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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 20. Oktober 2016 eingereichten
US-Patentanmeldung Nr. 15/299,259 , welche hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
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HINTERGRUND
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Managen von Zündfolgephasen-Übergängen während des Skip Fire-Betriebs eines Motors. Die Erfindung ist auch bei Anwendungen nützlich, bei denen es wünschenswert ist, von einer dynamischen Skip Fire-Motorsteuerung zu festen zylinderbasierten Zündmustern überzugehen.
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Skip Fire-Motorsteuerung bietet eine Reihe von Vorteilen, einschließlich des Potenzials einer erhöhten Kraftstoffeffizienz. Generell sieht eine Skip Fire-Motorsteuerung vor, die Zündung bestimmter Zylinder bei ausgewählten Zündgelegenheiten gezielt zu überspringen. Somit kann beispielsweise ein bestimmter Zylinder während einer Zündgelegenheit gezündet werden und kann dann während der nächsten Zündgelegenheit übersprungen werden und während der darauffolgenden selektiv übersprungen oder gezündet werden. Ein Skip Fire-Motorbetrieb unterscheidet sich von der herkömmlichen Steuerung eines Motors mit variablem Hubraum, bei dem ein festgelegter Satz von Zylindern während bestimmter Niedriglast-Betriebsbedingungen deaktiviert wird und deaktiviert bleibt, solange der Motor im gleichen Hubraummodus bleibt. Somit ist die Abfolge der spezifischen Zylinderzündungen für jeden Motorzyklus während des Betriebs in einem bestimmten Modus mit variablem Hubraum immer exakt die gleiche (solange der Motor den gleichen Hubraum beibehält), wohingegen dies während des Skip Fire-Betriebs oft nicht der Fall ist. Beispielsweise kann ein 8-Zylinder-Motor mit variablem Hubraum die Hälfte der Zylinder (d.h. 4 Zylinder) deaktivieren, sodass er nur mit den restlichen 4 Zylindern betrieben wird. Heutzutage verfügbare handelsübliche Motoren mit variablem Hubraum unterstützen typischerweise nur zwei oder höchstens drei Betriebsmodi mit festem Hubraum.
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Im Allgemeinen ist durch den Skip Fire-Motorbetrieb eine feinere Steuerung des effektiven Motorhubraums möglich, als unter Verwendung eines herkömmlichen Ansatzes mit variablem Hubraum. Beispielsweise führt das Zünden jedes dritten Zylinders in einem Vierzylindermotor zu einem effektiven Hubraum, der ein Drittel des gesamten Motorhubraums beträgt, wobei es sich um einen anteiligen Hubraum handelt, der durch einfaches Deaktivieren eines Satzes von Zylindern nicht erzielbar ist. Theoretisch kann nahezu jeglicher effektive Hubraum unter Verwendung von Skip Fire-Steuerung erzielt werden, obgleich in der Praxis die meisten Implementierungen den Betrieb auf einen Satz verfügbarer Zündanteile, -folgen oder - muster beschränken. Die Anmelderin hat eine Reihe von Patenten eingereicht, die verschiedene Ansätze zur Skip Fire-Steuerung beschreiben. Beispielsweise beschreiben die
US-Patente Nr. 8,099,224 ;
8,464,690 ;
8,651,091 ;
8,839,766 ;
8,869,773 ;
9,020,735 ;
9,086,020 ;
9,120,478 ;
9,175,613 ;
9,200,575 ;
9,200,587 ;
9,291,106 ;
9,399,964 und andere eine Vielzahl an Motorsteuerungen, die für einen praktischen Betrieb unterschiedlichster Verbrennungsmotoren in einem dynamischen Skip Fire-Betriebsmodus sorgen. Jedes dieser Patente und jede dieser Patentanmeldungen wird hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
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Einige Zündanteile, die während des Betriebs in einem dynamischen Skip Fire-Modus eingesetzt werden, führen dazu, dass bei jedem Motorzyklus dieselben Zylinder gezündet werden. Wenn dies der Fall ist, kann es manchmal wünschenswert sein, zu steuern, welche bestimmten Zylinder gezündet werden. Die vorliegende Anmeldung beschreibt Techniken, die zum Managen der Phase einer Zündfolge eingesetzt werden können und besonders nützlich sind in Verbindung mit einer dynamischen Skip Fire-Steuerung.
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KURZDARSTELLUNG
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Es werden Verfahren und Steuerungen zum dynamischen Ändern der Phase einer Zündfolge während des Betriebs eines Motors beschrieben. Die beschriebenen Verfahren und Steuerungen sind besonders nützlich in Verbindung mit einem dynamischen Skip Fire-Betrieb des Motors.
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In einem Aspekt umfasst ein Steuerverfahren das Bestimmen, ob eine ausgewählte Arbeitskammer-Zündentscheidung mit einer Zündentscheidung übereinstimmt, die getroffen werden würde, wenn sich die Zündfolge in einer gewünschten Phase befindet. Wenn bestimmt wird, dass die gewählte Arbeitskammer-Zündentscheidung nicht mit der Zündentscheidung übereinstimmt, die getroffen werden würde, wenn sich die Zündfolge in der gewünschten Phase befindet, stellt sich die Phase der Zündfolge ein. Die Überprüfungs- und Einstellschritte können dann wiederholt werden, bis die gewünschte Phase erreicht ist.
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In einigen Implementierungen werden Arbeitskammer-Auslass/Zünd-Bestimmungen unter Verwendung eines Sigma-Delta-Wandlers erster Ordnung während des Betriebs des Motors vorgenommen. Wenn eine Sigma-Delta-Umwandlung erster Ordnung verwendet wird, kann die Phaseneinstellung durch Addieren eines Versatzwertes zu einem Akkumulator in dem Sigma-Delta-Wandler durchgeführt werden. In einigen derartigen Implementierungen ist ein Absolutwert des Versatzwertes ein Bruch, der gleich dem Kehrwert des Nenners des ersten Zündanteils ist. In anderen Implementierungen ist der Absolutwert des Versatzwertes ein Bruch, der kleiner ist als der Kehrwert des Nenners des ersten Zündanteils.
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In einigen Ausführungsformen haben die Arbeitskammern eine festgelegte Zündgelegenheits-Reihenfolge, und während eines Arbeitszyklus, der unmittelbar auf einen gezündeten Arbeitszyklus in der vorhergehenden Arbeitskammer in der Arbeitskammer-Zündgelegenheits-Reihenfolge folgt, werden keine Zündfolgephase-Einstellungen vorgenommen. Zündfolgephase-Einstellungen können auch derart eingeschränkt sein, dass sie nicht während eines Arbeitszyklus vorgenommen werden, der unmittelbar auf einen Arbeitszyklus folgt, in dem eine vorherige Zündfolgephase-Einstellung vorgenommen wurde.
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Gemäß einem weiteren Aspekt nutzt eine Steuerung einen Sigma-Delta-Wandler erster Ordnung, um den Betrieb eines Motors in einem Skip Fire-Modus zu steuern. Wenn der Motor zu einem Zündanteil übergeht, der eine entsprechende Zündfolge aufweist, die sich in jedem Motorzyklus wiederholt, wird die Phase der Zündfolge daraufhin überprüft, ob sie mit einer gewünschten Zündfolge übereinstimmt. Ist dies nicht der Fall, wird die Zündfolgephase zu einer gewünschten zweiten Phase geändert, um dadurch zu bewirken, dass ein gewünschter Satz der Arbeitskammern in jedem Motorzyklus während des Betriebs bei dem zweiten Zündanteil zündet.
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In einigen Fällen kann der Zündanteilübergang ein Übergang von einer ergodischen Skip Fire-Zündfolge zu einem nichtergodischen Zündanteil sein.
