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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/682.065, eingereicht am 10. August 2012, die durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf die Zündungsauslassungs-Steuerung von Brennkraftmaschinen und insbesondere auf Mechanismen zum Bestimmen eines betriebsfähigen Zündungssollbruchteils. In einigen Ausführungsformen werden Datenstrukturen, wie z. B. Nachschlagtabellen, verwendet, um den Zündungssollbruchteil zu bestimmen.
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HINTERGRUND
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Die meisten heute in Betrieb befindlichen Fahrzeuge (und viele andere Vorrichtungen) sind durch Brennkraftmaschinen (IC-Kraftmaschinen) angetrieben. Die Brennkraftmaschinen besitzen typischerweise mehrere Zylinder oder andere Arbeitsräume, wo eine Verbrennung stattfindet. Unter normalen Fahrbedingungen muss sich das durch eine Brennkraftmaschine erzeugte Drehmoment über einen weiten Bereich ändern, um den Betriebsanforderungen des Fahrers zu entsprechen. Im Lauf der Jahre ist eine Anzahl von Verfahren zum Steuern des Brennkraftmaschinendrehmoments vorgeschlagen und verwendet worden. In den meisten Benzinkraftmaschinen wird die Ausgabe der Kraftmaschine hauptsächlich durch das Steuern der Luftmenge (und der entsprechenden Kraftstoffmenge), die den Arbeitsräumen zugeführt werden, moduliert. In vielen Dieselkraftmaschinen wird die Ausgabe hauptsächlich durch das Steuern der den Arbeitsräumen zugeführten Kraftstoffmenge moduliert.
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Einige Herangehensweisen versuchen, den thermodynamischen Wirkungsgrad der Kraftmaschine durch das Variieren des effektiven Hubraums der Kraftmaschine zu verbessern. Die meisten kommerziell verfügbaren Kraftmaschinen mit variablem Hubraum sind dafür ausgelegt, einen festen Satz der Zylinder während bestimmter Betriebsbedingungen bei geringer Last zu deaktivieren. Wenn ein Zylinder deaktiviert ist, bewegt sich sein Kolben typischerweise immer noch hin und her, wobei jedoch weder Luft noch Kraftstoff dem Zylinder zugeführt wird, so dass der Kolben während seines Arbeitstakts keine Leistung liefert. Weil die Zylinder, die "stillgelegt" sind, keine Leistung liefern, ist die proportionale Last auf den verbleibenden Zylinder erhöht, wodurch ermöglicht wird, dass die verbleibenden Zylinder mit einem verbesserten thermodynamischen Wirkungsgrad arbeiten. Der verbesserte thermodynamische Wirkungsgrad führt zu einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit.
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Typischerweise besitzt eine Kraftmaschine mit variablem Hubraum einen sehr kleinen Satz von verfügbaren Betriebsmodi. Einige kommerziell verfügbare 8-Zylinder-Kraftmaschinen mit variablem Hubraum können z. B. in einem 4-Zylinder-Modus arbeiten, bei dem nur vier Zylinder verwendet werden, während die anderen vier Zylinder deaktiviert sind (eine 4/8-Kraftmaschine mit variablem Hubraum). Eine weitere kommerziell verfügbare Kraftmaschine mit variablem Hubraum ist eine 3/4/6-Kraftmaschine, die eine Sechszylinderkraftmaschine ist, die mit 3, 4 oder 6 aktiven Zylindern betrieben werden kann. Selbstverständlich ist im Lauf der Jahre eine Vielzahl anderer Kraftmaschinen mit variablem Hubraum mit festem Zylindersatz ebenfalls vorgeschlagen worden, wobei einige die Flexibilität des Arbeitens mit irgendeiner Anzahl der Zylinder vorschlagen. Eine 4-Zylinder-Kraftmaschine könnte z. B. in 1-, 2-, 3- oder 4-Zylinder-Modi betreibbar sein.
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Eine weitere Herangehensweise der Kraftmaschinensteuerung, die den effektiven Hubraum der Kraftmaschine verändert, wird als die "Zündungsauslassungs"-Kraftmaschinensteuerung bezeichnet. Im Allgemeinen beabsichtigt die Zündungsauslassungs-Kraftmaschinensteuerung das selektive Auslassen des Zündens bestimmter Zylinder während ausgewählter Zündgelegenheiten. Folglich kann ein spezieller Zylinder während einer Zündgelegenheit gezündet werden, wobei er dann während der nächsten Zündgelegenheit übersprungen und dann während der nächsten selektiv übersprungen oder gezündet werden kann. In dieser Weise ist eine noch feinere Steuerung des effektiven Kraftmaschinenhubraums möglich. Das Zünden jedes dritten Zylinders in einer 4-Zylinder-Kraftmaschine würde z. B. einen effektiven Hubraum von 1/3 des vollen Kraftmaschinenhubraums bereitstellen, der ein Teilhubraum ist, der durch das einfache Deaktivieren eines Satzes von Zylindern nicht erhältlich ist.
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Im Allgemeinen ist es selbstverständlich, dass die Zündungsauslassungs-Kraftmaschinensteuerung eine Anzahl potentieller Vorteile bietet, einschließlich des Potentials der signifikant verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit in vielen Anwendungen. Obwohl das Konzept der Zündungsauslassungs-Kraftmaschinensteuerung seit vielen Jahren besteht und seine Vorteile selbstverständlich sind, hat die Zündungsauslassungs-Kraftmaschinensteuerung teilweise aufgrund der Herausforderungen, die sie bietet, einen signifikanten kommerziellen Erfolg noch nicht erreicht. In vielen Anwendungen, wie z. B. Kraftfahrzeuganwendungen, bezieht sich eine der signifikantesten Herausforderungen, die durch den Zündungsauslassungs-Kraftmaschinenbetrieb geboten wird, auf die NVH-Probleme (Geräusch-, Schwingungs- u. Härteprobleme). Im Allgemeinen ist ein Stereotyp, der der Zündungsauslassungs-Kraftmaschinensteuerung zugeordnet ist, dass der Zündungsauslassungs-Betrieb einer Kraftmaschine bewirkt, dass die Kraftmaschine signifikant rauer als beim herkömmlichen Betrieb läuft.
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Die ebenfalls übertragenen
US-Patente, Nrn. 7.577.511 ,
7.849.835 ,
7.886.715 ,
7.954.474 ,
8.099.224 ,
8.131.445 ,
8.131.447 und andere ebenfalls übertragene Patentanmeldungen beschreiben eine neue Klasse von Kraftmaschinen-Controllern, die es durchführbar machen, eine umfassende Vielfalt von Brennkraftmaschinen in einem Zündungsauslassungs-Betriebsmodus zu betreiben. Obwohl die beschriebenen Controller gut arbeiten, gibt es weitergehende Anstrengungen, um die Technik weiter zu verbessern und/oder alternative Herangehensweisen zum Implementieren einer derartigen Steuerung bereitzustellen. Die vorliegende Anmeldung beschreibt verschiedene Anordnungen, die verwendet werden können, um den Zündungsbruchteil einer Kraftmaschine, die in einem Zündungsauslassungs-Betriebsmodus arbeitet, zu bestimmen und/oder zu steuern.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf die Zündungsauslassungs-Steuerung von Brennkraftmaschinen und insbesondere auf Mechanismen zum Bestimmen eines betriebsfähigen Zündungssollbruchteils. In einigen Ausführungsformen ist eine Zündungsbruchteil-Bestimmungseinheit dafür ausgelegt, einen Zündungsbruchteil zu bestimmen, der für das Bereitstellen einer angeforderten Kraftmaschinenausgabe geeignet ist. Die Zündungsbruchteil-Bestimmungseinheit kann Datenstrukturen, wie z. B. Nachschlagtabellen, bei der Bestimmung des Zündungssollbruchteils verwenden. Ein Zündungs-Controller kann dann dafür ausgelegt sein, die Zündungen in einer Zündungsauslassungs-Weise anzuweisen, die den betriebsfähigen Zündungssollbruchteil zuführt.
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In einem Aspekt werden die Kraftmaschinen-Sollausgabe und ein oder mehrere Antriebsstrang-Betriebsparameter, wie z. B. die aktuelle Kraftmaschinendrehzahl, als die Indizes für eine Nachschlagtabelle verwendet, die verwendet wird, um einen Zündungssollbruchteil auszuwählen. In einigen Ausführungsformen dient der Getriebegang als ein weiterer Index für die Nachschlagtabelle. In weiteren Ausführungsformen können zusätzliche Indizes für die Datenstruktur irgendeines des Folgenden enthalten: den Krümmerabsolutdruck (MAP); die Nockenposition; einen Parameter, der die Luftladungsmasse (MAC) angibt; das Zylinder-Ausgangsdrehmoment; den maximalen zulässigen Krümmerdruck; die Fahrzeuggeschwindigkeit; die geschätzte Krümmertemperatur; und den Atmosphärendruck.
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In einigen Ausführungsformen ist die Nachschlagtabelle dafür ausgelegt, in ausgewählten Betriebszuständen den Betrieb in einem Allzylinder-Betriebsmodus vorzuschreiben. Wenn der Allzylinderbetrieb angewiesen ist, kann die Ausgabe der Kraftmaschine hauptsächlich basierend auf der Drosselklappenposition moduliert werden.
