Signal auf der Grundlage des RTD-Signals, eines MBT-Signals und eines Signals einer momentanen Zündzeitpunktfrühverstellung (SA-Signal) erzeugt, wobei die End-Zündzeitpunktspätverstellung = –(MBT + RTD) – (MBT – SA) ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Motorsteuerungssysteme und Verfahren zum Berechnen einer Zündzeitpunktspätverstellung während des Abschaltens bzw. Zuschaltens eines Zylinders für Motoren mit Zylinderab- bzw. -zuschaltung.
  • Manche Verbrennungsmotoren umfassen Motorsteuerungssysteme, die in Situationen mit niedriger Last Zylinder abschalten. Beispielsweise kann ein 8-Zylindermotor unter Verwendung von vier Zylindern betrieben werden. Die Zylinderabschaltung verbessert die Kraftstoffwirtschaftlichkeit, indem Pumpverluste verringert werden.
  • Um zwischen zugeschalteten und abgeschalteten Betriebsarten einen glatten Übergang herzustellen, muss der Verbrennungsmotor Drehmoment mit einem Minimum an Störungen erzeugen, sonst wird der Übergang für den Fahrer zu merken sein. Mit anderen Worten wird ein übermäßiges Drehmoment ein Hochdrehen des Motors bewirken, und ein unzureichendes Drehmoment wird ein Durchsacken des Motors bewirken, was das Fahrgefühl verschlechtert.
  • Bei einem 8-Zylindermotor ist beispielsweise der Saugrohrdruck während des 8-Zylinderbetriebes wesentlich niedriger als während des 4-Zylinderbetriebes. Während des Überganges von acht nach vier Zylindern gibt es eine merkliche Drehmomentverringerung oder ein merkliches Durchsacken im 4-Zylinderbetrieb, bis im Saugrohr ein richtiges Saugrohrdruckniveau erreicht ist. Ein Erhöhen des Saugrohrdruckes vor dem Übergang bewirkt einen Drehmomentanstieg, bis der Übergang abgeschlossen ist. Eine Zündzeitpunktverzögerung kann dazu verwendet werden, den Übergang zu glätten.
  • Aus der DE 196 19 320 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit abschaltbaren Zylindern bekannt, bei dem bzw. der zur Aufrechterhaltung des vom Fahrer gewünschten Drehmoments beim Abschalten und beim Wiedereinsetzen der Zylinder neben einer Beeinflussung der Füllung eine Korrektur des Zündwinkels vorgenommen wird. Die Korrektur des Zündwinkels wird nach Maßgabe von wenigstens Motordrehzahl und Motorlast berechnet. In analoger Weise wird auch die Füllung, die durch eine Ansteuerung der Drosselklappe eingestellt wird, nach Maßgabe von wenigstens Motordrehzahl und Motorlast berechnet.
  • In der DE 44 07 475 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Motors mit Zylinderab- bzw. -zuschaltung beschrieben, bei dem bzw. der auf der Basis eines Sollwertes für das von dem Motor abzugebende Drehmoment das Verhältnis der dem Motor zugeführten Luft und des zugeführten Kraftstoffs sowie der Zündwinkel und/oder die Kraftstoffzufuhr zu einzelnen Zylindern beeinflusst wird. Die Eingriffe in das Luft-/Kraftstoffverhältnis sowie in den Zündwinkel und/oder in die Kraftstoffzufuhr sind miteinander synchronisiert.
  • Aus der DE 33 13 038 A1 ist eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit abschaltbaren Zylindergruppen bekannt, bei welcher beim Zu- oder Abschalten von Zylindern oder Zylindergruppen Zusatzluft zur Verfügung gestellt und die Zusatzluftmenge zweckdienlich gesteuert wird. Anschließend wird der Zündwinkel ausgeregelt.
  • In der EP 0 659 992 A2 sind ein System und ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit zu- bzw. abschaltbaren Zylindern beschrieben, bei dem bzw. der während des Abschaltens oder Zuschaltens von Zylindern die Menge der in die Zylinder eintretenden Luft und der Zündwinkel so gesteuert werden, dass das Motordrehmoment im Wesentlichen beibehalten wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Motorsteuerungssysteme und Verfahren zu schaffen, welche eine Zylinderab- bzw. -zuschaltung derart ermöglichen, dass der Übergang zwischen der zugeschalteten und der abgeschalteten Betriebsart für den Fahrer weniger zu merken ist.
  • Zur Lösung der Aufgabe sind die Motorsteuerungssysteme und Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgesehen.