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In einigen Ausführungsformen umfasst der Sigma-Delta-Wandler erster Ordnung einen Akkumulator, der den angeforderten, aber nicht gelieferten Teil oder den gelieferten, aber nicht angeforderten Teil eines Zündvorgangs nachführt, und die Phase der zweiten Zündfolge wird durch Addieren eines Versatzwertes zu dem Akkumulator geändert.
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In einigen Ausführungsformen werden beim Übergang von dem Zündanteil mit einer gewünschten Zündfolge zu einem ergodischen Zündanteil in Verbindung mit dem Übergang zu dem ergodischen Zündanteil keine Versatzwerte zu dem Akkumulator addiert oder von diesem subtrahiert.
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Ebenfalls beschrieben wird eine Vielzahl von Skip Fire-Motorsteuerungen, die dafür ausgelegt sind, einen Motor auf die beschriebene Art und Weise zu steuern.
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Figurenliste
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Die Erfindung und ihre Vorteile werden am besten verständlich unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
- die 1 ein Blockschaltbild, das die Architektur einer repräsentativen dynamischen Skip Fire-Motorsteuerung darstellt;
- die 2 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Übergehen zu einer bevorzugten Zündfolgephase gemäß einer Ausführungsform darstellt;
- die 3 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Übergehen zu einer bevorzugten Zündfolgephase gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
- die 4 ein Blockdiagramm, das eine repräsentative Zündzeitpunktbestimmungseinheit gemäß einer Ausführungsform darstellt, die einen Sigma-Delta-Wandler erster Ordnung implementiert;
- die 5 ein Blockdiagramm, das ein repräsentatives System zum Addieren eines Phasenversatzes zu einem Zündmuster darstellt.
- In den Zeichnungen werden teilweise gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Strukturelemente zu bezeichnen. Außerdem sollte zu erkennen sein, dass die Darstellungen in den Figuren schematisch und nicht maßstabsgetreu sind.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Diese Anmeldung beschreibt verschiedene Techniken, die zum Managen der Phase einer Zündfolge eingesetzt werden können. Anders ausgedrückt, die Mehrdeutigkeit, welche Zylinder gezündet und welche Zylinder ausgelassen werden, wenn ein Zündanteil zu einem festen Muster führt, kann durch die beschriebenen Techniken beseitigt werden.
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Die Anmelderin hat eine Reihe von Konzepten und Steuerungen zur Skip Fire-Motorsteuerung auf Basis einer Sigma-Delta-Umwandlung beschrieben, bei denen Zündentscheidungen dynamisch von Zündgelegenheit zu Zündgelegenheit, ohne die Verwendung vordefinierter Muster, getroffen werden. Diese Technologie wird manchmal als „dynamisches Skip Fire“ bezeichnet. In einigen Implementierungen wird eine Sigma-Delta-Umwandlung erster Ordnung verwendet, um die Zündfolge zu bestimmen. Eine repräsentative, auf Sigma-Delta erster Ordnung basierende Architektur einer dynamischen Skip Fire-Steuerung ist in der 1 dargestellt und wird nachstehend beschrieben. Im Allgemeinen wird ein angeforderter Zündanteil in den Sigma-Delta-Wandler eingegeben, der dann Befehle zum Auslassen oder Zünden bestimmter Zylinderarbeitszyklen in einer Weise ausgibt, die bewirkt, dass der gewünschte Prozentsatz der Arbeitszyklen gezündet wird, während die restlichen Arbeitszyklen ausgelassen werden.
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Eine repräsentative Skip Fire-Steuerung 10 ist in der 1 funktional dargestellt. Die dargestellte Skip Fire-Steuerung 10 umfasst einen Drehmomentberechner 20, eine Einheit 30 zum Bestimmen der Zündanteils- und Antriebsstrangeinstellungen, eine Übergangseinstelleinheit 40, und eine Zündzeitpunktbestimmungseinheit 50. Zum Zwecke der Darstellung ist die Skip Fire-Steuerung 10 getrennt von der Motorsteuereinheit (Engine Control Unit, ECU) 70 dargestellt, welche die angewiesenen Zündungen durchführt und die detaillierten Komponentensteuerungen bereitstellt. Es ist jedoch zu beachten, dass in vielen Ausführungsformen die Funktionalität der Skip Fire-Steuerung 10 in die ECU 70 integriert werden kann. Die Integration der Skip Fire-Steuerung in eine ECU oder eine Antriebsstrangsteuereinheit ist voraussichtlich die häufigste Implementierung.
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Der Drehmomentberechner 20 ist dazu eingerichtet, basierend auf einer Reihe von Eingaben das gewünschte Motordrehmoment zu einem gegebenen Zeitpunkt zu bestimmen. Der Drehmomentberechner gibt eine Drehmomentanforderung 21 an die Einheit 30 zum Bestimmen der Zündanteils- und Antriebsstrangeinstellungen aus. Die Einheit 30 zum Bestimmen der Zündanteils- und Antriebsstrangeinstellungen ist dazu eingerichtet, einen Zündanteil zu bestimmen, der geeignet ist, basierend auf den aktuellen Betriebsbedingungen das gewünschte Drehmoment zu liefern, und gibt einen gewünschten Betriebs-Zündanteil 33 aus, der geeignet ist, das gewünschte Drehmoment zu liefern. Die Einheit 30 bestimmt auch ausgewählte Motorbetriebseinstellungen (z.B. Krümmerdruck 31, Nockenzeitsteuerung 32, Drehmomentwandlerschlupf etc.), die geeignet sind, das gewünschte Drehmoment bei dem bezeichneten Zündanteil bereitzustellen.
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In vielen Implementierungen wählt die Einheit 30 zum Bestimmen der Zündanteils-, Motor- und Antriebsstrangeinstellungen, aus einem Satz vordefinierter Zündanteile aus, die nachweislich relativ gute NVH-(Noise, Vibration, Harshness (NVH))-Eigenschaften aufweisen. In solchen Ausführungsformen gibt es periodische Übergänge zwischen gewünschten Betriebs-Zündanteilen. Es wurde beobachtet, dass Übergänge zwischen Betriebs-Zündanteilen eine Quelle unerwünschter NVH sein können. Die Übergangseinstelleinheit 40 ist dazu eingerichtet, die angewiesene Zündfraktion und bestimmte Motor- oder Antriebsstrangeinstellungen (z.B. Nockenwellenphase, Drosselklappenposition, Ansaugkrümmerdruck, Drehmomentwandlerschlupf) während der Übergänge auf eine Weise einzustellen, die dazu beiträgt, einen Teil der mit dem Übergang verbundenen NVH abzuschwächen.
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Die Zündzeitpunktbestimmungseinheit 50 ist dafür zuständig, den spezifischen Zeitpunkt von Zündungen zu bestimmen, um den gewünschten Zündanteil bereitzustellen. Die Zündfolge kann unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Ansatzes bestimmt werden. In einigen bevorzugten Implementierungen werden die Zündentscheidungen dynamisch von einzelner Zündgelegenheit zu einzelner Zündgelegenheit getroffen, wodurch gewünschte Änderungen sehr schnell umgesetzt werden können. Eine Vielzahl von Zündzeitpunktbestimmungseinheiten, die gut geeignet sind zum Bestimmen geeigneter Zündfolgen auf der Basis eines möglicherweise zeitlich variierenden angeforderten Zündanteils oder einer angeforderten Motorleistung, wurden zuvor von der Anmelderin beschrieben. Viele solcher Zündzeitpunktbestimmungseinheiten basieren auf einem Sigma-Delta-Wandler, der besonders gut geeignet ist, Zündentscheidungen von Zündgelegenheit zu Zündgelegenheit zu treffen. In einigen bevorzugten Implementierungen verwendet der Sigma-Delta-Wandler eine Sigma-Delta-Umwandlung erster Ordnung, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird. In anderen Implementierungen können Mustergeneratoren, Finite-State-Maschinen, Nachschlagetabellen mit Speicher, oder vordefinierte Muster verwendet werden, um die Abgabe des gewünschten Zündanteils zu ermöglichen.