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In ausgewählten Ausführungsformen enthält jeder Eintrag in der Nachschlagtabelle ein Zündungsbruchteilfeld, das einen zugeordneten Zündungsbruchteil-Indikator speichert, der einen Zündungssollbruchteil angibt, der einem derartigen Eintrag zugeordnet ist. In einigen Ausführungsformen können die Tabelleneinträge ferner ein zweites Feld enthalten, das dafür ausgelegt ist, einen Wert zu speichern, der einen zweiten Soll-Betriebsparameter angibt. Das zweite Feld kann z. B. ein MAC-Feld sein, das dafür ausgelegt ist, einen MAC-Indikator zu speichern, der eine betriebsfähige Soll-Luftladungsmasse angibt. Wenn der MAC-Indikator verwendet wird, kann er ein relativer oder fester Bezugswert sein.
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In einem weiteren Aspekt werden Verfahren zum Bestimmen eines betriebsfähigen Zündungssollbruchteils beschrieben. In einigen Ausführungsformen werden Nachschlagtabellen, wie z. B. jene, die oben beschrieben worden sind, bei der Bestimmung des Zündungsbruchteils verwendet.
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In einer spezifischen Ausführungsform wird eine Kraftmaschinen-Sollausgabe hinsichtlich eines Sollbruchteils des Kraftmaschinendrehmoments bestimmt. Der Drehmoment-Sollbruchteil gibt die Kraftmaschinen-Sollausgabe bezüglich einer maximalen verfügbaren Kraftmaschinen-Bezugsausgabe an. Dann wird ein betriebsfähiger Zündungssollbruchteil wenigstens teilweise basierend auf dem Drehmoment-Sollbruchteil und der Kraftmaschinen-Solldrehzahl bestimmt. Dann werden die Zylinderzündungen in einer Zündungsauslassungs-Weise angewiesen, die die Kraftmaschinen-Sollausgabe durch die Zündung des Prozentsatzes der verfügbaren Arbeitszyklen zuführt, der durch den betriebsfähigen Zündungssollbruchteil angegeben ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung und ihre Vorteile können am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung, betrachtet im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, verstanden werden, worin:
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1A ein Blockschaltplan eines Zündungsauslassungs-Kraftmaschinen-Controllers, der eine Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung enthält, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist;
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1B ein Blockschaltplan eines weiteren beispielhaften Zündungsauslassungs-Kraftmaschinen-Controllers ist, der eine Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung enthält;
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1C ein Blockschaltplan eines weiteren beispielhaften Zündungsauslassungs-Kraftmaschinen-Controllers ist, der eine Drehmomentberechnungseinrichtung enthält;
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2 eine Darstellung einer Tabellendatenstruktur, die für die Verwendung beim Bestimmen des Zündungsbruchteils geeignet ist, gemäß einer beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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3 eine Darstellung einer Tabellendatenstruktur, die für die Verwendung beim Bestimmen des Zündungsbruchteils geeignet ist, gemäß einer weiteren Ausführungsform ist;
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4 eine Darstellung einer Tabellendatenstruktur, die für die Verwendung beim Bestimmen des Zündungsbruchteils geeignet ist, gemäß einer dritten Ausführungsform ist;
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5 ein funktionaler Blockschaltplan ist, der eine Zündungsbruchteil-Steuerstruktur gemäß einer weiteren Ausführungsform zeigt; und
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6 eine Darstellung einer Tabellendatenstruktur, die für die Verwendung beim Bestimmen des minimalen Zündungsbruchteils geeignet ist, gemäß einer beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
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In den Zeichnungen werden manchmal gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Strukturelemente zu bezeichnen. Es sollte außerdem erkannt werden, dass die Darstellungen in den Figuren schematisch und nicht maßstabsgerecht sind.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Verfahren, Datenstrukturen und Vorrichtungen zum Bestimmen des Zündungsbruchteils bei der Zündungsauslassungs-Steuerung.
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1A ist ein Blockschaltplan, der einen repräsentativen Zündungsauslassungs-Controller, der eine Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung verwendet, gemäß einer beschriebenen Ausführungsform schematisch veranschaulicht. Der Zündungsauslassungs-Controller 90 enthält eine Zündungsbruchteil-Bestimmungseinheit 92 (die manchmal als Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung bezeichnet wird) und eine Zündzeitsteuerungs-Bestimmungseinheit 94. Die Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung 92 ist dafür ausgelegt, einen Zündungsbruchteil zu bestimmen, der für das Zuführen der Kraftmaschinen-Sollausgabe geeignet ist, und informiert die Zündzeitsteuerungs-Bestimmungseinheit 94 über den Zündungssollbruchteil. Die Zündzeitsteuerungs-Bestimmungseinheit 94 ist für das Bestimmen einer Zündreihenfolge verantwortlich, die den Zündungssollbruchteil zuführt. Die Zündreihenfolge kann unter Verwendung irgendeiner geeigneten Herangehensweise bestimmt werden. In einigen Implementierungen kann die Zündung dynamisch auf einer einzelnen Grundlage von Zündgelegenheit zu Zündgelegenheit bestimmt werden, wie in einigen der aufgenommenen Patente beschrieben ist. In anderen können Mustergeneratoren oder vorgegebene Muster verwendet werden, um die Zufuhr des Zündungssollbruchteils zu fördern.
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Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 1B ein weiterer Zündungsauslassungs-Kraftmaschinen-Controller, der eine Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung enthält, beschrieben. In dieser Ausführungsform enthält der Controller 100 einen Zündungsauslassungs-Controller 110, der dafür ausgelegt ist, in Verbindung mit einer Kraftmaschinen-Steuereinheit (ECU) 140 zu arbeiten. In weiteren Ausführungsformen kann die Funktionalität des Zündungsauslassungs-Controllers 110 in der ECU 140 enthalten sein. Der veranschaulichte Zündungsauslassungs-Controller 110 enthält eine Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung 112, eine optionale Filtereinheit 114, ein Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116 und ein Zündzeitsteuerungs-Bestimmungsmodul 120. Der Zündungsauslassungs-Controller empfängt ein Eingangssignal 111, das eine Kraftmaschinen-Sollausgabe angibt, und ist dafür ausgelegt, unter Verwendung einer Zündungsauslassungs-Herangehensweise einen Ablauf von Zündbefehlen zu erzeugen, die eine Kraftmaschine 150 veranlassen, die Sollausgabe bereitzustellen.
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In der Ausführungsform nach 1B wird das Eingangssignal 111 als eine Anforderung für eine Kraftmaschinen-Sollausgabe behandelt. Das Signal 111 kann von einem Fahrpedal-Positionssensor (APP) oder anderen geeigneten Quellen, wie z. B. einem Tempomat, einer Drehmomentberechnungseinrichtung, einer ECU usw., empfangen oder abgeleitet werden. In 1B kann ein optionaler Vorprozessor 168 das Fahrpedalsignal vor der Zufuhr zu dem Zündungsauslassungs-Controller 110 modifizieren. Es sollte jedoch erkannt werden, dass in anderen Implementierungen der Fahrpedal-Positionssensor 163 direkt mit dem Zündungsauslassungs-Controller 110 in Verbindung stehen kann.
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Die Kraftmaschinen-Sollausgabe kann außerdem zusätzlich zu oder anstelle der Fahrpedalposition auf anderen Faktoren basieren. In einigen Ausführungsformen können z. B. die aktuellen Betriebsbedingungen, wie z. B. die Kraftmaschinendrehzahl, die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Gang, im Zusammenhang mit der Fahrpedalposition verwendet werden, wenn die Kraftmaschinen-Sollausgabe bestimmt wird. Ähnlich können verschiedene Umweltbedingungen, wie z. B. der Atmosphärendruck, die Umgebungstemperatur usw., in im Wesentlichen der gleichen Weise verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann es erwünscht sein, der Energie, die für den Antrieb der Kraftmaschinenzubehöre, wie z. B. der Klimaanlage, der Drehstromgeneratoren/des Generators, der Servolenkungspumpe, der Wasserpumpen, der Unterdruckpumpen und/oder irgendeiner Kombination aus diesen und anderen Komponenten, erforderlich ist, Rechnung zu tragen. Die geeignete Bestimmung dieser Zubehörverluste kann durch eine Drehmomentberechnungseinrichtung, die ECU oder andere geeignete Komponenten erreicht werden. Eine derartige Drehmomentberechnungseinrichtung usw. kann dafür ausgelegt sein, der Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung 112 einen einzigen Wert/ein einziges Signal, der/das das angeforderte Gesamtdrehmoment angibt, (z. B. anstelle des Signals 111) bereitzustellen oder einen/ein oder mehrere (nicht gezeigte) getrennte Werte/Signale der Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung 112 bereitzustellen, so dass die Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung selbst das angeforderte Gesamtdrehmoment basierend auf mehreren eingegebenen Drehmomentanforderungen bestimmt. Beispielhaft offenbart die ebenfalls in Besitz befindliche Patentanmeldung Nr. 61/682.135 (die durch Bezugnahme hier aufgenommen ist) einige Drehmomentberechnungseinrichtungen, die verwendet werden können, um die Kraftmaschinen-Sollausgabe zu bestimmen. In noch weiteren Ausführungsformen kann das Kraftmaschinen-Sollausgabensignal 111 oder ein ergänzendes Eingangssignal von einem Tempomat, einem Getriebe-Controller, einem Traktionssteuersystem (um den Radschlupf zu verringern) und/oder von irgendeiner anderen geeigneten Quelle kommen.