  • Ein erfindungsgemäßes Motorsteuerungssystem bzw. Verfahren berechnet eine Zündzeitpunktverzögerung während des Abschaltens eines Zylinders für einen Motor mit Zylinderab- bzw. -zuschaltung. Ein Drehmomentreduktions-Rechner berechnet ein Drehmomentreduktionssignal auf der Grundlage von einer Soll-Luftströmung und einer gemessenen Luftströmung pro Zylinder. Ein Zündzeitpunktverzögerungs-(RTD-)Rechner erzeugt ein Zündzeitpunktverzögerungs-(RTD-)Signal auf der Grundlage des Drehmomentreduktionssignals. Ein End-RTD-Rechner erzeugt ein End-RTD-Signal auf der Grundlage des RTD-Signals, eines MBT-Signals und eines Zündzeitpunktfrühverstellungs-(SA-)Signals (SA von Spark Advance), wobei die End-Zündzeitpunktspätverstellung = – (MBT + RTD) – (MBT – SA) ist.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen des Systems bzw. des Verfahrens sind den entsprechenden Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das RTD-Signal ein negativer Offset von einer minimalen Zündzeitpunktfrühverstellung für ein bestes Drehmoment (MBT von Minimum Best Torque).
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform erzeugt ein Zylinderabschaltungsfreigabe-Schaltkreis ein Zylinderabschaltungs-Freigabesignal. Eine Auswahleinrichtung wählt auf der Grundlage des Zylinderabschaltungs-Freigabesignals eine Soll-Luftströmung pro Zylinder bei Abschaltung oder eine Luftströmung pro Zylinder bei Zuschaltung aus.
  • Ein weiteres erfindungsgemäßes Motorsteuerungssystem bzw. Verfahren berechnet eine Zündzeitpunktspätverstellung während des Zuschaltens eines Zylinders für einen Motor mit Zylinderab- bzw. -zuschaltung. Ein Drehmomentreduktions-Rechner berechnet ein Drehmomentreduktionssignal auf der Grundlage von Soll-Luftströmung und gemessener Luftströmung pro Zylinder. Ein Zündzeitpunktspätverstellungs-(RTD-)Rechner erzeugt ein RTD-Signal auf der Grundlage des Drehmomentreduktionssignals. Ein End-RTD-Rechner erzeugt ein End-RTD-Signal auf der Grundlage des RTD-Signals, eines MBT-Signals und eines Zündzeitpunktfrühverstellungs-(SA-)Signals (SA von Spark Advance), wobei die End-Zündzeitpunktspätverstellung = –(MBT + RTD) – (MBT – SA) ist.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen des Systems bzw. des Verfahrens sind den entsprechenden Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Gemäß einer Ausführungsform liefert ein Zuschaltungsverstärkungs-Schaltkreis ein Verstärkungssignal. Ein Multiplizierer erzeugt ein Produkt, indem das Verstärkungssignal mit dem Drehmomentreduktionssignal multipliziert wird, wobei das Produkt in den RTD-Rechner eingegeben wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das RTD-Signal ein negativer Offset von einer minimalen Zündzeitpunktfrühverstellung für ein bestes Drehmoment (MBT).
  • Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform erzeugt ein Zylinderwiederzuschaltungs-Schaltkreis ein Zylinderwiederzuschaltungs-Freigabesignal. Ein Multiplizierer erzeugt ein zweites Produkt aus dem Zylinderwiederzuschaltungs-Freigabesignal und dem End-RTD-Signal.
  • Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehend angegebenen detaillierten Beschreibung deutlich werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, in diesen ist bzw. sind:
  • 1 ein Funktionsblockdiagramm eines erfindungsgemäßen Motorsteuerungssystems, das die Zündzeitpunktspätverstellung während der Zylinderzuschaltung und -abschaltung steuert,
  • 2 ein Funktionsblockdiagramm eines erfindungsgemäßen Drosselklappenvorlastsignal-Generators;
  • 3 ein Funktionsblockdiagramm eines erfindungsgemäßen modifizierten Wartesignal-Generators, der mit dem Drosselklappenvorlastsignal-Generator von 2 verwendet werden kann;
  • 4 ein erfindungsgemäßer modifizierter Vorlastdrosselklappenquerschnittsignal-Generator mit einer Korrektur auf Temperatur und/oder Luftdruck;
  • 5 ein Flussdiagramm, das Schritte veranschaulicht, die von dem erfindungsgemäßen Motorsteuerungssystem ausgeführt werden, um ein Drosselklappenvorlastsignal zu erzeugen;
  • 6 ein Flussdiagramm, das Schritte zur Verstellung des Zündzeitpunktes nach spät darstellt;
  • 7 und 8 beispielhafte Steuerungssignale für den Drosselklappenvorlastsignal-Generator;
  • 9 ein Funktionsblockdiagramm eines Zündzeitpunktspätverstellungs-Generators zur Zylinderabschaltung; und
  • 10 ein Funktionsblockdiagramm eines Zündzeitpunktspätverstellungs-Generators zur Zylinderzuschaltung.
  • Zu Zwecken der Klarheit werden in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu kennzeichnen. Wie hierin verwendet, bezieht sich "zugeschaltet" oder "bei Zuschaltung" auf den Betrieb unter Verwendung aller Motorzylinder und "abgeschaltet" oder "bei Abschaltung" bezieht sich auf den Betrieb unter Verwendung von weniger als allen Zylindern des Motors (ein oder mehrere Zylinder sind nicht aktiv).