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Der Drehmomentberechner 20 empfängt eine Reihe von Eingaben, die das gewünschte Motordrehmoment jederzeit beeinflussen oder vorgeben können. Bei Automobilanwendungen ist eine der primären Eingaben in den Drehmomentberechner das Signal 24 der Fahrpedalposition (Accelerator Pedal Position, APP), welches die Position des Fahrpedals anzeigt, und zur Anzeige der Antriebsdrehmomentanforderung des Fahrers verwendet wird. Bei manchen Implementierungen wird das Fahrpedalpositionssignal direkt von einem (nicht gezeigten) Fahrpedalpositionssensor empfangen, während bei anderen ein möglicher Vorprozessor 22 das Fahrpedalsignal vor der Abgabe an die Skip Fire-Steuerung 10 modifizieren kann. In Ausführungsformen, in denen ein Geschwindigkeitsregler oder eine autonom fahrende Einheit (Autonomous Driving Unit, ADU) den Betrieb des Motors leitet, kann die Antriebsdrehmomentanforderung von einem Geschwindigkeitsregler (über den CCS-Befehl 26) oder von der ADU empfangen werden. Manchmal können andere Funktionsblöcke, wie beispielsweise eine Getriebesteuerung (AT-Befehl 27), eine Traktionsregelungseinheit (TCU-Befehl 28) etc., Befehle senden, welche die Drehmomentanforderung des Fahrers überschreiben oder modifizieren. Es gibt außerdem eine Reihe von Faktoren, wie die Motordrehzahl, welche die Drehmomentberechnung beeinflussen können. Wenn solche Faktoren bei den Drehmomentberechnungen genutzt werden, werden auch die entsprechenden Eingaben, wie die Motordrehzahl (RPM-Signal 29), bereitgestellt, oder sind bei Bedarf von dem Drehmomentberechner verfügbar.
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Ferner kann es bei manchen Ausführungsformen wünschenswert sein, Energie-/Drehmomentverluste im Antriebsstrang und/oder die Energie/das Drehmoment zu berücksichtigen, die/das erforderlich ist zum Antreiben von Nebenaggregaten, wie Klimaanlage, Wechselstromgenerator/Generator, Servolenkungspumpe, Wasserpumpen, Vakuumpumpen und/oder jede Kombination aus diesen und anderen Komponenten. In solchen Ausführungsformen kann der Drehmomentberechner so eingerichtet sein, dass er solche Werte entweder berechnet, oder eine Angabe der zugehörigen Lasten erhält, so dass sie bei der gewünschten Drehmomentberechnung angemessen berücksichtigt werden können.
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Die Art der Drehmomentberechnung wird je nach Betriebszustand des Fahrzeugs unterschiedlich sein. Beispielsweise kann während des Normalbetriebs das gewünschte Drehmoment in erster Linie auf der Eingabe des Fahrers beruhen, die sich in dem Fahrpedalpositionssignal 24 zeigen kann. Beim Betrieb unter Geschwindigkeitsregelung kann das gewünschte Drehmoment hauptsächlich auf der Eingabe eines Geschwindigkeitsreglers basieren. Bei autonomen Fahrzeugen kann das gewünschte Drehmoment hauptsächlich auf der Eingabe von einer ADU basieren. Wenn ein Getriebeschaltvorgang unmittelbar bevorsteht, kann eine Getriebeschaltdrehmomentberechnung verwendet werden, um das gewünschte Drehmoment während des Schaltvorgangs zu bestimmen. Wenn eine Traktionssteuerung oder dergleichen ein Ereignis eines möglichen Traktionsverlusts anzeigt, kann ein Traktionssteueralgorithmus verwendet werden, um das gewünschte Drehmoment entsprechend dem Ereignis zu bestimmen. Unter bestimmten Umständen kann das Niederdrücken eines Bremspedals eine spezifische Motordrehmomentsteuerung hervorrufen. Wenn andere Ereignisse auftreten, die eine gemessene Steuerung der Motorleistung erfordern, können geeignete Steueralgorithmen oder eine geeignete Steuerlogik verwendet werden, um das gewünschte Drehmoment während solcher Ereignisse zu bestimmen. In jeder dieser Situationen können die erforderlichen Drehmomentbestimmungen auf jede Art und Weise, die für die besondere Situation als angemessen erachtet wird, vorgenommen werden. Beispielsweise können die geeigneten Drehmomentbestimmungen algorithmisch durchgeführt werden, unter Verwendung von Nachschlagetabellen auf der Grundlage aktueller Betriebsparameter, unter Verwendung einer geeigneten Logik, unter Verwendung von Sollwerten, unter Verwendung von gespeicherten Profilen, unter Verwendung beliebiger Kombinationen des Vorstehenden und/oder unter Verwendung jedes anderen geeigneten Ansatzes. Die Drehmomentberechnungen für bestimmte Anwendungen können von dem Drehmomentberechner selbst oder von anderen Komponenten (innerhalb oder außerhalb der ECU) durchgeführt und zur Implementierung einfach an den Drehmomentberechner gemeldet werden.
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Die Einheit
30 zum Bestimmen der Zündanteils- und Antriebsstrangeinstellungen empfängt von dem Drehmomentberechner
20 das Drehmomentanforderungs-Signal
21 und andere Eingaben, wie z.B. die Motordrehzahl
29 und verschiedene Antriebsstrang-Betriebsparameter und/oder Umgebungsbedingungen, die zum Bestimmen eines geeigneten Betriebs-Zündanteils
33 zum Bereitstellen des angeforderten Drehmoments unter den aktuellen Bedingungen nützlich sind. Zu den Parametern des Antriebsstrangs gehören unter anderem Drosselklappenstellung, Nockenphasenwinkel, Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, Zündzeitpunkt, Ansaugkrümmerdruck, Luftmassenladung, Drehmomentwandlerschlupf, Getriebegang etc.. Der Zündanteil zeigt den Anteil oder Prozentsatz der Zündungen an, die zum Liefern der gewünschten Abtriebsleistung zu verwenden sind. In einigen Ausführungsformen kann der Zündanteil als analoge Eingabe in einen Sigma-Delta-Wandler betrachtet werden. Häufig ist die Zündanteilbestimmungseinheit auf einen begrenzten Satz von verfügbaren Zündanteilen, -mustern oder -sequenzen beschränkt, die zumindest teilweise basierend auf ihren relativ wünschenswerteren NVH-Eigenschaften ausgewählt worden sind (hierin manchmal zusammenfassend allgemein als der Satz von verfügbaren Zündanteilen bezeichnet). Es gibt eine Reihe von Faktoren, die den Satz von verfügbaren Zündanteilen beeinflussen können. Diese umfassen in der Regel das angeforderte Drehmoment, die Zylinderlast, die Motordrehzahl (z.B. U/min), die Fahrzeuggeschwindigkeit und den aktuell eingelegten Getriebegang. Sie können möglicherweise auch verschiedene Umgebungsbedingungen, wie den Umgebungsdruck oder die Umgebungstemperatur und/oder andere ausgewählte Antriebsstrangparameter umfassen. Der Zündanteilbestimmungsaspekt der Einheit
30 ist dazu vorgesehen, dass er den gewünschten Betriebs-Zündanteil
33 basierend auf solchen Faktoren und/oder auf beliebigen anderen Faktoren auswählt, die der Entwickler der Skip Fire-Steuerung möglicherweise als wesentlich betrachtet. Beispielhaft sind einige geeignete Zündanteilbestimmungseinheiten in dem
U.S. Patent Nr. 9,086,020 und den
U.S. Patentanmeldungen Nr. 13/963,686 ,
14/638,908 und
15/147,690 beschrieben, von denen jede hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Die Anzahl der verfügbaren Zündanteile / Zündmuster und der Betriebsbedingungen, während derer sie angewendet werden können, kann basierend auf verschiedenen Gestaltungszielen und Überlegungen bezüglich des NVH-Verhaltens vielfältig variiert werden. In einem speziellen Beispiel kann die Zündanteilbestimmungseinheit so eingerichtet sein, dass sie die verfügbaren Zündanteile auf einen Satz von 29 möglichen Betriebs-Zündanteilen begrenzt - von denen jeder ein Bruch mit einem Nenner von 9 oder kleiner ist - d. h. 0, 1/9, 1/8, 1/7, 1/6, 1/5, 2/9, ¼, 2/7, 1/3, 3/8, 2/5, 3/7, 4/9, ½, 5/9, 4/7, 3/5, 5/8, 2/3, 5/7, ¾, 7/9, 4/5, 5/6, 6/7, 7/8, 8/9 und 1. Bei bestimmten (eigentlich den meisten) Betriebsbedingungen kann der Satz von verfügbaren Zündanteilen jedoch verringert werden, und manchmal wird der verfügbare Satz deutlich verringert. Im Allgemeinen ist der Satz von verfügbaren Zündanteilen in niedrigeren Gängen und bei niedrigeren Motordrehzahlen tendenziell kleiner. Beispielsweise kann es Betriebsbereiche geben (z.B. fast im Leerlauf und/oder im ersten Gang), in denen der Satz von verfügbaren Zündanteilen auf nur zwei verfügbare Anteile - (z.B. ½ oder 1) oder auf nur 4 mögliche Zündanteile - z.B. 1/3, ½, 2/3 und 1 begrenzt ist. Natürlich können in anderen Ausführungsformen die zulässigen Zündanteile / Zündmuster für unterschiedliche Betriebsbedingungen stark variiert werden.