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Die Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung 112 empfängt das Eingangssignal 111 (und andere geeignete Quellen, wenn sie vorhanden sind), und ist dafür ausgelegt, einen Zündungsauslassungs-Zündungsbruchteil zu bestimmen, der geeignet sein würde, um die Sollausgabe unter ausgewählten Betriebsbedingungen der Kraftmaschine zuzuführen. Der Zündungsbruchteil gibt den Bruchteil oder den Prozentsatz der Zündungen unter den aktuellen (oder angewiesenen) Betriebsbedingungen an, der erforderlich ist, um die Sollausgabe zuzuführen. In einigen bevorzugten Ausführungsformen kann der Zündungsbruchteil basierend auf dem Prozentsatz der optimierten Zündungen bestimmt werden, die erforderlich sind, um das vom Fahrer angeforderte Kraftmaschinendrehmoment zuzuführen (z. B. wenn die Zylinder an einem Arbeitspunkt zünden, der im Wesentlichen für die Kraftstoffwirtschaftlichkeit optimiert ist). In anderen Fällen können jedoch Bezugszündungen einer anderen Ebene, Zündungen, die für andere Faktoren als die Kraftstoffwirtschaftlichkeit optimiert sind, die aktuellen Kraftmaschineneinstellungen usw. beim Bestimmen des geeigneten Zündungsbruchteils verwendet werden.
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In der veranschaulichten Ausführungsform ist ein optionales Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116 bereitgestellt, das mit der Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung 112 zusammenarbeitet. Das Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116 weist die ECU 140 an, um die ausgewählten Antriebsstrangparameter geeignet einzustellen, um sicherzustellen, dass die tatsächliche Kraftmaschinenausgabe bei dem befohlenen Zündungsbruchteil im Wesentlichen gleich der angeforderten Kraftmaschinenausgabe ist. Beispielhaft kann das Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116 für das Bestimmen der Soll-Luftladungsmasse (Soll-MAC) und/oder anderer Kraftmaschineneinstellungen verantwortlich sein, die erwünscht sind, um sicherzustellen, dass die tatsächliche Kraftmaschinenausgabe der angeforderten Kraftmaschinenausgabe entspricht. Selbstverständlich kann in anderen Ausführungsformen das Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116 dafür ausgelegt sein, die verschiedenen Kraftmaschineneinstellungen direkt zu steuern.
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Das Zündzeitsteuerungs-Bestimmungsmodul
120 ist dafür ausgelegt, eine Folge von Zündbefehlen (z. B. ein Ansteuerimpulssignal
113) auszugeben, die die Kraftmaschine veranlassen, den Prozentsatz der Zündungen zuzuführen, der durch einen befohlenen Zündungsbruchteil
119 vorgeschrieben ist. Das Zündzeitsteuerungs-Bestimmungsmodul
120 kann eine umfassende Vielfalt von verschiedenen Formen annehmen. Beispielhaft arbeiten Sigma-Delta-Umsetzer gut als das Zündzeitsteuerungs-Bestimmungsmodul
120. Eine Anzahl der Patente und Patentanmeldungen des Anmelders, dem die Anmeldung übertragen worden ist, beschreiben verschiedene geeignete Zündzeitsteuerungs-Bestimmungsmodule, einschließlich einer umfassenden Vielfalt verschiedener sigma-delta-basierter Umsetzer, die als das Zündzeitsteuerungs-Bestimmungsmodul gut arbeiten. Siehe z. B. die
US-Patente, Nrn. 7.577.511 ,
7.849.835 ,
7.886.715 ,
7.954.474 ,
8.099.224 ,
8.131.445 ,
8.131.447 und die Anmeldung Nr. 13/774.134, von denen jedes durch Bezugnahme hier aufgenommen ist. Der Ablauf der Zündbefehle (der manchmal als ein Antriebsimpulssignal
113 bezeichnet wird), der durch das Zündzeitsteuerungs-Bestimmungsmodul
120 ausgegeben wird, kann zu einer Kraftmaschinen-Steuereinheit (ECU) oder den Verbrennungs-Controller
140 geleitet werden, der die tatsächlichen Zündungen ordnet.
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In der in 1B veranschaulichten Ausführungsform wird die Ausgabe der Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung 112 optional durch eine Filtereinheit 114 geleitet, bevor sie dem Zündzeitsteuerungs-Bestimmungsmodul 120 zugeführt wird. Die Filtereinheit 114 ist dafür ausgelegt, die Wirkung irgendeiner Stufenänderung in dem befohlenen Zündungsbruchteil abzuschwächen, so dass die Änderung des Zündungsbruchteils über einen längeren Zeitraum verteilt wird. Diese "Verteilung" oder Verzögerung kann das Glätten der Übergänge zwischen verschiedenen befohlenen Zündungsbruchteilen unterstützen und kann außerdem verwendet werden, das Kompensieren mechanischer Verzögerungen beim Ändern der Kraftmaschinenparameter zu unterstützen.
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Insbesondere die Filtereinheit 114 kann ein erstes Filter enthalten, das den plötzlichen Übergang zwischen verschiedenen befohlenen Zündungsbruchteilen glättet, um eine bessere Reaktion auf das Kraftmaschinenverhalten bereitzustellen und so ein ruckartiges Übergangsverhalten zu vermeiden. Unter einigen Umständen verursachen eine Änderung des befohlenen Zündungsbruchteils und/oder andere Faktoren, dass das Antriebsstrang-Einstellmodul 116 eine entsprechende Änderung der Kraftmaschinen- (oder anderen Antriebsstrang-)Einstellungen anweist (z. B. der Drosselklappenposition, die verwendet werden kann, um den Krümmerdruck/die Luftladungsmasse zu steuern). In dem Ausmaß, in dem die Reaktionszeit des ersten Filters anders als die Reaktionszeit(en) zum Implementieren der Änderungen der angewiesenen Kraftmaschineneinstellung ist, kann es eine Fehlanpassung zwischen der angeforderten Kraftmaschinenausgabe und der zugeführten Kraftmaschinenausgabe geben. In der Tat ist in der Praxis die mechanische Reaktionszeit, die dem Implementieren derartiger Änderungen zugeordnet ist, viel langsamer als die Taktrate der Zündungssteuereinheit. Eine befohlene Änderung des Krümmerdrucks kann z. B. das Ändern der Drosselklappenposition umfassen, das eine zugeordnete mechanische Zeitverzögerung besitzt. Sobald sich die Drosselklappe bewegt hat, gibt es eine weitere Zeitverzögerung, um den Soll-Krümmerdruck zu erreichen. Das Nettoergebnis ist, dass es oft nicht möglich ist, eine befohlene Änderung bestimmter Kraftmaschineneinstellungen in dem Zeitrahmen einer einzigen Zündgelegenheit zu implementieren. Falls diesen Verzögerungen nicht Rechnung getragen wird, würden sie zu einem Unterschied zwischen der angeforderten und der zugeführten Kraftmaschinenausgabe führen. Die Filtereinheit 114 kann außerdem ein zweites Filter enthalten, um die Verringerung derartiger Diskrepanzen zu unterstützen. Spezifischer kann das zweite Filter so skaliert sein, dass sich seine Ausgabe mit einer zum Kraftmaschinenverhalten ähnlichen Rate ändert; es kann z. B. im Wesentlichen der Füll-/Ausströmdynamik des Einlasskrümmers entsprechen. Die Filter innerhalb der Filtereinheit 114 können in einer umfassenden Vielfalt verschiedener Weisen konstruiert sein.
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Die Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung 112, die Filtereinheit 114 und das Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116 können eine umfassende Vielfalt verschiedener Formen annehmen, wobei ihre Funktionalitäten alternativ in eine ECU aufgenommen sein können oder durch andere integriertere Komponenten, durch Gruppen von Unterkomponenten oder unter Verwendung einer umfassenden Vielfalt alternativer Herangehensweisen bereitgestellt werden können. In verschiedenen alternativen Implementierungen können diese Funktionsblöcke unter Verwendung eines Mikroprozessors, einer ECU oder einer anderen Rechenvorrichtung, unter Verwendung analoger oder digitaler Komponenten, unter Verwendung einer programmierbaren Logik, unter Verwendung von Kombinationen des Vorhergehenden und/oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise algorithmisch erreicht werden.
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In noch weiteren Implementierungen kann die Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung 112 dafür ausgelegt sein, "angeforderte" Zündungsbruchteile hinsichtlich einer Bezugszylinderausgabe zu bestimmen. Wenn eine Bezugszylinderausgabe verwendet wird, kann der Bezug ein fester Wert sein oder er kann basierend auf ausgewählten Antriebsstrang-, Fahrzeug- oder Umwelt-Parametern/Bedingungen variabel sein. Der angeforderte Zündungsbruchteil kann dann bei der Auswahl eines betriebsfähigen Zündungsbruchteils verwendet werden, der bevorzugte Merkmale (wie z. B. bessere NVH-Eigenschaften) besitzen könnte. Wenn eine derartige Einstellung an dem angeforderten Zündungsbruchteil ausgeführt wird, ist es typischerweise erwünscht, andere Kraftmaschinen- oder Antriebsstrangparameter entsprechend einzustellen, um sicherzustellen, dass die Kraftmaschinen-Sollausgabe tatsächlich zugeführt wird. Beispielhaft ist eine derartige Architektur in den ebenfalls übertragenen Patentanmeldungen Nr. 13/654.244 und 13/654.248 beschrieben, die durch Bezugnahme hier aufgenommen sind.
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Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 1C eine weitere spezifische Implementierung eines Zündungsauslassungs-Controllers beschrieben. In dieser Ausführungsform wird eine Drehmomentberechnungseinrichtung 175 verwendet, um eine Kraftmaschinen-Sollausgabe 111(c) zu bestimmen, die der Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung 112 bereitgestellt wird. In anderer Hinsicht können die Komponenten des Zündungsauslassungs-Controllers 110(c) zu jenen ähnlich sein, die oben bezüglich der 1A oder 1B beschrieben worden sind.