  • Während eines Überganges von zugeschalteten zu abgeschalteten Betriebsarten, wie etwa von der V8-Betriebsart zur V4-Betriebsart wird die Drosselklappe vor dem Übergang geöffnet (vorbelastet), um das Drehmomentabsacken, das durch die Füllung des Saugrohrs bewirkt wird, zu beseitigen. Während des Vorbelastens der Drosselklappe muss der Zündzeitpunkt nach spät verstellt werden (Spätverstellung), um eine unerwünschte Zunahme des Motordrehmomentes zu verhindern. Das abgeschätzte Überdrehmoment wird aus folgender Gleichung berechnet: Überdrehmoment = 1 – (APCDes/APCMeas), wobei APCDes die Soll-Luftströmung pro Zylinder auf der Grundlage des indizierten Soll-Motordrehmomentes ist. Die APCMeas beruht vorzugsweise auf einer Berechnung, die für Kraftstoff und Zündzeitpunkt verwendet wird. In der V8-Betriebsart, während der Vorlast, ist APCDes die APCDes in der V8-Betriebsart. Wenn sich die Drosselklappe öffnet und die Luftströmung pro Zylinder zunimmt, nimmt das Überdrehmoment zu.
  • Wenn in die V4-Betriebsart umgeschaltet wird, wird die APCDes bei dem geeigneten Zylinderereignis zur APCDes für die V4-Betriebsart umgeschaltet, und das Überdrehmoment nimmt in Richtung Null ab. Ein optionaler Verstärkungsschaltkreis erlaubt auf der Grundlage von APC und RPM ein Abstimmen des Überdrehmoments.
  • Der Überdrehmomentwert wird als Eingangswert für eine Tabelle "Zündzeitpunktspätverstellung für Drehmomentverlust" verwendet. Der Drehmomentverlust wird vorzugsweise aus einer minimalen Zündzeitpunktfrühverstellung für ein bestes Drehmoment (MBT) berechnet. Während des Überganges zwischen V4 & V8 Betriebsarten wird das Überdrehmoment wie folgt berechnet: Überdrehmoment = 1 – (APCDes/APCMeas),wobei APCDes die V8-APCDes ist.
  • Nach 1 umfasst ein Motorsteuerungssystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ein Steuergerät 12 und einen Motor 16. Der Motor 16 umfasst mehrere Zylinder 18, von denen jeder mit einem oder mehreren Einlassventilen und/oder Auslassventilen (nicht gezeigt) versehen ist. Der Motor 16 umfasst ferner ein Kraftstoffeinspritzsystem 22 und ein Zündsystem 24. Ein elektronischer Drosselklappen-Controller (ETC) 26 stellt einen Drosselklappenquerschnitt in einem Saugrohr 28 auf der Grundlage einer Stellung eines Gaspedals 31 und eines von dem Controller 12 ausgeführten Drosselklappen-Steuerungsalgorithmus ein. Ein oder mehrere Sensoren 30 und 32, wie etwa ein Saugrohrluftdrucksensor und/oder ein Saugrohrlufttemperatursensor, erfassen einen Druck und/oder eine Lufttemperatur in dem Saugrohr 20.
  • Eine Stellung des Gaspedals 31 wird von einem Gaspedalsensor 40 erfasst, der ein Pedalstellungssignal erzeugt, das an den Controller 12 ausgegeben wird. Eine Stellung eines Bremspedals 44 wird von einem Bremspedalsensor 48 erfasst, der ein Bremspedalstellungssignal erzeugt, das an den Controller 12 ausgegeben wird. Signale von einem Emissionssystem 50 und weiteren Sensoren 52, wie etwa einem Temperatursensor, einem Luftdrucksensor, und andere herkömmliche Sensor- und/oder Controller-Signale werden von dem Controller 12 dazu verwendet, den Motor 16 zu steuern. Ein Ausgang des Motors 16 wird durch eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 58 und ein Getriebe 60 mit Vorder- und/oder Hinterrädern gekoppelt.