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Wenn der verfügbare Satz von Zündanteilen begrenzt ist, müssen üblicherweise verschiedene Betriebsparameter des Antriebsstrangs, wie die Luftmassenladung (Mass Air Charge, MAC) und/oder der Zündzeitpunkt, variiert werden, um sicherzustellen, dass die tatsächliche Motorleistung der gewünschten Leistung entspricht. In der in der 1 dargestellten Ausführungsform ist diese Funktionalität in die Antriebsstrangeinstellungskomponente der Einheit 30 integriert. In weiteren Ausführungsformen kann sie in Form eines Antriebsstrangparameter-Einstellmoduls (nicht gezeigt), das mit einem Zündanteilberechner zusammenwirkt, implementiert sein. In beiden Fällen bestimmt die Antriebsstrangeinstellungskomponente der Einheit 30 oder das Antriebsstrangparameter-Einstellmodul ausgewählte Antriebsstrangparameter, die geeignet sind, sicherzustellen, dass die tatsächliche Motorleistung bei dem angewiesenen Zündanteil im Wesentlichen gleich der angeforderten Motorleistung ist und dass die Räder das gewünschte Bremsmoment erhalten. Der Drehmomentwandlerschlupf kann in die Bestimmung geeigneter Antriebsstrangparameter einbezogen werden, da ein Erhöhen des Drehmomentwandlerschlupfes im Allgemeinen das wahrgenommene NVH-Verhalten verringert. Je nach Art des Motors kann die Luftladung auf verschiedene Art und Weise gesteuert werden. Am häufigsten wird die Luftladung durch Steuern des Ansaugkrümmerdrucks und/oder der Nockenphase gesteuert (wenn der Motor einen Nockenphasensteller oder einen anderen Mechanismus zum Steuern der Ventilsteuerzeiten aufweist). Wenn verfügbar, können jedoch auch andere Mechanismen, wie einstellbare Ventilstößel, Ladedruckvorrichtungen, wie Turbolader oder Superlader, ein Luftverdünnungsmechanismus, wie ein Abgasrückführsystem oder andere Mechanismen, verwendet werden, um zur Einstellung der Luftladung beizutragen. In der dargestellten Ausführungsform wird die gewünschte Luftladung über einen gewünschten Ansaugkrümmerdruck (Intake Manifold Pressure, MAP) 31 und eine gewünschte Nockenphaseneinstellung 32 angegeben. Wenn andere Komponenten unterstützend zum Regulieren der Luftladung verwendet werden, können selbstverständlich auch Werte für diese Komponenten angegeben werden.
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Die Zündzeitpunktbestimmungseinheit
50 ist dazu eingerichtet, eine Abfolge von Zündbefehlen
52 auszugeben, die bewirken, dass der Motor den Prozentsatz der von einem angewiesenen Zündanteil
48 vorgegebenen Zündungen liefert. Das Zündzeitpunktbestimmungsmodul
50 kann unterschiedlichste Formen annehmen. Beispielsweise eignen sich Sigma-Delta-Wandler gut als Zündzeitpunktbestimmungseinheit
50. Eine Reihe von Patenten und Patentanmeldungen der Anmelderin beschreibt verschiedene geeignete Zündzeitpunktbestimmungsmodule, einschließlich einer Vielzahl von verschiedenen Sigma-Delta-basierten Wandlern, die gut als Zündzeitpunktbestimmungsmodul geeignet sind. Siehe z.B. die
U.S. Patente Nr. 7,886,715, 8,099,224, 8,131,445, 8,839,766, 9,020,735 und 9,200,587 . Die von der Zündzeitpunktbestimmungseinheit
50 ausgegebene Abfolge von Zündbefehlen (manchmal auch als Ansteuerimpulssignal
52 bezeichnet) kann an eine Motorsteuereinheit (ECU)
70 oder ein anderes Modul, wie einen Verbrennungsregler (in der
1 nicht dargestellt) ausgegeben werden, das die tatsächlichen Zündungen organisiert. Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung eines Sigma-Delta-Wandlers oder einer analogen Struktur besteht darin, dass er per se eine Akkumulator- oder Speicherfunktion enthält, die den Teil eines Zündvorgangs nachführt, der angefordert, aber noch nicht geliefert wurde. Eine solche Ausgestaltung trägt dazu bei, Übergänge zu glätten, indem die Wirkungen von vorherigen Zünden/Nicht-Zünden-Entscheidungen berücksichtigt werden.
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Wenn eine Änderung eines Zündanteils von der Einheit 30 angewiesen wird, ist es oft (eigentlich in der Regel) wünschenswert, gleichzeitig eine Änderung der Zylinderluftmassenladung (Mass Air Charge, MAC) anzuweisen. Änderungen bei der Luftladung werden auf Grund der Latenzen, die mit dem Füllen oder Entleeren des Ansaugkrümmers und/oder dem Einstellen der Nockenphase verbunden sind, tendenziell langsamer umgesetzt, als Änderungen des Zündanteils implementiert werden können. Die Übergangseinstelleinheit 40 ist dazu eingerichtet, den angewiesenen Zündanteil sowie verschiedene Betriebsparameter, wie die angewiesene Nockenphase und den angewiesenen Krümmerdruck, während der Übergänge auf eine Weise einzustellen, die unbeabsichtigte rasche Anstiege oder Absenkungen des Drehmoments während des Übergangs abschwächen. Das heißt, die Übergangseinstelleinheit 40 managt mindestens die Nockenphase oder einen oder mehrere andere Aktuatoren, die die Luftladung beeinflussen (z.B. die Drosselklappenstellung), und die Zündanteile während der Übergänge zwischen angewiesenen Zündanteilen. Sie kann auch andere Antriebsstrangparameter, wie den Drehmomentwandlerschlupf, steuern.