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In der Ausführungsform nach 1C werden eine Fahrpedalposition (APP) und die Fahrzeuggeschwindigkeit (RPM) als Indizes in einer Nachschlagtabelle 176 verwendet, die eine Ziel-Drosselklappenposition (Ziel-TP) zurückschickt. Diese Tabelle ist dafür ausgelegt, eine gute Fahrbarkeit zu ergeben, wobei derartige Tabellen in verschiedenen kommerziell verfügbaren Kraftmaschinen implementiert sind. Für eine gegebene Ziel-Drosselklappenposition (Ziel-TP) und Ziel-Kraftmaschinendrehzahl kann ein Ziel- oder Solldrehmoment bestimmt werden. Das Solldrehmoment kann algorithmisch berechnet werden, aus einer Nachschlagtabelle oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise erhalten werden. In der beschriebenen Implementierung ist das Solldrehmoment als ein Bruchteil charakterisiert – spezifisch der Bruchteil oder der Prozentsatz des unter Bezugs- oder Nenn-Zylinderbedingungen erzeugten Drehmoments. (Es sei angegeben, dass der Bruchteil potentiell größer als eins sein kann). In anderen Ausführungsformen kann die Sollausgabe in anderer Weise charakterisiert sein – wie z. B. als die Anzahl der erforderlichen Zylinder (z. B. 3.1) aus der Gesamtzahl der Zylinder, eine Gesamt-Drehmomentausgabe oder in anderer Weise. Die Bezugszylinderbedingungen können ein festgelegter vorgegebener Wert sein oder ein Wert sein, der sich mit bestimmten Umwelt- und Betriebsbedingungen (wie z. B. dem Atmosphärendruck, der Kraftmaschinendrehzahl usw.) ändert.
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Optional kann die Drehmomentberechnungseinrichtung 175 dafür ausgelegt sein, der durch die Kraftmaschinezubehöre verwendeten Last Rechnung zu tragen, indem Schätzungen, die der Energie Rechnung tragen, die erforderlich ist, um derartige Zubehöre anzutreiben, zu der vom Fahrer angeforderten Ausgabe, die durch die Fahrpedalposition angegeben ist, hinzugefügt werden, wenn der Drehmoment-Sollbruchteil bestimmt wird. Außerdem kann die Drehmomentberechnungseinrichtung 175 dafür ausgelegt sein, die Eingaben von anderen Steuersystemen innerhalb des Fahrzeugs zu berücksichtigen, wenn das Solldrehmoment bestimmt wird. Derartige Eingaben können vorgesehen sein, um die Sollausgabe, wie sie durch die Fahrpedalposition angegeben ist, aufzuheben oder zu ergänzen. Beispielhaft kann eine ECU oder ein Getriebe-Controller während der Schaltvorgänge des Getriebes Verringerungen des Übergangsdrehmoments anfordern; kann ein Traktions-Controller während potentieller Traktionsverlustereignisse eine verringerte oder spezifische Kraftmaschinenausgabe anfordern; und/oder kann ein Tempomat eine Kraftmaschinenausgabe anweisen, während sich das Fahrzeug unter der Steuerung des Tempomats befindet.
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In der Ausführungsform nach 1C verwendet die Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung 112 den durch die Drehmomentberechnungseinrichtung 175 bereitgestellten Drehmoment-Sollbruchteil 111(c) (die Kraftmaschinen-Sollausgabe), um den Zündungssollbruchteil zu bestimmen. Der geeignete Zündungsbruchteil für einen gegebenen Drehmomentbruchteil kann basierend auf einer ausgewählten Betriebsbedingung, wie z. B. der Kraftmaschinendrehzahl (und potentiell dem Gang), etwas variieren, wobei folglich die verwendeten Nachschlagtabellen mehrere Indizes besitzen können – wie z. B. den Drehmoment-Sollbruchteil (d. h. die Kraftmaschinen-Sollausgabe) und die RPM in einigen speziellen Implementierungen.
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In einigen Implementierungen kann es erwünscht sein, die Zündungsauslassungs-Steuerung nur zu verwenden, wenn die Kraftmaschine in einem speziellen Bereich der Bedingungen arbeitet – wie z. B. einer Kraftmaschinendrehzahl innerhalb eines zulässigen Bereichs. Die minimale und die maximale Kraftmaschinen-Betriebsdrehzahl für den Zündungsauslassungs-Betrieb kann in die Zündungsbruchteiltabelle aufgenommen werden, indem ein Betrieb aller Zylinder (oder verringerter Zylinder) bei spezifischen Kraftmaschinendrehzahlen oder unter spezifischen Betriebsbedingungen vorgeschrieben wird. Für die NVH-Überlegungen kann es erwünscht sein, die Verwendung eines minimalen Zündungsbruchteils zu erfordern, (der sich basierend auf Faktoren, wie z. B. der Kraftmaschinendrehzahl und dem Gang, ändern kann). Es sollte erkannt werden, dass derartige Minima außerdem leicht in die Zündungsbruchteiltabellen aufgenommen werden können. Die Zündungsbruchteiltabellen können dafür ausgelegt sein, Nenn- oder Bezugs-Kraftmaschineneinstellungen anzunehmen, oder können dafür ausgelegt sein, die zugeordneten Kraftmaschineneinstellungen anzuweisen.
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In einigen Ausführungsformen wird dann der Zündungssollbruchteil an das Zündzeitsteuerungs-Bestimmungsmodul gesendet. In anderen Ausführungsformen kann es erwünscht sein, nur Zündungsbruchteile zu verwenden, die aus einem Satz verfügbarer betriebsfähiger Zündungsbruchteile ausgewählt sind, um das Behandeln von NVH-Angelegenheiten zu unterstützen. In derartigen Ausführungsformen können die Zündungssollbruchteile bei der Auswahl eines betriebsfähigen Zündungsbruchteils verwendet werden. Gleichzeitig können verschiedene Kraftmaschineneinstellungen, wie z. B. die Ventilzeitsteuerung (die Nockenzeitsteuerung), die Drosselklappenposition und/oder die Funkenzeitsteuerung, geeignet eingestellt werden, um sicherzustellen, dass die Kraftmaschine die Sollausgabe bei dem betriebsfähigen Zündungsbruchteil zuführt. Beispielhaft sind derartige Anordnungen in den ebenfalls übertragenen Patenten Nrn. 13/654.244 und 13/654.248 beschrieben, die durch Bezugnahme hier aufgenommen sind.
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Die Drehmomentbestimmung, die Zündungsbruchteilbestimmung und die Bestimmung, ob ein Zylinder während eines speziellen Arbeitszyklus ausgelassen oder gezündet werden soll, werden vorzugsweise einzeln auf einer Grundlage von Arbeitszyklus zu Arbeitszyklus ausgeführt, obwohl sie nicht in allen Implementierungen erforderlich sind. Das heißt, die Drehmoment- und Zündungsbruchteil-Bestimmungen werden vorzugsweise bei jeder Zündgelegenheit aktualisiert, wobei die Zündentscheidung vorzugsweise bei jeder Zündgelegenheit getroffen wird. Folglich kann im Kontext der Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung 112 der gegenwärtige Zündungssollbruchteil vor jeder Zündgelegenheit erneut bestimmt werden. Das Fördern einer derartigen dynamischen Nachführung des Zündungssollbruchteils ermöglicht, dass der Controller besonders auf sich ändernde Anforderungen reagiert, während die Vorteile des Zündungsauslassungs-Betriebs aufrechterhalten werden. Obwohl Aktualisierungen von Zündgelegenheit zu Zündgelegenheit in vielen Anwendungen erwünscht sind, sollte erkannt werden, dass in alternativen Ausführungsformen irgendwelche der aktualisierten Berechnungen und/oder Zündentscheidungen weniger häufig ausgeführt bzw. getroffen werden können, wie es für irgendeinen speziellen Zündungsauslassungs-Controller geeignet ist.
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Die Zündungsbruchteil-Bestimmungseinheit
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Es gibt eine Anzahl von Faktoren, die den Zündungssollbruchteil beeinflussen können. Diese enthalten typischerweise die angeforderte Kraftmaschinenausgabe (die oft zum großen Teil basierend auf der Fahrpedalposition bestimmt wird) und die ausgewählten Antriebsstrang-Betriebsparameter, wie z. B. die aktuelle Kraftmaschinendrehzahl (z. B. RPM) und/oder den aktuellen Getriebegang. Die Zündungsbruchteil-Bestimmungseinheit 112 ist dafür ausgelegt, den Zündungssollbruchteil basierend auf derartigen Faktoren und/oder anderen Faktoren, die der Entwickler des Zündungsauslassungs-Controllers als wichtig betrachten kann, zu bestimmen.