  • In 2 ist ein Vorlastsignal-Generator 100 gezeigt. Der Vorlastsignal-Generator 100 stellt den Drosselklappenquerschnitt vor und während der Übergänge zwischen zugeschalteten und abgeschalteten Betriebsarten ein, um den Drehmomentausgang des Motors 16 zu glätten. Ein Vorlastdrosselklappenquerschnittssignal-Generator 104 erzeugt ein Drosselklappenquerschnittssignal auf der Grundlage einer Soll-Luftströmung pro Zylinder in der abgeschalteten Betriebsart (APCDes) und der Motordrehzahl (RPM). Der Vorlastdrosselklappenquerschnittsignal-Generator 104 kann eine Nachschlagetabelle (LUT), ein Modell oder irgendeinen anderen geeigneten Schaltkreis umfassen, der das Vorlastdros selklappenquerschnittssignal erzeugt. Die Signale APCDes und Motordrehzahl RPM werden auch in einen Vorlastdauersignal-Generator 108 eingegeben, der eine Basisdauer oder Basisperiode für die Drosselklappenvorlast erzeugt. Der Vorlastdauersignal-Generator 108 kann auch eine LUT, ein Modell oder irgendeinen anderen geeigneten Schaltkreis umfassen, der das Vorlastdauersignal erzeugt.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform werden die Signale APCDes und APCMeas zu Beginn in eine adaptive Drosselklappenvorlast-Einstellungseinrichtung 112 eingegeben, die ein Einstellungssignal ausgibt. Die adaptive Drosselklappenvorlast-Einstellungseinrichtung 112 gleicht eine Schwankung in Bezug auf die Höhe, die Temperatur und Abweichungen von Fahrzeug zu Fahrzeug aus. Die Einstellung (ADJ) wird in einen invertierenden Eingang eines Summierers 116 eingegeben. Die APCDes wird in einen nicht invertierenden Eingang des Summierers 116 eingegeben. Der Summierer 116 gibt eine eingestellte Soll-Luftströmung pro Zylinder (APCDes_adj) aus, die in den Vorlastdrosselklappenquerschnitts-Generator 104 und den Vorlastdauer-Generator 108 eingegeben wird. Das Motordrehzahlsignal wird in den Vorlastdrosselklappenquerschnitts-Generator 104 und den Vorlastdauer-Generator 108 eingegeben.
  • Das Vorlastdrosselklappenquerschnittssignal, das von dem Vorlastdrosselklappenquerschnittsignal-Generator 104 ausgegeben wird, und das Vorlastdauersignal, das von dem Vorlastdauer-Generator 108 ausgegeben wird, werden in einen Rampen-Generator 120 eingegeben. Zusätzliche Eingänge in den Rampen-Generator umfassen optional einen Eingangsrampenkalibrierungs-Schaltkreis 124 und einen Ausgangsrampenkalibrierungs-Schaltkreis 128. Der Eingangsrampenkalibrierungs-Schaltkreis 124 spezifiziert eine Eingangsrampenperiode. Vorzugsweise nimmt eine während der Rampe angewandte Verstärkung in einer Periode linear von 0 auf 1 zu. Gleichermaßen spezifiziert der Ausgangsrampenkalibrierungs-Schaltkreis 124 eine Ausgangsrampenperiode. Vorzugsweise nimmt eine während der Ausgangsrampenperiode angewandte Verstärkung von 1 auf 0 linear ab. Fachleute werden jedoch feststellen, dass nichtlineare Steigungen oder andere Wellenformen während der Eingangsrampen- und Ausgangsrampenperioden angewandt werden können, um eine Drehmomentglättung zu verbessern und ein Drosselklappengeräusch zu verhindern.
  • Der Rampen-Generator 120 erzeugt ein Vorlastdrosselklappenquerschnittssignal (PL_area), das an einen nichtinvertierenden Eingang des Summierers 140 ausgegeben wird. Ein gegenwärtiger Drosselklappenquerschnitt wird in einen invertierenden Eingang des Summierers 140 eingegeben. Ein Ausgang des Summierers 140 erzeugt eine Vorlastdifferenz oder ein Vorlast-Delta, das dazu verwendet wird, den Drosselklappenquerschnitt während Zylinderabschaltungsübergängen einzustellen.
  • Das Vorlastdauersignal wird ebenfalls in ein Betriebsartstellglied 144 eingegeben. Ein Offset-Schaltkreis 146 erzeugt einen negativen Offset. Das Betriebsartstellglied 144 erzeugt ein Warten-Abgeschlossen-Signal, das dazu verwendet wird, einen Abschluss eines Überganges von zugeschalteten zu abgeschalteten Betriebsarten zu markieren oder zu signalisieren. Der Offset ist vorzugsweise ein negativer Offset von einem Ende der Basisdauer. Alternativ kann der Offset aus dem Beginn der Basisdauer oder aus anderen geeigneten Signalen berechnet werden.
  • In 3 ist ein abgeändertes Verfahren zum Markieren oder Signalisieren des Abschlusses des Überganges von zugeschalteten zu abgeschalteten Betriebsarten gezeigt. Ein Ausgang des Betriebsartstellgliedes 144 wird in ein ODER-Gatter 150 eingegeben. Ein Komparator 154 vergleicht APCMeas und APCDes. Wenn APCMeas APCDes übersteigt, gibt der Komparator 154 eine 1 aus, was einen Übergang von einer zugeschalteten zu einer abgeschalteten Betriebsart signalisiert.
  • In 4 erzeugt der Vorlastdrosselklappenquerschnittsignal-Generator 104 das Vorlastdrosselklappenquerschnittsignal, das in einen Multiplizierer 174 eingegeben wird. Ein Korrekturschaltkreis 176 empfängt Temperatur-, Luftdruck- oder andere geeignete Eingangssensor- und/oder Controller-Signale. Der Korrekturschaltkreis 176 erzeugt ein Korrektursignal, das typischerweise ein Signal von 0,8 bis 1,5 ist, obwohl andere Skalen verwendet werden können. Ein korrigiertes Querschnittssignal wird von dem Multiplizierer 174 an den Rampen-Generator 120 ausgegeben.