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In verschiedenen alternativen Implementierungen können die Funktionsblöcke, welche die Skip Fire-Steuerung 10 bilden, in den unterschiedlichsten Formen implementiert sein. Beispielsweise kann jede der spezifischen Komponenten algorithmisch unter Verwendung eines Mikroprozessors, einer ECU oder einer anderen Recheneinrichtung, unter Verwendung von analogen oder digitalen Komponenten, unter Verwendung einer programmierbaren Logik, unter Verwendung von Kombinationen des Vorstehenden und/oder auf irgendeine andere geeignete Weise ausgeführt werden.
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Wie oben vorgeschlagen, verwendet eine bevorzugte Implementierung der Zündzeitpunktbestimmungseinheit
50 eine Sigma-Delta-Umwandlung erster Ordnung. Die nachstehende Tabelle 1 wird verwendet, um eine Erläuterung der Sigma-Delta-Berechnung erster Ordnung zu erleichtern. Allgemein addiert der Sigma-Delta-Wandler bei jeder sich bietenden Zündgelegenheit den aktuell angeforderten Zündanteil zu einem akkumulierten Übertragswert. Wenn die Summe kleiner als 1 ist, wird der Zylinder nicht gezündet und die Summe wird übertragen, um bei der Bestimmung des nächsten Zündvorgangs verwendet zu werden. Wenn die Summe
1 überschreitet, wird der Zylinder gezündet und der Wert
1 wird von dem akkumulierten Wert subtrahiert. Der Vorgang wird dann für jede Zündgelegenheit wiederholt. Durch diese Ausgestaltung führt der Akkumulator effektiv den Teil eines Zündvorgangs nach, der angefordert, aber noch nicht geliefert wurde. Die folgende Tabelle, die als selbsterklärend angesehen wird, veranschaulicht eine Zündfolge, die als Reaktion auf eine bestimmte Folge von angeforderten Zündanteilen erzeugt wird.
| Zylinder Nr. | Angeforderter Zündanteil | Akkumulierter Übertragswert | Summe | Zünden? |
| 1 | .35 | 0 | .35 | Nein |
| 2 | .36 | .35 | .71 | Nein |
| 3 | .36 | .71 | 1.07 | Ja |
| 4 | .36 | .07 | .43 | Nein |
| 5 | .39 | .43 | .82 | Nein |
| 6 | .41 | .82 | 1.23 | Ja |
| 1 | .45 | .23 | .68 | Nein |
| 2 | .45 | .68 | 1.13 | Ja |
| 3 | .45 | .13 | .58 | Nein |
| 4 | .45 | .58 | 1.03 | Ja |
| 5 | .45 | .03 | .48 | Nein |
| 6 | .45 | .48 | .93 | Nein |
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Natürlich könnte eine im Allgemeinen gleichwertige Steuerung auf negativen Zahlen basieren, wobei der Akkumulator als Dekrement- und nicht als Inkrement-Funktion formuliert wäre. Das heißt, die erste nachgeführte Zündgelegenheit könnte ein Zünden sein, und der Akkumulator könnte so eingerichtet sein, dass er den Teil eines Zündvorgangs nachführt, der geliefert, aber noch nicht angefordert wurde.
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Der in der Zündzeitpunktbestimmungseinheit 50 verwendete Sigma-Delta-Wandler kann unter Verwendung von digitaler oder analoger Hardware, unter Verwendung einer programmierbaren Logik, auf einem Prozessor unter Verwendung von programmierbarem Code, oder auf irgendeine andere geeignete Weise implementiert werden. Eine repräsentative Hardware-Implementierung eines Sigma-Delta-Wandlers erster Ordnung ist in der 4 dargestellt. Der Wandler enthält einen Akkumulator/Integrator 55, der den angewiesenen Zündanteil 48 empfängt und ein Analogsignal 54 an einen Komparator/Quantisierer 56 ausgibt. Der Quantisierer 56 gibt eine „1“ aus, wenn das analoge Eingangssignal 54 gleich oder größer als 1 ist, und eine „0“, wenn das analoge Eingangssignal kleiner als 1 ist. Die Ausgabe des Quantisierers 56 sind die Zündbefehle 52, die außerdem an den Akkumulator 55 zurückgeführt werden. Die Zyklen des Sigma-Delta-Wandlers werden mit den Motorzündgelegenheiten synchronisiert, sodass jedes von dem Sigma-Delta-Wandler ausgegebene Bit als ein Auslass/Zünd-Befehl für eine entsprechende Motorzündgelegenheit (Zylinderarbeitszyklus) behandelt werden kann. Somit gibt der Sigma-Delta-Wandler einen Bitstrom (Nullen und Einsen) aus, wobei jedes Bit entweder als ein Auslass-(Null) oder Zünd-(Eins) Befehl für eine zugehörige Zündgelegenheit interpretiert wird.
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In der dargestellten Ausführungsform gibt es drei Eingaben in den Akkumulator/Integrator 55, die nach jedem Sigma-Delta-Zyklus mit dem im Akkumulator 55 gehaltenen Wert summiert werden. Diese Eingaben umfassen den Zündanteil 48, einen optionalen Versatz 49 (nachstehend unter Bezugnahme auf 2 erörtert) und eine negative Rückführung der Akkumulatorausgabe aus dem vorherigen Sigma-Delta-Zyklus. In der Figur zeigt das Symbol 1/z im Rückführungspfad die eine Sigma-Delta-Zyklus-Verzögerung an. In jedem Sigma-Delta-Zyklus, in dem der Summenwert (vorheriger akkumulierter Wert + Zündanteil 48 + Versatz minus vorherige Zyklusausgabe) größer oder gleich 1 ist, gibt der Akkumulator/Integrator eine „1“ aus, die einem Zündbefehl entspricht. In jedem Sigma-Delta-Zyklus, in dem der Summenwert kleiner als 1 ist, gibt der Akkumulator/Integrator 55 eine „0“ aus, die einem Auslassbefehl entspricht.
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Sigma-Delta-Umwandlung erster Ordnung hat mehrere vorteilhafte Eigenschaften. Eine besonders wünschenswerte Eigenschaft ist, dass die angewiesenen Zündvorgänge immer die am gleichmäßigsten beabstandete Folge sind, die bei einem bestimmten angeforderten Zündanteil möglich ist. Diese Verteilung der Zündvorgänge ist besonders wertvoll bei Übergängen zwischen verschiedenen Zündanteilen, da die durch die Akkumulatorfunktionalität der Sigma-Delta-Umwandlung gegebene Verteilung der Zündvorgänge die Übergänge glättet.
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Der Sigma-Delta-Wandler ist in der Lage, Zündbefehle auszugeben, die jedem angeforderten Zündanteil entsprechen. In vielen Implementierungen wurde jedoch festgestellt, dass die Geräusch-, Vibrations- und Rauigkeits-Charakteristik (Noise, Vibration, Harshness (NVH)) des Motors (und somit das Fahrverhalten des betriebenen Fahrzeugs) durch Begrenzen der Zündanteile, die während des Normalbetriebs verwendet werden können, verbessert werden kann. Beispielsweise ermöglichen einige von der Anmelderin zur Verwendung mit Achtzylindermotoren konzipierte Skip Fire-Steuerungen den Betrieb bei jedem Zündanteil zwischen Null (0) und Eins (1) mit einem ganzzahligen Nenner von neun (9) oder kleiner. Eine solche Steuerung verfügt über einen Satz von 29 potentiellen Zündanteilen, insbesondere: 0, 1/9, 1/8, 1/7, 1/6, 1/5, 2/9, 1/4, 2/7, 1/3, 3/8, 2/5, 3/7, 4/9, 1/2, 5/9, 4/7, 3/5, 5/8, 2/3, 5/7, 3/4, 7/9, 4/5, 5/6, 6/7, 7/8, 8/9 und 1. Obwohl 29 potentielle Zündanteile möglich sind, sind nicht alle Zündanteile unter allen Umständen zur Verwendung geeignet. Vielmehr kann es zu jedem Zeitpunkt einen viel begrenzteren Satz von Zündanteilen geben, die in der Lage sind, das gewünschte Motordrehmoment zu liefern und gleichzeitig die vom Hersteller auferlegten Einschränkungen hinsichtlich Fahrverhalten und Geräuschen, Vibrationen und Rauigkeit (NVH) zu erfüllen. Skip Fire-Steuerungen, die für kleinere Motoren (z.B. Vierzylindermotoren) entwickelt wurden, nutzen häufig einen deutlich kleineren Satz potentieller Zündanteile.