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In einigen Ausführungsformen ist die Zündungsbruchteil-Bestimmungseinheit 112 dafür ausgelegt, eine Nachschlagtabelle zu verwenden, um den Zündungssollbruchteil zu bestimmen. Beispielhaft veranschaulicht 2 schematisch eine Nachschlagtabelle 200, die in einigen Implementierungen verwendet werden kann, um den geeigneten Zündungsbruchteil zu bestimmen. Die Nachschlagtabelle kann in irgendeinem geeigneten Typ des Speichers unter Verwendung verschiedener herkömmlicher Tabellenkonstrukte implementiert sein. In der in 2 veranschaulichten Ausführungsform sind drei unabhängige Indizes bereitgestellt, wobei jeder Tabelleneintrag 203 ein Zündungsbruchteilfeld 204 besitzt, das einen Zündungsbruchteil-Indikatorwert 205 speichert, der den Zündungssollbruchteil angibt, der diesem Eintrag zugeordnet ist. Der erste Index 207 basiert auf einer angeforderten Kraftmaschinenausgabe, die, wie oben beschrieben worden ist, in irgendeiner geeigneten Weise durch die Drehmomentberechnungseinrichtung, einen Fahrpedalpositionssensor oder durch irgendeine andere geeignete Komponente bestimmt werden kann. Der zweite Index 209 basiert auf einem ersten Antriebsstrang-Betriebsparameter – in der veranschaulichten Ausführungsform spezifisch der Kraftmaschinendrehzahl. Der dritte Index 211 basiert auf einem zweiten Antriebsstrang-Betriebsparameter – spezifisch dem Getriebegang. In anderen Ausführungsformen können verschiedene andere Indizes basierend auf anderen Antriebsstrang-Betriebsparametern zusätzlich zu einem oder mehreren oder anstelle eines oder mehrerer der beschriebenen Indizes verwendet werden. Außerdem können die umgebenden Umweltbedingungen, wie z. B. der Druck der Umgebungsluft (der sich mit der Höhe und anderen Faktoren ändert) und/oder die Temperatur der Umgebungsluft, zusätzlich zu den Betriebsparametern der Kraftmaschine und des Fahrzeugs als Tabellenindizes verwendet werden.
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Der angeforderte Kraftmaschinenausgabe-Indexwert kann auf einer umfassenden Vielfalt verschiedener Eingaben basieren. In einigen Ausführungsformen kann der angeforderte Kraftmaschinen-Ausgabeindex z. B. direkt oder indirekt auf der Ausgabe des Fahrpedalpositionssensors basieren. In anderen Ausführungsformen kann die angeforderte Kraftmaschinenausgabe ein angefordertes Drehmoment oder einen anderen Indikator der Kraftmaschinen-Sollausgabe angeben. Eine derartige Anforderung könnte von einem Tempomat, der ECU, einer Drehmomentberechnungseinrichtung, einem Logikblock (z. B. einem Vorprozessor), der das Pedalpositionssensorsignal in ein angefordertes Drehmoment umsetzt, einem Traktionssteuersystem oder von irgendeiner anderen geeigneten Quelle kommen. In anderen Ausführungsformen kann die Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung (oder eine Drehmomentberechnungseinrichtung, die das angeforderte Gesamtdrehmoment bestimmt) dafür ausgelegt sein, die Drehmomentanforderung von mehreren Quellen zu summieren und/oder eine Kraftmaschinen-Sollausgabe basierend auf den aktuellen Betriebsbedingungen unter Verwendung irgendwelcher Kriterien, die von dem Entwickler der Kraftmaschinensteuerung als geeignet betrachtet werden können, anderweitig zu bestimmen, zu berechnen oder auszuwählen. Die angeforderte Kraftmaschinenausgabe kann hinsichtlich einer absoluten Zahl (z. B. eines speziellen angeforderten Drehmoments), hinsichtlich eines Bruchteils oder eines Prozentsatzes (z. B. eines speziellen Drehmomentbruchteils, wie oben bezüglich 1C beschrieben worden ist) oder in irgendeiner anderen Weise bereitgestellt werden, wobei die Tabellen dementsprechend skaliert werden können.
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Es sollte erkannt werden, dass es zusätzlich zu der angeforderten Kraftmaschinenausgabe eine Anzahl von Faktoren gibt, die den Zündungssollbruchteil beeinflussen können. Verschiedene Antriebsstrang-Betriebsparameter, wie z. B. die aktuelle Kraftmaschinendrehzahl (z. B. RPM) und/oder der aktuelle Getriebegang, können z. B. den Zündungssollbruchteil beeinflussen. Die Betriebsbedingungen, wie z. B. die Drehmomentausgabe jedes Zylinders oder Faktoren, die diese Ausgabe beeinflussen, wie z. B. die Luftladungsmasse (MAC), die Nockenposition (z. B. die Position des Nockenwellenstellers), der Krümmerabsolutdruck (MAP) und/oder die geschätzte Krümmertemperatur könnten ebenso als Indizes verwendet werden. In der in 2 veranschaulichten Ausführungsform werden die Kraftmaschinendrehzahl und der Getriebegang, der sich gegenwärtig in Gebrauch befindet, als zusätzliche Indizes für die Nachschlagtabelle 200 verwendet, so dass der Zündungsbruchteil zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt besser an den aktuellen Betriebszustand des Fahrzeugs angepasst werden kann.
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Die Kraftmaschinendrehzahl kann aus mehreren Gründen nützlich sein. Anfangs kann es erwünscht sein, einen minimalen Zündungsbruchteil zu fordern, selbst wenn die angeforderte Kraftmaschinenausgabe niedrig ist, wie z. B. im Leerlauf oder bei Kraftmaschinendrehzahlen unter einem bestimmten Schwellenwert (z. B. 1000 oder 1500 U/min usw.). Dies kann nützlich sein, um die NVH-Probleme abzuschwächen. Höhere Kraftmaschinendrehzahlen besitzen z. B. höhere Zündfrequenzen (für einen gegebenen Zündungsbruchteil) – die dazu neigen, bessere Schwingungseigenschaften in Frequenzbereichen zu besitzen, die für die Passagiere am wahrnehmbarsten sind. Außerdem kann für eine gegebene angeforderte Kraftmaschinenausgabe der Zündungsbruchteil, der für eine Kraftmaschine erwünscht ist, die gegenwärtig bei 1500 U/min arbeitet, höher als der erwünschte Zündungsbruchteil bei einer höheren Kraftmaschinendrehzahl (z. B. 4000 U/min) sein.
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Der Getriebegang kann außerdem ein wichtiger Faktor sein, wenn der Zündungssollbruchteil bestimmt wird. Ein Grund, dass der Getriebegang wichtig sein kann, ist, dass verschiedene Gänge dazu neigen, verschiedene NVH-Eigenschaften (Geräusch-, Schwingungs- und Härte-Eigenschaften) zu besitzen. Das heißt, verschiedene Gänge können verschiedene Schwingungs- und/oder akustische Eigenschaften bei gegebenen ähnlichen Betriebsparametern, wie z. B. der Kraftmaschinendrehzahl, dem Zündungsbruchteil usw., besitzen. Ein bestimmter Zündungsbruchteil kann z. B. im 4. Gang bei einer speziellen Kraftmaschinendrehzahl gleichmäßig laufen, während derselbe Zündungsbruchteil in einem anderen Gang bei der gleichen Kraftmaschinendrehzahl unerwünschte Schwingungen erzeugen kann. Dies ist teilweise so, weil derselbe von der Kraftmaschine erzeugte Drehmomentimpuls durch verschiedene Gänge verschieden zum Triebstrang übertragen wird.
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Die beschriebenen Nachschlagtabellen können verwendet werden, um eine umfassende Vielfalt verschiedener Zündungsbruchteil-Bestimmungsalgorithmen zu implementieren. Einer der Vorteile der beschriebenen Nachschlagtabellen-Herangehensweise ist, dass die Korrelationen zwischen spezifischen Betriebsparametern und dem angewiesenen Zündungsbruchteil in irgendeiner Weise definiert sein können, die durch den Entwickler des Kraftmaschinen-Controllers als geeignet betrachtet wird. Dies ermöglicht dem Entwickler, die gewünschten Abbildungen zwischen verschiedenen Betriebsparametern und dem Zündungssollbruchteil experimentell, analytisch oder unter Verwendung irgendeiner Kombination derartiger Herangehensweisen zu bestimmen. Das Zugreifen auf die Tabellen ist ein zeit- und verarbeitungseffizienter Mechanismus zum Bestimmen des Zündungsbruchteils, weil sehr schnell auf die Tabellen zugegriffen werden kann, was das Aktualisieren von Zündgelegenheit zu Zündgelegenheit des Zündungssollbruchteils fördert. Falls gewünscht, kann folglich der "aktuelle" Zündungsbruchteil vor jeder Zündgelegenheit bestimmt und aktualisiert werden. Selbstverständlich können die Tabellen außerdem in anderen Implementierungen leicht verwendet werden, bei denen eine derartige häufige Neubestimmung des Zündungssollbruchteils nicht notwendig ist. Die Verwendung von Nachschlagtabellen ermöglicht außerdem, dass die Werte der Einträge und folglich die gewünschten Abbildungen auf Wunsch leicht zu aktualisieren sind. Die Tabellen könnten z. B. auf Wunsch als Teil der Fahrzeugwartung aktualisiert werden. Außerdem können mehrere Tabellen für die Verwendung unter verschiedenen Fahr- oder Umweltbedingungen bereitgestellt sein.