  • In 5 sind bei 200 Schritte zum Erzeugen einer Drosselklappenvorlast gezeigt. Die Steuerung beginnt mit Schritt 202. Bei Schritt 204 bestimmt der Controller 12, ob Bedingungen erfüllt sind und für die Abschaltungsbetriebsart konsistent sind. Wenn nicht, kehrt die Steuerung zu Schritt 204 zurück. Sonst, und wenn das Fahrzeug mit einem automatischen Getriebe ausgestattet ist, entsperrt der Controller 12 eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (TCC) und startet bei Schritt 208 ein erstes Zeitglied. Indem zugelassen wird, dass der Drehmomentwandler durchrutschen kann, wird auch geholfen, die Übergänge zu glätten. Bei Schritt 212 bestimmt der Controller 12, ob der Schlupf einen Schwellenwert übersteigt oder das erste Zeitglied abgelaufen ist. Wenn nicht, kehrt die Steuerung zu Schritt 212 zurück. Sonst fährt die Steuerung mit Schritt 216 fort und leitet eine Drosselklappenvorlast ein. Bei Schritt 220 berechnet die Steuerung den Drosselklappenquerschnitt und die Basisdauer. Bei Schritt 224 wird die Gesamtdauer berechnet. Die Gesamtdauer ist vorzugsweise gleich einer Summe der Eingangsrampenperiode, der Basisperiode und der Ausgangsrampenperiode.
  • Bei Schritt 230 bestimmt der Controller 12, ob die Drosselklappenvorlast sich in der Eingangsrampenperiode befindet. Wenn die Bedingung nicht erfüllt (falsch) ist, fährt die Steuerung mit Schritt 234 fort und setzt die Eingangsrampenverstärkung (GR_I) gleich 1. Sonst fährt die Steuerung mit Schritt 238 fort und setzt die GR_I gleich dem Quotienten aus einer gegenwärtigen Zeit in der Eingangsrampenperiode und der Dauer der gesamten Eingangsrampenperiode. Die Steuerung fährt von Schritten 234 und 238 mit Schritt 240 fort.
  • Bei Schritt 240 bestimmt der Controller 12, ob die Drosselklappenvorlast sich in der Ausgangsrampenperiode befindet. Wenn die Bedingung nicht erfüllt (falsch) ist, fährt die Steuerung mit Schritt 244 fort und setzt eine Ausgangsrampenverstärkung (GR_O) gleich 1. Sonst fährt die Steuerung mit Schritt 248 fort und setzt die GR_O gleich dem Quotienten aus einer gegenwärtigen Zeit in der Ausgangsrampenperiode und der Dauer der gesamten Ausgangsrampenperiode. Die Steuerung fährt von den Schritten 244 und 248 mit Schritt 250 fort. Bei Schritt 250 schlägt der Controller 12 eine Drosselklappenkorrektur TC nach oder berechnet diese. Bei Schritt 254 setzt die Steuerung den Drosselklappenquerschnitt gleich GR_I·GR_O·TC·AB, wobei AB der Basisquerschnitt ist. Bei Schritt 258 bestimmt die Steuerung, ob der Übergang abgeschlossen ist. Wenn nicht, kehrt die Steuerung zu Schritt 230 zurück. Sonst endet die Steuerung bei Schritt 260.
  • In 6 sind Schritte zum Verstellen des Zündzeitpunktes nach spät (Spätverstellung) allgemein bei 300 gezeigt. Die Steuerung tritt bei Schritt 302 ein. Bei Schritt 306 werden APCDes und APCMeas herausge sucht. Eine Drehmomentreduktionsanforderung wird bei Schritt 310 berechnet. Bei Schritt 314 bestimmt der Controller 12, ob eine Drehmomentreduktion erforderlich ist. Wenn sie es ist, wird eine Zündzeitpunktspätverstellungsanforderung bei Schritt 316 auf der Grundlage der Drehmomentreduktionsanforderung berechnet. Die Steuerung kehrt von den Schritten 314 und 316 zurück. Die Zündzeitpunktspätverstellungsschritte, die allgemein bei 300 gezeigt sind, werden vorzugsweise für jedes Zylinderzündungsereignis ausgeführt.
  • In den 7 und 8 sind beispielhafte Steuerungssignale für einen 8-Zylindermotor gezeigt. Es wird ein V4-Bedingungen-OK-Signal erzeugt, um einen Übergang von V8 nach V4 einzuleiten. Ein V4-Bedingungen-OK-und-Konsistent-Signal wird eine erste Periode nach der Erzeugung des V4-Bedingungen-OK-Signals erzeugt, um geringfügige Übergänge und/oder Schwingen zu verringern. Ein Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungs-(TCC-)Entsperrsignal wird vorzugsweise zur gleichen Zeit wie das V4-Bedingungen-OK-und-Konsistent-Signal ausgelöst.