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Unabhängig von der Anzahl der potentiell verfügbaren Zündanteile bewirken einige angeforderte Zündanteile, dass der Sigma-Delta-Wandler erster Ordnung ergodische Zündmuster erzeugt, bei denen die Zündvorgänge (über die Zeit) gleichmäßig auf die Zylinder (Arbeitskammern) verteilt sind. Andere Zündanteile bewirken die Erzeugung von Zündmustern, bei denen in jedem Motorzyklus dieselben Zylinder gezündet werden (z.B. bei jeder zweiten Umdrehung der Kurbelwelle in einem Viertakt-Kolbenmotor). Dies geschieht immer dann, wenn der Nenner eines Zündanteils ein Faktor der Anzahl der Motorzylinder ist. So würde beispielsweise bei einem Achtzylindermotor ein Zündanteil von 1/4 dazu führen, dass in jedem Motorzyklus dieselben zwei Zylinder gezündet werden, bei einem Zündanteil von 1/2 würden in jedem Motorzyklus dieselben vier Zylinder gezündet werden, bei jedem Zündanteil mit einem Nenner von 8 würde in jedem Motorzyklus derselbe Satz von Zylindern (gleich dem Zähler) gezündet werden, und wo weiter. In einem Vierzylindermotor weist jeder Zündanteil mit einem Nenner von 2 oder 4 eine solche Eigenschaft auf, und in einem Sechszylindermotor weist jeder Zündanteil mit einem Nenner von 2, 3 oder 6 diese Eigenschaft auf. Wieder andere Zündanteile zünden nur eine begrenzte Anzahl von Zylindern in einem Muster, für das mehrere Motorzyklen erforderlich sind. Beispielsweise zündet ein Zündanteil von 1/6 in einem Achtzylindermotor intermittierend nur vier Zylinder, und ein Zündanteil von 5/6 lässt intermittierend nur 4 von 8 Zylindern aus. Solche Zündanteile sind dadurch gekennzeichnet, dass der Nenner des Zündanteils und die Anzahl der Motorzylinder, einen gemeinsamen Faktor enthalten, aber auch einen nicht gemeinsamen Faktor aufweisen. Im obigen Beispiel ist 2 der gemeinsame Faktor und 3 der nicht gemeinsame Faktor.
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Das beschriebene dynamische Skip Fire versucht naturgemäß nicht, zu steuern, welche bestimmten Zylinder gezündet werden, wenn eine Zündfolge sich in jedem Motorzyklus wiederholt. Wenn also ein Motor eine Zylinderzündreihenfolge (oder Zündgelegenheitsreihenfolge im Zusammenhang mit einer Skip Fire-Steuerung) der Zylinder 1-2-3-4-5-6-7-8 hat, könnte ein angeforderter Zündanteil von 1/4 dazu führen, dass die Zylinder 1 und 5 wiederholt gezündet werden, oder die Zylinder 2 und 6 wiederholt gezündet werden, oder die Zylinder 3 und 7 oder die Zylinder 4 und 8. Diese unterschiedlichen Muster sind im Wesentlichen in ihrer Ausgabe gleich, man kann jedoch sagen, dass sie in der Phase der Zündfolge variieren.
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Es gibt eine Vielzahl von Umständen, unter denen es wünschenswert erscheinen kann, die spezifischen Zylinder zu steuern, die gezündet werden, wenn ein Skip Fire-gesteuerter Motor zu einem Zündanteil übergeht oder bei einem Zündanteil betrieben wird, der eine sich in jedem Motorzyklus wiederholende Zündfolge hat. So kann es beispielsweise wünschenswert sein, die Phase der Zündvorgänge zu steuern, um Diagnosen zu ermöglichen (z.B. Zylinderdiagnosen, Abgassensordiagnosen, Katalysatordiagnosen, etc.). Alternativ können einige Zündphasen bessere NVH-Eigenschaften aufweisen als andere und daher aus NVH-bezogenen Gründen bevorzugt werden. Beispielsweise können sich unterschiedliche Sätze von vier Zylindern in einem V8-Motor unterschiedlich anhören. In noch einem weiteren Beispiel kann es wünschenswert sein, die spezifischen Zylinder, die gezündet werden, zu steuern, um sicherzustellen, dass alle Zylinder im Laufe der Zeit statistisch ähnlich häufig gezündet werden, oder um dazu beizutragen, thermische Probleme während eines längeren Betriebs bei einem gegebenen Zündanteil zu bewältigen. Unter noch anderen Umständen arbeitet ein Zylinder möglicherweise nicht so gut wie andere (basierend auf einer beliebigen relevanten Metrik) und daher kann es wünschenswert sein, den Einsatz dieses Zylinders möglichst zu minimieren. Selbstverständlich gibt es noch eine Vielzahl weiterer Gründe, warum es wünschenswert sein kann, die Phase der Zündvorgänge zu kontrollieren, die sich in jedem Motorzyklus in Verbindung mit der Skip Fire-Steuerung wiederholen.
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Der einfachste Weg, ein gewünschtes festes Muster zu implementieren, besteht darin, die Verwendung der Ausgabe des Sigma-Delta-Wandlers zum Bestimmen, welche Zylinderarbeitszyklen gezündet werden sollen, zu stoppen, und stattdessen mit der Verwendung des gewünschten Zündmusters zu beginnen. Ein solcher Ansatz ist zwar schnell, er ist jedoch anfällig für NVH-Probleme und/oder Drehmomentsenkungen sowohl beim Eintritt in das feste Muster als auch beim Austritt aus dem festen Muster. Dies rührt daher, dass der Übergang zu mehreren Zündvorgängen in Folge oder zu zu vielen Auslassungen in Folge nach einem Zündvorgang führen kann. Um das Problem zu verdeutlichen: man betrachte einen unmittelbaren Übergang von einem dynamischen Skip Fire-Zündanteil von 1/3 zu einem festen Muster, das einem Zündanteil von ¼ entspricht. Unter bestimmten (aber nicht allen) Umständen kann ein solcher Wechsel zu einer Zündfolge führen, die wie folgt aussieht:
xooxooXXoooxooo
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In diesem Beispiel steht „X“ für ein Zünden und „O“ für ein Auslassen, und der kursiv gedruckte Abschnitt repräsentiert den Betrieb bei dem alten 1/3-Zündanteil, und der unterstrichene Abschnitt repräsentiert den Betrieb bei dem „neuen“ ¼-Zündanteil. Es ist zu erkennen, dass es zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Zündvorgänge (in Großbuchstaben) gibt, was im Zusammenhang mit diesen relativ niedrigeren Zündanteilen hinsichtlich NVH generell unerwünscht ist und zu einem unerwünschten Drehmomentanstieg führen kann.
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Auf ähnliche Weise kann ein Übergang von dem festen Muster zurück zur Ausgabe des Sigma-Delta-Wandlers zu Abfolgen mit erweiterten Auslassungen wie der Folgenden führen:
xoooxOOOOOxoox
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Solche erweiterten Auslass-Abfolgen können zu unerwünschten Drehmomentsenkungen führen und wiederum hinsichtlich NVH unerwünscht sein.