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Die Nachschlagtabelle kann als eine einzige mehrdimensionale Nachschlagtabelle implementiert sein oder kann als ein Satz verschiedener Nachschlagtabellen konstruiert sein, von denen jede einem speziellen Betriebsparameter zugeordnet ist. Es kann z. B. eine separate Nachschlagtabelle für die Verwendung mit jedem Getriebegang usw. bereitgestellt sein. Für die Zwecke dieser Anmeldung werden Tabellenstrukturen, die physisch getrennte Nachschlagtabellen basierend auf einem speziellen Parameter (z. B. eine getrennte physische oder logische Tabelle für jeden Gang) verwenden, als konzeptionell das Gleiche wie eine mehrdimensionale Nachschlagtabelle betrachtet, die diesen speziellen Parameter (den Gang in dem gegebenen Beispiel) als einen zusätzlichen Index verwendet. Folglich ist der Begriff "mehrdimensionale Nachschlagtabelle", wie er hier verwendet wird, vorgesehen, um jede Datenstruktur oder jeden Satz von Datenstrukturen zu umfassen, die dafür ausgelegt sind, dass unter Verwendung von zwei oder mehr verschiedenen Variable (z. B. Indizes) auf sie zugegriffen wird. Diese können physisch oder logisch getrennte Tabellen, Anordnungen usw. enthalten.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform basiert einer der Indizes für die Tabelle auf der Kraftmaschinendrehzahl oder RPM. In weiteren Ausführungsformen kann ein derartiger Index auf einem Wert, der die Kraftmaschinendrehzahl direkt oder indirekt angibt, wie z. B. die Drehzahl einer Nockenwelle, die Drehzahl einer Komponente des Triebstrangs usw., oder sogar der Fahrzeuggeschwindigkeit basieren.
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In einigen Ausführungsformen können die Eingaben in die Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung 112 quantisiert sein und kann die Tabelle geeignet dimensioniert sein, so dass alle möglichen Eingabeparameter explizit in der Nachschlagtabelle definiert sind. In anderen Ausführungsformen können herkömmliche Interpolationstechniken verwendet werden, um den Zündungssollbruchteil basierend auf den nächsten verfügbaren Tabelleneinträgen zu bestimmen. In der in 2 gezeigten Tabelle sind für Veranschaulichungszwecke nur einige Einträge für jeden Indexwert bereitgestellt. Selbst wenn derartige grobe Indexschritte in der Tabelle bereitgestellt sind, können Standard-Interpolationstechniken verwendet werden, um die geeigneten Zündungsbruchteile für die Zwischenbedingungen zu bestimmen. In der Praxis ist es oft erwünscht, zwischen den Indexwerten der Tabelle viel feinere Schritte zu besitzen, wobei die Bereiche der Werte basierend auf dem erwarteten Betriebsbereich der Zündungsauslassungs-Steuerung der Kraftmaschine umfassend variieren.
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Wie durch die Fachleute auf Gebiet der Zündungsauslassungs-Kraftmaschinensteuerung erkannt wird, können niedrige (aber von null verschiedene) Zündungsbruchteile manchmal schlechte Schwingungseigenschaften besitzen, insbesondere wenn die Kraftmaschine bei einer relativ niedrigen Kraftmaschinendrehzahl arbeitet. Deshalb ist es in einigen Implementierungen erwünscht, einen minimalen Zündungsbruchteil oder eine minimale Zündungsfrequenz vorzuschreiben. Wenn ein minimaler Zündungsbruchteil verwendet wird, kann es erwünscht sein, die Ausgabe jeder Zündung geeignet zu verringern, so dass die Gesamtausgabe der Kraftmaschine der Sollausgabe bei dem vorhandenen minimalen Zündungsbruchteil entspricht. Dies kann durch das Einstellen anderer Parameter, wie z. B. der Funkenzeitsteuerung, der Luftmassenladung (MAC), der Position des Nockenwellenstellers, des Nockenhubs oder des Einlasskrümmer-Absolutdrucks (MAP) im Zusammenhang mit dem Zündungsbruchteil leicht erreicht werden. Es kann eine Anzahl von Herangehensweisen verwendet werden, um die Ausgabe jeder Zündung geeignet zu steuern. Beispielhaft können in einer Herangehensweise die Nachschlagtabellen dafür ausgelegt sein, den Zündungsbruchteil in Reaktion auf relativ kleine Drehmomentanforderungen auf einen minimalen Zündungssollbruchteil für die zugeordnete Kraftmaschinendrehzahl zu setzen. Eine weitere Komponente oder ein weiterer Logikblock (wie z. B. das Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116 oder die ECU 140) kann dann dafür ausgelegt sein, andere Kraftmaschinenparameter einzustellen, wie es geeignet ist, um sicherzustellen, dass die Kraftmaschine die Sollausgabe bei dem angeforderten Zündungsbruchteil zuführt.
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In der veranschaulichten Ausführungsform ist eine Anzahl der Werte des Zündungsbruchteils in der Tabelle als "1" identifiziert – was bedeutet, dass alle Zylinder die ganze Zeit gezündet werden würden. Siehe insbesondere den unteren rechten Quadranten der Tabelle des Gangs 6, die in 2 veranschaulicht ist. Unter einigen Umständen kann die Drehmomentanforderung, der eine "1" zugeordnet ist, einfach nicht durch die Kraftmaschine bei der zugeordneten Kraftmaschinendrehzahl erfüllt werden (was insbesondere für Einträge in der unteren rechten Ecke dieser Tabelle zutreffend sein würde). Unter anderen Umständen kann das Einstellen anderer Kraftmaschinenparameter in herkömmlicher Weise – wie z. B. durch die Frühverstellung der Nockenwelle oder das Vergrößern der Luftladungsmasse – verwendet werden, um das Kraftmaschinen-Solldrehmoment bereitzustellen.
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In einer anderen Herangehensweise können die Nachschlagtabellen selbst dafür ausgelegt sein, andere Betriebsparameter zusätzlich zu dem Zündungsbruchteil zu definieren. Eine derartige Anordnung ist in 3 veranschaulicht, die eine Tabelle 300 zeigt, die zusätzlich zu dem Zündungsbruchteil eine relative Soll-Luftladungsmasse definiert. Spezifisch besitzt in der veranschaulichten Ausführungsform jeder Tabelleneintrag 303 zwei getrennte Felder. Das erste Feld ist das Zündungsbruchteilfeld (FF-Feld) 304, das einen Zündungsbruchteil-Indikatorwert 305 enthält, wie oben bezüglich 2 beschrieben worden ist. Das zweite Feld ist ein relatives MAC-Feld 316, das einen Indikator des relativen Prozentsatzes einer bestimmten Bezugs-MAC 307 speichert, die im Zusammenhang mit dem bestimmten Zündungsbruchteil zu verwenden ist. Dieses Feld wird hier manchmal als das MAC-Einstellfeld bezeichnet und ist in der Tabelle nach 3 als "MAC" bezeichnet.
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Die Bezugs-MAC kann ein fester Absolutwert sein, wobei sie jedoch häufiger ein Wert sein würde, der basierend auf den aktuellen Betriebsbedingungen bestimmt wird. In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist die Bezugs-MAC eine Luftmassenladung, die den Betrieb der Zylinder unter im Wesentlichen optimalen (thermodynamischen oder anderweitigen) Bedingungen fördert. Die Bezugs-Luftladungsmasse kann z. B. gleich der Luftladungsmasse gesetzt sein, die im Wesentlichen den höchsten thermodynamischen Wirkungsgrad (Kraftstoffwirkungsgrad) beim aktuellen Betriebszustand der Kraftmaschine (z. B. der Kraftmaschinendrehzahl, den Umweltbedingungen usw.) bereitstellt. Es sollte jedoch erkannt werden, dass die Bezugs-MAC für andere Faktoren, einschließlich der Emissionen, der Schwingungsüberlegungen, der Gesamt-Drehmomentausgabe, optimiert sein kann oder in einer Weise optimiert sein kann, die mehreren Faktoren Rechnung trägt, einschließlich dieser und verschiedener Umwelt- und Betriebsmerkmale, wie z. B. der Höhe oder der Sollpegel des Einlasskrümmer-Unterdrucks. Ungeachtet dessen, wie die Bezugs-MAC bestimmt wird, sollte erkannt werden, dass die Bezugs-MAC eine Variable sein kann, die sich mit dem Betriebszustand der Kraftmaschine ändert. Die Kraftmaschinendrehzahl und der umgebende Atmosphärendruck sind z. B. zwei Faktoren, die die optimale MAC zu einem gegebenen Zeitpunkt beeinflussen können.
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In der veranschaulichten Ausführungsform ist der in dem relativen MAC-Einstellfeld 316 gespeicherte Wert anstelle eines Absolutwerts der MAC ein relativer Wert, der einen Bruchteil oder einen Prozentsatz der Bezugs-MAC angibt, die zu verwenden ist. Der relative Wert ist in den Ausführungsformen besonders nützlich, die eine variable Bezugs-MAC verwenden, so dass die tatsächliche Kraftmaschinenausgabe geeignet skaliert wird. Es sollte jedoch erkannt werden, dass in alternativen Ausführungsformen festgelegte MAC-Werte verwendet werden können. Ungeachtet dessen, ob in der Tabelle 300 ein fester oder ein relativer Wert der MAC bereitgestellt ist, kann der Kraftmaschinen-Controller dafür ausgelegt sein, die Kraftmaschineneinstellungen (z. B. die Drosselklappenposition, die Ventilzeitsteuerung usw.) in einer Weise einzustellen, die verursacht, dass die Soll-MAC den arbeitenden Zylindern zugeführt wird. Derartige Einstellungen können durch das Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116, die ECU 140, die Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtung 112 oder durch irgendeine andere geeignete Komponente unter Verwendung herkömmlicher Steuertechniken der Kraftmaschineneinstellungen gesteuert werden.