  • Ein festes Zeitintervall, nachdem das TCC-Entsperrsignal erzeugt worden ist oder nachdem der Drehmomentwandlerschlupf einen Zielschlupf übersteigt, wird ein ECCC-Schlupf-OK-Signal erzeugt. Ein V8-nach-V4-Drosselklappen-Vorlast-Start-Signal wird auf der Grundlage des ECCC-Schlupf-OK-Signals erzeugt. Ein Vorlast-Verstärkungs-Signal wird zur gleichen Zeit wie das V8-nach-V4-Drosselklappen-Vorlast-Start-Signal eingeleitet. Es ist ein typischer Delta-Drosselklappenquerschnittsübergang von einem stationären V8-Drosselklappenquerschnitt zu einem stationären V4-Drosselklappenquerschnitt gezeigt.
  • Ein Saugrohrdruck nimmt langsam von einer V8-Betriebsart zu einer V4-Betriebsart zu. Während noch die V8-Betriebsart vorliegt, wird infolge des erhöhten Saugrohrdruckes ein übermäßiges Drehmoment erzeugt. Ein Zündzeitpunktspätverstellungssignal verringert das übermäßige Drehmoment. Ein V4-Betriebsart-Warten-Abgeschlossen-Signal beruht auf dem Offset-Signal, das von dem Ende der Vorlastbasisdauer subtrahiert wird. Alternativ kann das V4-Betriebsart-Warten-Abgeschlossen-Signal auf der APCMeas beruhen, die APCDeS übersteigt, oder darauf, dass ein Zeitglied abläuft.
  • Sobald das V4-Warten-Abgeschlossen-Signal auf High geht, kann ein erstes Steuersolenoid für eine Abschaltungseinrichtung eingeschaltet werden, und eine erste Einspritzeinrichtung kann ausgeschaltet werden. Ein APC-Mode-To-V4-Signal wird auf der Grundlage einer Ereignisverzögerung von dem Erstes-Einspritzventil-Aus-Signal erzeugt. Ein V4-Mode-Signal beruht auf einer Ereignisverzögerung von dem Erstes-Einspritzventil-Aus-Signal.
  • In 9A ist ein Zündzeitpunktspätverstellungs-Generator 350 gezeigt. Eine Signalauswahleinrichtung 352 empfängt ein APCDes-Signal für eine abgeschaltete Betriebsart, wie etwa für eine 4-Zylinder-APCDes4 und ein Soll-APC-Signal für die zugeschaltete Betriebsart, wie etwa für eine 8-Zylinder-APCDes8. Die Signalauswahleinrichtung 352 wählt eines der Eingangssignale auf der Grundlage eines Signals aus, das von dem Zylinderabschaltungsbetriebsart-Schaltkreis 354 empfangen wird. Beispielsweise erzeugt der Zylinderabschaltungsbetriebsart-Schaltkreis 354 eine "1", um die abgeschaltete Betriebsart zu kennzeichnen, und eine "0", um die zugeschaltete Betriebsart zu kennzeichnen. Die Signalauswahleinrichtung 352 gibt die Soll-APCDes an einen Drehmomentreduktions-Rechner 356 aus, der auch ein gemessenes APCMeas-Signal empfängt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Drehmomentreduktion wie folgt berechnet:
    Figure 00160001
  • Die Drehmomentreduktion, die vorzugsweise ein Signal zwischen 0 und 1 oder ein Prozentsatz ist, wird in einen Zündzeitpunktspätverstellungs-(RTD-)Rechner 360 eingegeben. Der RTD-Rechner 360 berechnet eine RTD aus einem minimalen besten Drehmoment (MBT von Minimum Best Torque)). Der RTD-Rechner 360 kann eine LUT (Nachschlagetabelle), ein Modell mit oder ohne Sensoreingänge, oder irgendein anderes geeignetes Verfahren anwenden. Beispielsweise kann der RTD-Rechner 360 RTD aus einem minimalen besten Drehmoment (MBT) auf der Grundlage von APCMeas und der Motordrehzahl (RPM) zu 360 berechnen. Die RTD aus MBT wird an einen End-RTD-Rechner 364 ausgegeben. Der End-RTD-Rechner 364 empfängt auch MBT und eine gegenwärtige Zündzeitpunktfrühverstellung (SA). Der End-RTD-Rechner 364 gibt ein End-RTD-Signal aus, das den Zündzeitpunkt nach spät verstellt, um das Drehmoment zu reduzieren. Es kann ebenfalls ein Abschaltungsdrehmomentreduktions-Verstärkungsschaltkreis 366 vorgesehen sein. In 9B ist ein geeignetes Abschaltungsverstärkungssignal gezeigt. Die Abschaltungs-RTD-Verstärkung umfasst einen Ausgangsrampenausgang 368, der den Abschaltungsübergang glättet.