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Eine Möglichkeit, die Auswirkungen solcher Übergänge abzuschwächen, besteht darin, den Sigma-Delta-Wandler weiterhin die Zündvorgänge bestimmen zu lassen, den Sigma-Delta-Wandler jedoch dazu zu bringen, die Phase seiner Ausgabe zu ändern. Dies kann erreicht werden, indem die Eingabe in den Akkumulator auf eine Weise, welche die Ausgabe beeinflusst, geändert wird. Als Nächstes wird auf die 2 Bezug nehmend ein geeigneter Ansatz zum Ändern der Phase einer Zündfolge beschrieben. Allgemein sieht der dargestellte Ansatz vor, dem Akkumulator in bestimmten Zeitabständen einen inkrementellen Betrag hinzuzufügen, um zu bewirken, dass die Zündzeitpunktbestimmungseinheit 50 die Phase der resultierenden Zündfolge in Richtung auf die gewünschte Phase und schließlich zu dieser hin verschiebt. Die zu dem Akkumulator addierten inkrementellen Beträge werden hierin manchmal als „Versätze“ bezeichnet und dienen dazu, die Phase der Zündfolge schrittweise und gleichmäßig zu verschieben.
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Die 4 zeigt eine repräsentative, auf einem Sigma-Delta-Wandler erster Ordnung basierende Zündzeitpunktbestimmungseinheit 50 mit Versatz-Fähigkeit. Der Versatz wird durch die Versatz-Eingabe 49 in den Akkumulator/Integrator 55 dargestellt. Die anderen Eingaben in den Akkumulator sind der Zündanteil 48 und die verzögerte Ausgabe des Akkumulators 52. Die Ausgabe 52 stellt die Zündbefehle - beispielsweise eine „1“ für ein Zünden und „0“ für ein Auslassen - des Sigma-Delta-Wandlers erster Ordnung dar.
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Das Verfahren der 2 beginnt bei 202 mit dem Empfang einer Anforderung, ein bevorzugtes Muster zu verwenden. Es wird davon ausgegangen, dass das angeforderte Muster mit dem aktuell angeforderten Betriebs-Zündanteil übereinstimmt, sodass das angeforderte Muster einer bestimmten Phase der aktuellen Zündfolge entspricht. Wenn der aktuell angeforderte Betriebs-Zündanteil also beispielsweise ¼ ist, muss das angeforderte Muster auch eine entsprechende Zünddichte von ¼ aufweisen und ein Muster sein, das von der Zündzeitpunktbestimmungseinheit 50 auf Basis des Sigma-Delta-Wandlers erster Ordnung ausgegeben werden kann. Wenn eine dieser Bedingungen nicht erfüllt ist, wird die Anforderung ignoriert. Wie weiter oben vorgeschlagen, kann die Anforderung des bevorzugten Musters von jeder geeigneten autorisierten Quelle kommen, einschließlich der ECU 70, eines Diagnosemoduls (nicht dargestellt) oder einer anderen geeigneten Quelle etc.. Solche Befehle können direkt von der das anfordernden Quelle, über ein Controller Area Network (CAN) oder einen anderen Fahrzeugbus, oder über jede andere beliebige geeignete Verbindung empfangen werden.
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Der Sigma-Delta-Wandler selbst kennt normalerweise nicht die Korrelation zwischen seinen Zündbefehlen und den spezifischen Zylinderarbeitszyklen, die basierend auf diesen Befehlen gezündet werden. Daher ist es möglich, dass beim Empfangen einer bestimmten Musteranforderung die Phase der Zündfolge bereits dem angeforderten Muster entspricht. Dementsprechend bestimmt die Logik in Schritt 205 zunächst, ob die letzte Auslass/Zünd-Zündentscheidung (d.h. die letzte Ausgabe des Sigma-Delta-Wandlers) der Entscheidung entspricht, die für das bevorzugte Muster erwünscht wäre. Bei einer Übereinstimmung ist es möglich (wenn auch oft nicht garantiert), dass die gewünschte Zündfolgephase bereits verwendet wird, und somit das bevorzugte Muster erzeugt wird. Wenn also eine Übereinstimmung festgestellt wird, wird dem Sigma-Delta-Wandler kein Versatz hinzuaddiert (Schritt 206) und das Sigma-Delta fährt im normalen Verlauf mit der Ausgabe seiner nächsten Zündentscheidung fort (Schritt 214), wie durch die J-Verzweigung aus dem Entscheidungsblock 205 dargestellt. Wenn alternativ die letzte Zündentscheidung nicht mit dem bevorzugten Muster übereinstimmt, ist bekannt, dass die Phase der Zündfolge versetzt ist. Obwohl bekannt ist, dass die Phase versetzt ist, wäre nicht unbedingt bekannt, wie weit die Phase tatsächlich versetzt ist. Unter diesen Umständen können zwei Überprüfungen durchgeführt werden, die untersuchen, was während des letzten Sigma-Delta-Zyklus aufgetreten ist. Wenn entweder (a) die letzte Zündentscheidung ein Zündbefehl war (Prüfung 207); oder (b) ein Versatz im letzten Sigma-Delta-Zyklus eingeführt wurde (Prüfung 209), geht die Logik zu Schritt 206 über, und im aktuellen Sigma-Delta-Zyklus wird kein Versatz eingeführt. Alternativ wird, wenn der letzte Zündbefehl ein Auslassbefehl war (Prüfung 207) und im letzten Sigma-Delta-Zyklus kein Versatz addiert wurde (Prüfung 209), dem Akkumulator im aktuellen Sigma-Delta-Zyklus ein Versatz addiert, wie durch Schritt 211 dargestellt. In anderen Ausführungsformen kann die Prüfung 207 und/oder die Prüfung 209 entfallen.
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Die Überlegung zu den Prüfungen 207 und 209 ist, dass sie dazu beitragen sollen, den Übergang zu glätten. Wenn die letzte Zündentscheidung zu einem Zündbefehl führte, erhöht das Hinzufügen eines Versatzes zu dem Akkumulator im aktuellen Sigma-Delta-Zyklus die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Zylinder in Folge gezündet werden, wenn dieses Ergebnis sonst nicht wünschenswert gewesen wäre. Insbesondere, wenn der Akkumulatorwert relativ hoch ist und der Versatz ausreicht, um die Ausgabe des Sigma-Deltas zu einem Zündbefehl zu ändern, wenn es ansonsten ein Auslassen gewesen wäre, würden zwei Zündvorgänge in Folge stattfinden, unter Umständen, unter denen keine zwei aufeinanderfolgende Zündvorgänge stattfinden sollten, was möglicherweise unerwünschte NVH erzeugen würde, oder kraftstoffineffiziente Ansätze, wie etwa eine übermäßige Zündverzögerung, erfordern würde, um solche unerwünschte NVH abzuschwächen.
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Schritt 209 ist ein optionaler Schritt, der verhindert, dass Versätze in zwei aufeinanderfolgenden Auslass-/Zünd-Bestimmungen addiert werden. Das Abwarten eines zusätzlichen Zyklus vor dem Durchführen eines zusätzlichen Phasenwechsels trägt dazu bei, ein Überschreiten der gewünschten Phase zu vermeiden. Es verlangsamt auch größere Phasenübergänge ein wenig, was außerdem dazu beiträgt, unerwünschte NVH zu reduzieren. Insbesondere wird, wenn für einen bestimmten Sigma-Delta-Zyklus kein Versatz addiert wird, die Phase der Abfolge in Verbindung mit diesem Sigma-Delta-Zyklus (und damit die zugehörige Zündgelegenheit) nicht weiter verändert. Wenn die Überlegungen zum Design der Phasensteuerung langsamere Übergänge begünstigen (die statistisch den Vorteil haben, sich gleichmäßiger anzufühlen) könnten zwischen Versatz-Einführungen zwei (oder mehr) Zündentscheidungen erforderlich sein.