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In der 3 veranschaulichten Ausführungsform ist das zweite Feld jedes Tabelleneintrags die relative MAC. Allgemeiner kann die Nachschlagtabelle dafür ausgelegt sein, Werte bereitzustellen, die irgendwelche Soll-Betriebsparameter angeben, oder es können Werte, die beim Berechnen der geeigneten Werte derartiger anderer Soll-Betriebsparameter nützlich sein könnten, zusammen mit den Zündungsbruchteil-Angaben enthalten sein. Derartige andere Betriebsparameterwerte können zusätzlich zu oder anstelle der relativen MAC bereitgestellt sein. Zusätzliche Betriebsparameter können durch das Bereitstellen zusätzlicher Felder innerhalb jedes Eintrags, um die anderen erwünschten Parameter zu definieren, leicht gesteuert werden. Beispielhaft kann ein relativer Krümmerabsolutdruck (z. B. bezüglich des Atmosphärendrucks) im Zusammenhang mit Informationen über die Einlass- und Auslassventil-Zeitsteuerung leicht anstelle der MAC verwendet werden. In Kraftmaschinen, die Nockenwellen verwenden, die einen variablen Ventilhub fördern, kann es manchmal erwünscht sein, den Nocken nach früh oder nach spät zu verstellen, um die Zeitsteuerung der Öffnungs- und Schließereignisse der Einlass- und Auslassventile zu modifizieren. In derartigen Ausführungsformen könnte ein weiterer Tabellenwert die Soll-Nocken-Frühverstellung (oder Soll-Nocken-Verstellung) angeben. Die Menge der Kraftstoffeinspritzung und die Zündzeitsteuerung für Kraftmaschinen mit Funkenzündung sind Beispiele einiger anderer Betriebsparameter der Kraftmaschine, für die es erwünscht sein kann, sie in einigen spezifischen Implementierungen zu spezifizieren.
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In der Ausführungsform nach 3 ist gezeigt, dass die meisten der MAC-Einstellfelder 316 den Wert "1" speichern, was angibt, dass die Bezugs-MAC zu verwenden ist. Wenn eine optimierte MAC als die Bezugs-MAC verwendet wird, ermöglicht dies der Kraftmaschine, über das meiste ihres Betriebsbereichs unter nahezu optimalen Bedingungen zu arbeiten. In den Bereichen, in denen die Drehmomentanforderung relativ niedrig ist und ein minimaler Zündungsbruchteil verwendet wird, wird jedoch die MAC eingestellt, um die Kraftmaschinenausgabe zu modulieren. In anderen Ausführungsformen können es NVH-Überlegungen erwünscht machen, nur einen eingeschränkten Satz von Zündungsbruchteilen zu verwenden oder die Verwendung bestimmter Zündungsbruchteile unter ausgewählten Betriebsbedingungen zu vermeiden. In derartigen Ausführungsformen kann die Tabelle dafür ausgelegt sein, die relative MAC (oder andere gesteuerte Antriebsstrangparameter) aktiver als eine Funktion der Drehmomentanforderung zu variieren. Eine derartige Tabelle ist in 4 veranschaulicht.
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In der in 4 veranschaulichten Tabelle besitzt der Drehmomentanforderungsindex eine feinere Granularität als die zugeordneten Zündungsbruchteilwerte (FF-Werte). Um die Kraftmaschine in einer Weise zu steuern, in der das zugeführte Drehmoment im Wesentlichen der Drehmomentanforderung entspricht, werden die MAC-Einstellwerte geeignet eingestellt. Wenn die Kraftmaschine bei dem spezifizierten Zündungsbruchteil und den MAC-Einstellwerten arbeitet, wird sie im Wesentlichen ein Ausgangsdrehmoment zuführen, das der Drehmomentanforderung entspricht. MAC-Einstellwerte, die größer als 1 sind, sind möglich, weil die Bezugs-MAC nicht dem maximalen MAC-Absolutwert entspricht. Im Allgemeinen wird mit dem höchsten möglichen MAC-Wert keine optimale Kraftstoffwirtschaftlichkeit erhalten.
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In der Ausführungsform nach 2 wird eine Nachschlagtabelle verwendet, um den Zündungssollbruchteil zu bestimmen. In anderen Konstruktionen kann es erwünscht sein, den Zündungsbruchteil algorithmisch oder in einer anderen geeigneten Weise basierend auf einer Kombination aus einigen der beschriebenen Faktoren (z. B. der Sollausgabe, der Kraftmaschinendrehzahl und dem Gang) zu bestimmen. Dies kann unter Verwendung verschiedener unterschiedlicher Herangehensweisen erreicht werden. Beispielhaft kann in einigen Ausführungsformen jeder Getriebegang einen vorgegebenen Satz von Zündungsbruchteilen besitzen, die für die verschiedenen Kraftmaschinendrehzahlen verwendet werden können. Der geeignete Zündungsbruchteil kann dann basierend auf der aktuellen Drehmomentanforderung algorithmisch bestimmt werden.
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Unter Bezugnahme auf 5 wird als Nächstes eine weitere Herangehensweise zum Bestimmen des Zündungssollbruchteils beschrieben. In dieser Ausführungsform ist eine Zündungsbruchteil-Bestimmungseinrichtung 620 dafür ausgelegt, bei gegebener RPM der Kraftmaschine und gegebener Drehmomentanforderung einen optimalen Zündungsbruchteil zu berechnen. Die optimale Art dieser Berechnung kann bezüglich der Kraftstoffwirtschaftlichkeit, der Emissionen, der Schwingungen oder irgendeines anderen erwünschten Faktors oder einer Kombination aus diesen und anderen Faktoren sein. Der Zündungsbruchteil-Bestimmungsblock 620 kann algorithmisch in einem Prozessor, unter Verwendung von Gleichungen, unter Verwendung einer Nachschlagtabelle, wie in 2 gezeigt ist, unter Verwendung einer Nachschlagtabelle mit Interpolation oder unter Verwendung irgendeines anderen geeigneten Verfahrens implementiert sein. Parallel zum Bestimmen des optimalen Zündungsbruchteils wird der minimale Zündungsbruchteil durch einen Bestimmungseinrichtungsblock 622 für den minimalen Zündungsbruchteil bestimmt. Dieser Block nimmt den Fahrzeuggang, die RPM und optional andere Variable, wie z. B. die Nenn-Luftmassenladung, als Eingaben. Basierend auf diesen Eingaben bestimmt der Bestimmungseinrichtungsblock für den minimalen Zündungsbruchteil einen minimalen zulässigen Zündungsbruchteil. Er kann mit Gleichungen, einer Nachschlagtabelle, wie in 6 schematisch veranschaulicht ist, (mit oder ohne Interpolation) oder unter Verwendung anderer geeigneter Herangehensweisen implementiert sein.
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Sobald sowohl der optimale Zündungsbruchteil als auch der minimale Zündungsbruchteil bestimmt worden sind, werden sie in einen Vergleichsblock 624 eingegeben, dessen Ausgabe der maximale Zündungsbruchteil der beiden ist. Der Zündungssollbruchteil kann zu einem geeigneten Zündzeitsteuerungs-Bestimmungsmodul 120 geleitet werden, wie vorher beschrieben worden ist. Wenn der minimale Zündungsbruchteil verwendet wird (oder in irgendeiner anderen Situation, in der der Zündungssollbruchteil größer als der optimale Zündungsbruchteil ist), informiert der Vergleichsblock 624 daher ein Antriebsstrangparameter-Einstellmodul 116 oder eine andere geeignete Komponente (z. B. die ECU), die wiederum dafür ausgelegt ist, andere Kraftmaschinenparameter, wie z. B. den Ziel-Krümmerabsolutdruck und/oder die Nockeneinstellungen usw., einzustellen, um die Luftmassenladung in einer Weise effektiv einzustellen, so dass der angewiesene Zündungsbruchteil das angeforderte Drehmoment oder die angeforderte Leistung erzeugt.
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Andere Merkmale
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Obwohl nur einige Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, sollte erkannt werden, dass die Erfindung in vielen anderen Formen implementiert sein kann, ohne vom Erfindungsgedanken oder Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Obwohl z. B. einige spezielle Zündungsauslassungs-Kraftmaschinen-Controller, die für die Verwendung der beschriebenen Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtungen geeignet sind, beschrieben worden sind, und andere in einigen der aufgenommenen Patente beschrieben sind, sollte erkannt werden, dass die beschriebenen Zündungsbruchteil-Berechnungseinrichtungen mit einer umfassenden Vielfalt verschiedener Zündungsauslassungs-Controller verwendet werden können und nicht auf die Verwendung mit den beschriebenen Klassen der Zündungsauslassungs-Controller eingeschränkt sind.
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Es ist ein Vorteil der Verwendung der verschiedenen beschriebenen auf Nachschlagtabellen basierenden Herangehensweisen zu der Bestimmung des Zündungsbruchteils, dass der Tabellenentwickler eine umfassende Flexibilität beim Definieren des Zündungssollbruchteils für die spezifischen Betriebsbedingungen besitzt. Eine derartige deterministische Steuerung neigt dazu, unter Verwendung logikbasierter Herangehensweisen schwieriger zu implementieren zu sein, wenn die Berechnung des Zündungssollbruchteils nicht für eine einfache algorithmische Definition zugänglich ist. Die beschriebene Herangehensweise ermöglicht es dem Zündungsauslassungs-Controller außerdem, auf Wunsch einen ziemlich großen Bereich der Zündungsbruchteile zu verwenden.