  • Beispielsweise erzeugt der RTD-Rechner 360 ein RTD-Signal, das gleich –25 Grad ist. Der End-RTD-Rechner 364 empfängt eine MBT, die gleich 40 Grad ist, und eine SA, die gleich 35 Grad ist. Der End-RTD- Rechner gibt eine End-Zündzeitpunktspätverstellung von: End-RTD = –(MBT + RTD) – (MBT – SA) = –(40 – 25) – (40 – 35) = –20aus.
  • In den 10A und 10B ist ein RTD-Generator 370 für eine Zylinderzuschaltung gezeigt. Ein Drehmomentreduktions-Rechner 374 empfängt Signale APCDes und APCMeas und gibt ein Drehmomentreduktionssignal an einen Multiplizierer 376 aus. Ein Zuschaltungsdrehmomentreduktionsverstärkungs-Schaltkreis 380 erzeugt ein Verstärkungssignal, das ebenfalls in den Multiplizierer 376 eingegeben wird. Ein Ausgang des Multiplizierers 376 wird in einen RTD-Rechner 382 eingegeben, der RTD aus MBT berechnet. Ein End-RTD-Rechner 386 empfängt die RTD von MBT, die MBT- und die SA-Signale und berechnet die End-RTD. Ein Zylinderwiederzuschaltungsbetriebsart-Schaltkreis 388 erzeugt ein Signal auf der Grundlage der Abschaltungsbetriebsart des Motors und gibt das Signal an einen Multiplizierer 390 aus, der ebenfalls die End-Zündzeitpunktspätverstellung empfängt. Wenn die Wiederzuschaltungsbetriebsart freigegeben ist, gibt der Zylinderwiederzuschaltungsbetriebsart-Schaltkreis 388 eine "1" aus, und die End-Zündzeitpunktspätverstellung wird ausgegeben. Sonst gibt der Zylinderwiederzuschaltungsbetriebsart-Schaltkreis 388 eine "0" aus, die die Ausgabe der End-Zündzeitpunktspätverstellung sperrt. In 10B ist ein geeignetes Zuschaltungsverstärkungssignal gezeigt. Die Zuschaltungs-RTD-Verstärkung umfasst einen Ausgangsrampenausgang 400, der den Zuschaltungsübergang glättet.
  • Die Luftstromabschätzung wird vorzugsweise durchgeführt unter Verwendung von "Airflow Estimation For Engines with Displacement On Demand", beschrieben in US 6,760,656 B2 , deren Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme vollständig mit eingeschlossen ist. Luftstrom-Schätzsysteme, die von der Inhaberin der vorliegenden Erfindung entwickelt werden, sind ebenfalls in der US 5,270,935 A , US 5,423,208 A sowie US 5,465,617 A offenbart, deren Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme vollständig mit eingeschlossen ist.
  • Zusammengefasst berechnet ein Motorsteuerungssystem bzw. Verfahren eine Zündzeitpunktspätverstellung während des Zuschaltens oder Abschaltens eines Zylinders für einen Motor mit Zylinderzu- bzw. -abschaltung. Ein Drehmomentreduktions-Rechner berechnet ein Drehmomentreduktionssignal auf der Grundlage einer Soll-Luftströmung und einer gemessenen Luftströmung pro Zylinder. Ein Zündzeitpunktspätverstellungs-(RTD-)Rechner erzeugt ein Zündzeitpunktspätverstellungs-(RTD-)Signal auf der Grundlage des Drehmomentreduktionssignals. Ein End-RTD-Rechner erzeugt ein End-RTD-Signal auf der Grundlage des RTD-Signals, eines MBT-Signals und eines Zündzeitpunktfrühverstellungs-(SA-)Signals, wobei die End-Zündzeitpunktspätverstellung = –(MBT + RTD) – (MBT – SA) ist.

Claims (14)

  1. Motorsteuerungssystem zum Berechnen einer Zündzeitpunktspätverstellung während des Abschaltens eines Zylinders für einen Motor (16) mit Zylinderab- bzw. -zuschaltung, umfassend: einen Drehmomentreduktions-Rechner (356), der ein Drehmomentreduktionssignal auf der Grundlage einer Soll-Luftströmung und einer gemessenen Luftströmung pro Zylinder berechnet, einen Zündzeitpunktspätverstellungs-(RTD-)Rechner (360), der ein Zündzeitpunktspätverstellungs-(RTD-)Signal auf der Grundlage des Drehmomentreduktionssignals berechnet, und einen End-RTD-Rechner (364), der ein End-RTD-Signal auf der Grundlage des RTD-Signals, eines MBT-Signals und eines Signals einer momentanen Zündzeitpunktfrühverstellung (SA-Signal) erzeugt, wobei die End-Zündzeitpunktspätverstellung = –(MBT + RTD) – (MBT – SA) ist.
  2. Motorsteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das RTD-Signal ein negativer Offset von einer minimalen Zündzeitpunktfrühverstellung für ein bestes Drehmoment (MBT) ist.