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In den veranschaulichten Ausführungsformen sind nur einige spezifische Indizes, wie z. B. die Kraftmaschinen-Sollausgabe, die Kraftmaschinendrehzahl und der Gang, beschrieben. Es sollte jedoch erkannt werden, dass eine umfassende Vielfalt anderer Parameter in anderen Ausführungsformen verwendet werden kann, um den Notwendigkeiten irgendeiner speziellen Ausführungsform zu entsprechen. In speziellen Implementierungen können z. B. Antriebsstrang- oder Fahrzeugparameter, wie z. B. der Krümmerabsolutdruck (MAP), die Luftmassenladung (MAC), die Nockenphaseneinstellungen, die Drosselklappenposition, die Zylinder-Drehmomentausgabe, die Kraftmaschinen-Drehmomentausgabe, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die geschätzte Krümmertemperatur verwendet werden. Ähnlich können Umweltparameter, wie z. B. der umgebende Atmosphärendruck, verwendet werden. Selbstverständlich können ebenso andere relevante Parameter als Indizes verwendet werden.
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Es gibt eine Anzahl von Fahrzeugsystemen, die die Verwendung eines Unterdrucks erfordern. Oft wird der Unterdruck effektiv durch den Einlasskrümmer und insbesondere durch einen verringerten Druck in dem Krümmer, der durch das teilweise Schließen der Drosselklappe erzeugt wird, erzeugt. Im Gegensatz sind höhere Krümmerdrücke im Allgemeinen von einem Standpunkt der Kraftstoffwirtschaftlichkeit vorzuziehen. Die konkurrierenden Interessen des (i) Wunsches nach einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit und (ii) des Bedarfs (typischerweise gelegentlich) an einer Unterdruckquelle – machen es in einigen Anwendungen erwünscht, zu bestimmten Zeiten einen maximalen Krümmerdruck vorschreiben zu können. Eine derartige Herangehensweise ist z. B. in der ebenfalls übertragenen provisorischen Patentanmeldung Nr. 61/682.168 beschrieben, die durch Bezugnahme hier aufgenommen ist. Das Ändern des Krümmerdrucks (MAP) beeinflusst inhärent die Ausgabe jeder Zündung und beeinflusst deshalb den Zündungsbruchteil, der notwendig ist, um eine spezielle Kraftmaschinen-Sollausgabe zu erzeugen. Derartigen Beschränkungen kann unter Verwendung der beschriebenen Herangehensweise durch das Einbeziehen anderer Tabellendimensionen basierend auf dem maximalen zulässigen Krümmerdruck leicht Rechnung getragen werden.
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Obwohl ein Zündungsauslassungs-Management beschrieben worden ist, sollte erkannt werden, dass in tatsächlichen Implementierungen die Zündungsauslassungs-Steuerung nicht unter Ausschluss anderer Typen der Kraftmaschinensteuerung verwendet werden muss. Es gibt z. B. oft Betriebsbedingungen, unter denen es erwünscht ist, die Kraftmaschine in einem herkömmlichen Modus (Zünden aller Zylinder) zu betreiben, wobei die Ausgabe der Kraftmaschine im Gegensatz zum Zündungsbruchteil hauptsächlich durch die Drosselklappenposition moduliert wird. Wenn ein befohlener Zündungsbruchteil mit einem Betriebszustand bedeutungsgleich ist, der in einem Standardmodus mit variablem Hubraum verfügbar sein würde (d. h., wenn nur ein fester Satz von Zylindern die ganze Zeit gezündet wird), kann es zusätzlich oder alternativ erwünscht sein, nur einen spezifischen vorbestimmten Satz von Zylindern zu betreiben, um bei derartigen Zündungsbruchteilen den herkömmlichen Kraftmaschinenbetrieb mit variablem Hubraum nachzuahmen.
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Die Erfindung ist hauptsächlich im Kontext des Steuerns der Zündung von 4-Takt-Kolbenkraftmaschinen, die für die Verwendung in Kraftfahrzeugen geeignet sind, beschrieben worden. Es sollte jedoch erkannt werden, dass die beschriebenen Herangehensweisen für die Verwendung in einer umfassenden Vielfalt von Brennkraftmaschinen gut geeignet sind. Dies enthalten Kraftmaschinen für praktisch jeden Typ des Fahrzeugs – einschließlich Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Booten, Luftfahrzeugen, Motorrädern, Rollern usw.; für Nicht-Fahrzeug-Anwendungen, wie z. B. Generatoren, Rasenmäher, Modelle usw.; und praktisch jede andere Anwendung, die eine Brennkraftmaschine verwendet. Die verschiedenen beschriebenen Herangehensweisen arbeiten mit Kraftmaschinen, die unter einer umfassenden Vielzahl verschiedener thermodynamischen Kreisprozesse arbeiten – einschließlich praktisch jeden Typs von Zweitakt-Kolbenkraftmaschinen, Dieselkraftmaschinen, Ottokreisprozess-Kraftmaschinen, Zwei-Kreisprozess-Kraftmaschinen, Miller-Kreisprozess-Kraftmaschinen, Atkis-Kreisprozess-Kraftmaschinen, Wankel-Kraftmaschinen und anderer Typen von rotierenden Kraftmaschinen, Mischkreisprozess-Kraftmaschinen (wie z. B. duale Otto-und Dieselkraftmaschinen), Hybrid-Kraftmaschinen, radiale Kraftmaschinen usw. Es wird außerdem angenommen, dass die beschriebenen Herangehensweisen gut mit neu entwickelten Brennkraftmaschinen arbeiten werden, ungeachtet dessen, ob sie unter Verwendung gegenwärtig bekannter oder später entwickelter thermodynamischer Kreisprozesse arbeiten.
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Einige der Beispiele in den aufgenommenen Patenten und Patentanmeldungen betrachten eine optimierte Zündungsauslassungs-Herangehensweise, bei der die gezündeten Arbeitsräume unter im Wesentlichen optimalen (thermodynamischen oder anderweitigen) Bedingungen gezündet werden. Die in die Arbeitsräume eingeleitete Luftmassenladung für jede der Zylinderzündungen kann z. B. auf die Luftmassenladung gesetzt sein, die den im Wesentlichen höchsten thermodynamischen Wirkungsgrad bei dem aktuellen Betriebszustand der Kraftmaschine (z. B. der Kraftmaschinendrehzahl, den Umweltbedingungen usw.) bereitstellt. Die beschriebene Steuerherangehensweise arbeitet sehr gut, wenn sie im Zusammenhang mit diesem Typ des optimierten Zündungsauslassungs-Kraftmaschinenbetriebs verwendet wird. Dies ist jedoch auf keinen Fall eine Anforderung. Stattdessen arbeitet die beschriebene Steuerherangehensweise ungeachtet der Bedingungen, unter denen die Arbeitsräume gezündet werden, gut.
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Wie in einigen der Patente und Patentanmeldungen, auf die Bezug genommen worden ist, erklärt ist, kann die beschriebene Zündungs-Steuereinheit innerhalb einer Kraftmaschinen-Steuereinheit, als ein getrennter Zündsteuerungs-Coprozessor oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise implementiert sein. In vielen Anwendungen ist es erwünscht, die Zündungsauslassungs-Steuerung als einen zusätzlichen Betriebsmodus zu dem herkömmlichen Kraftmaschinenbetrieb (d. h., dem Zünden aller Zylinder) bereitzustellen. Dies ermöglicht, dass die Kraftmaschine in einem herkömmlichen Modus betrieben wird, wenn die Bedingungen für den Zündungsauslassungs-Betrieb nicht geeignet sind. Der herkömmliche Betrieb kann z. B. in bestimmten Kraftmaschinenzuständen, wie z. B. dem Starten der Kraftmaschine, dem Leerlauf der Kraftmaschine, niedrigen Kraftmaschinendrehzahlen usw., bevorzugt sein.
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Die beschriebene Zündungsauslassungs-Steuerung kann mit verschiedenen anderen Techniken zur Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit und/oder der Leistung verwendet werden – einschließlich der Magerverbrennungstechniken, der Techniken der Profilierung der Kraftstoffeinspritzung, der Turboaufladung, der Aufladung usw.
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Die meisten herkömmlichen Kolbenkraftmaschinen mit variablem Hubraum sind dafür ausgelegt, unbenutzte Zylinder zu deaktivieren, indem überall in dem gesamten Arbeitszyklus bei einem Versuch, die negativen Wirkungen des Pumpens von Luft durch die unbenutzten Zylinder zu minimieren, die Ventile geschlossen gehalten werden. Die beschriebenen Ausführungsformen arbeiten gut in Kraftmaschinen, die die Fähigkeit besitzen, die übersprungenen Zylinder in einer ähnlichen Weise zu deaktivieren oder stillzulegen. Obwohl diese Herangehensweise gut funktioniert, bewegt sich der Kolben immer noch innerhalb des Zylinders hin und her. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens innerhalb des Zylinders führt Reibungsverluste ein, wobei in der Praxis etwas der komprimierten Gase innerhalb des Zylinders typischerweise über den Kolbenring hinaus austritt und dadurch ebenso einige Pumpverluste einführt. Die Reibungsverluste aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens sind in Kolbenkraftmaschinen relativ hoch, wobei deshalb signifikant weitere Verbesserungen der gesamten Kraftstoffwirtschaftlichkeit theoretisch durch das Abkoppeln der Kolben während der übersprungenen Arbeitszyklen erreicht werden können. Im Hinblick auf das Vorhergehende sollte erkannt werden, dass die vorliegenden Ausführungsformen als veranschaulichend und nicht als einschränkend betrachtet werden sollten und dass die Erfindung nicht auf die hier angegebenen Einzelheiten eingeschränkt werden soll, sondern innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche modifiziert werden kann.