  3. Motorsteuerungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zylinderabschaltungsfreigabe-Schaltkreis (354) zum Erzeugen eines Zylinderabschaltungs-Freigabesignals, und eine Auswahleinrichtung (352) zum Auswählen einer Soll- Luftströmung pro Zylinder bei Abschaltung auf der Grundlage des Zylinderabschaltungs-Freigabesignals.
  4. Motorsteuerungssystem zum Berechnen einer Zündzeitpunktspätverstellung während des Zuschaltens eines Zylinders für einen Motor (16) mit Zylinderab- bzw. -zuschaltung, umfassend: einen Drehmomentreduktions-Rechner (374), der ein Drehmomentreduktionssignal auf der Grundlage einer Soll-Luftströmung und einer gemessenen Luftströmung pro Zylinder berechnet, einen Zündzeitpunktspätverstellungs-(RTD-)Rechner (382), der ein RTD-Signal auf der Grundlage des Drehmomentreduktionssignals berechnet, und einen End-RTD-Rechner (386), der ein End-RTD-Signal auf der Grundlage des RTD-Signals, eines MBT-Signals und eines Signals einer momentanen Zündzeitpunktfrühverstellung (SA-Signal) berechnet, wobei die End-Zündzeitpunktspätverstellung = –(MBT + RTD) – (MBT – SA) ist.
  5. Motorsteuerungssystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Zuschaltungsverstärkungs-Schaltkreis (380) zur Bereitstellung eines Verstärkungssignals, einen Multiplizierer (376) zum Erzeugen eines Produktes, indem das Verstärkungssignal mit dem Drehmomentreduktionssignal multipliziert wird, wobei das Produkt in den RTD-Rechner (382) eingegeben wird.
  6. Motorsteuerungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das RTD-Signal ein negativer Offset von einer minimalen Zündzeitpunktfrühverstellung für ein bestes Drehmoment (MBT) ist.
  7. Motorsteuerungssystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Zylinderwiederzuschaltungs-Schaltkreis (388), der ein Zylinderwiederzuschaltungs-Freigabesignal erzeugt, und einen Multiplizierer (390), der ein zweites Produkt aus dem Zylinderwiederzuschaltungs-Freigabesignal und dem End-RTD-Signal erzeugt.
  8. Verfahren zum Berechnen einer Zündzeitpunktspätverstellung während des Abschaltens eines Zylinders für einen Motor (16) mit Zylinderab- bzw. -zuschaltung, mit den folgenden Schritten: Berechnen eines Drehmomentreduktionssignals auf der Grundlage einer Soll-Luftströmung und einer gemessenen Luftströmung pro Zylinder, Erzeugen eines Zündzeitpunktspätverstellungs-(RTD-)Signals auf der Grundlage des Drehmomentreduktionssignals, und Erzeugen eines End-RTD-Signals auf der Grundlage des RTD-Signals, eines MBT-Signals und eines Signals einer momentanen Zündzeitpunktfrühverstellung (SA-Signal), wobei die End-Zündzeitpunktspätverstellung = –(MBT + RTD) – (MBT – SA) ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das RTD-Signal ein negativer Offset von der minimalen Zündzeitpunktfrühverstellung für ein bestes Drehmoment (MBT) ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Schritte: Erzeugen eines Zylinderabschaltungs-Freigabesignals, und Auswählen einer Soll-Luftströmung pro Zylinder bei Abschaltung auf der Grundlage des Zylinderabschaltungs-Freigabesignals.
  11. Verfahren zum Berechnen einer Zündzeitpunktspätverstellung während des Zuschaltens eines Zylinders für einen Motor (16) mit Zylinderab- bzw. -zuschaltung, mit den Schritten: Berechnen eines Drehmomentreduktionssignals auf der Grundlage einer Soll-Luftströmung und einer gemessenen Luftströmung pro Zylinder, Erzeugen eines RTD-Signals auf der Grundlage des Drehmomentreduktionssignals, und Erzeugen eines End-RTD-Signals auf der Grundlage des RTD-Signals, eines MBT-Signals und eines Signals einer momentanen Zündzeitpunktfrühverstellung (SA-Signal), wobei die End-Zündzeitpunktspätverstellung = –(MBT + RTD) – (MBT – SA) ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die Schritte: Bereitstellen eines Zuschaltungsverstärkungssignals, Erzeugen eines Produktes, indem das Verstärkungssignal mit dem Drehmomentreduktionssignal multipliziert wird, wobei das Produkt in den RTD-Rechner eingegeben wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das RTD-Signal ein negativer Offset von einer minimalen Zündzeitpunktfrühverstellung für ein bestes Drehmoment (MBT) wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet, durch Erzeugen eines Zylinderwiederzuschaltungs-Freigabesignals, und Erzeugen eines zweiten Produktes aus dem Zylinderwiederzuschaltungs-Freigabesignal und dem End-RTD-Signal.
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