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Nachdem der Versatz in Schritt 211 eingeführt wurde, rückt die Logik zu 214 vor, wo die dem aktuellen Sigma-Delta-Zyklus zugeordnete Zündentscheidung getroffen wird. Wenn die Sigma-Delta-Gesamtsumme 1 oder größer ist, gibt die Zündzeitpunktbestimmungseinheit 50 nach wie vor einen Zündbefehl aus, wohingegen sie einen Auslassbefehl ausgibt und die Summe zur Verwendung im nächsten Sigma-Delta-Zyklus überträgt, wenn die Sigma-Delta-Gesamtsumme kleiner als 1 ist.
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Wenn dem Akkumulator ein Versatz hinzuaddiert wird (Schritt 211), kann die Größe des Versatzes variieren. In einigen Ausführungsformen wird der Versatz gleich dem Kehrwert der Zylinderanzahl eingestellt. Wenn ein Motor beispielsweise insgesamt vier Zylinder hat, wird dem Akkumulator ein Versatzwert von ¼ hinzuaddiert, was den Nettoeffekt hat, die Phase der Zündfolge um einen Zylinder nach vorne zu verschieben, unabhängig davon, was der aktuelle Akkumulatorwert ist (wenn eine Sigma-Delta-Summe von 1 oder größer einen Zündbefehl für den aktuellen Arbeitszyklus bedeutet - wobei die Sigma-Delta-Summe die Summe aus dem Akkumulatorwert, dem angeforderten Zündanteil und einem eventuell eingeführten Versatz ist). Wenn ein Motor acht Zylinder hat, hätte ein Versatzwert von 1/8 denselben Effekt.
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In weiteren Ausführungsformen können Versatzwerte verwendet werden, die kleiner sind als der Kehrwert der Anzahl von Motorzylindern. Statistisch führt dies dazu, die Übergänge langsamer und potentiell gleichmäßiger zu machen. Wenn beispielsweise der Versatz in einem Vierzylindermotor auf 1/8 eingestellt ist, könnte der Übergang bis zu doppelt so lange dauern, wie dies sonst der Fall wäre, was in einigen Fällen wünschenswert und in anderen weniger wünschenswert sein kann. In noch weiteren Ausführungsformen könnte die Prüfung 209 entfallen und der Versatz könnte verringert werden.
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Manchmal ist es nicht wünschenswert, einen Versatz hinzuzuaddieren, der größer ist als der Kehrwert der Zylinderanzahl, weil dadurch die Möglichkeit eintritt, dass die gewünschte Phase unter bestimmten Umständen übersprungen wird, was unerwünscht ist, da dies unnötige Zündvorgänge in die Übergangs-Abfolge einführen kann. In einigen Ausführungsformen kann das Addieren von 1/m zum Einsatz kommen, wenn der Zündanteil n/m ist. Beispielsweise kann ein Versatz von ½ verwendet werden, wenn der Zündanteil ½ ist, und ein Versatz von ¼, wenn der Zündanteil ¼ oder ¾ ist. Größere Versätze können unerwünscht sein, da sie zu einem Drehmomentanstieg oder einer Drehmomentabsenkung führen, ganzzahlige Brüche von 1/m können jedoch für den Versatz verwendet werden, um den Übergang zu verlangsamen und gleichmäßiger zu machen.
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Nachdem der Zündversatz in Schritt 211 eingeführt wurde, rückt die Logik zu 214 vor, wo die dem aktuellen Sigma-Delta-Zyklus zugeordnete Zündentscheidung getroffen wird. Wenn die Sigma-Delta-Gesamtsumme 1 oder größer ist, gibt die Zündzeitpunktbestimmungseinheit 50 nach wie vor einen Zündbefehl aus, wohingegen sie einen Auslassbefehl ausgibt und die Summe zur Verwendung im nächsten Sigma-Delta-Zyklus überträgt, wenn die Sigma-Delta-Gesamtsumme kleiner als 1 ist.
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Danach wird die Zündentscheidung in Schritt
214 ausgegeben, der Sigma-Delta-Wandler geht zu seinem nächsten Zyklus über, wie durch
217 dargestellt, und der Vorgang wird wiederholt, solange das System in einem Modus, der das bevorzugte Muster anfordert, verbleibt, wie durch die Ja-Verzweigung des Entscheidungsblocks
220 dargestellt. Wenn das bevorzugte Muster nicht mehr angefordert wird oder nicht mehr gültig ist (z.B. weil ein neuer Zündanteil angefordert wird), wird der Normalbetrieb des Motors im dynamischen Skip Fire-Modus fortgesetzt. Insbesondere, wenn das bevorzugte Muster verlassen wird, ist es nicht erforderlich, zu einer vorherigen Phase zurückzukehren und es besteht keine Notwendigkeit, den Akkumulatorwert weiter einzustellen. Dies bedeutet, dass es keinerlei Auswirkungen auf die NVH gibt, die in direktem Zusammenhang mit dem Verlassen des bevorzugten Musters stehen (obwohl natürlich alle Übergangseffekte, die mit dem Übergehen zwischen verschiedenen Zündanteilen verbunden sind, weiterhin berücksichtigt werden sollten, wie in mehreren anderen Patenten und Patentanmeldungen des Anmelders, wie beispielsweise den
US-Patentanmeldungen Nr. 15/147,690 ;
14/857,371 und
62/353,674 ; und den
US-Patenten Nr. 9,086,020 und
9,200,575 , erörtert, von denen jede hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Mit dem oben beschriebenen Ansatz wird die Phase der Abfolge auf sanfte Weise nach vorne verschoben, und der maximale Teil eines Zündvorgangs, der während der gesamten potentiellen Verschiebung effektiv „addiert“ werden kann, wird immer weniger als ein kompletter Zündvorgang sein. Somit ist das zusätzliche Drehmoment, das während des Übergangs erzeugt wird, immer geringer als das Drehmoment, das durch einen Zündvorgang unter den aktuellen Betriebsbedingungen erzeugt wird. Daher kann die Verschiebung in vielen Fällen durchgeführt werden, ohne zu versuchen, das zusätzliche Drehmoment, das während der Verschiebung erzeugt wird, zu kompensieren. In dem Fall, in dem bei einer beliebigen Implementierung Bedenken hinsichtlich des zusätzlich erzeugten Drehmoments bestehen, können solche Bedenken oft mit herkömmlichen Techniken zur Drehmomentabschwächung, wie z.B. Ändern der Kraftstoff- und/oder Luftladung während des Übergangs, Verzögern des Zündzeitpunkts etc., abgeschwächt oder beseitigt werden.
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Im obigen Beispiel wurden positive Versatzwerte verwendet. In anderen Ausführungsformen können jedoch negative Versätze verwendet werden, um das gleiche Ergebnis zu erzielen. Bei solchen Implementierungen wird der Übergang ein geringfügiges Drehmomentdefizit verursachen (das wiederum immer geringer ist als das Drehmoment, das unter den aktuellen Betriebsbedingungen durch einen Zündvorgang erzeugt wird).
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Es ist zu beachten, dass der vorstehend beschriebene Ansatz nicht erfordert, dass der Sigma-Delta-Wandler selbst die spezifischen Zylinder kennt, die als Reaktion auf seine Zündbefehle gezündet werden, und es ist keine Funktionalität der ECU oder eine andere Komponentenfunktionalität außerhalb des Sigma-Delta-Wandlers erforderlich, um den aktuellen Akkumulatorwert zu kennen oder zu versuchen, einen solchen Wert bei der Bestimmung, wie eine Phasenverschiebung implementiert wird, zu verwenden. Der beschriebene Ansatz ist daher sehr einfach zu implementieren und kann auf robuste Weise einen Übergang zu einer beliebigen Abfolgenphase bzw. einem Abfolgemuster ermöglichen, die bzw. das der aktuellen Ausgabe des Sigma-Delta-Wandlers entspricht.
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Als Nächstes wird auf das Ablaufdiagramm der 3 bezugnehmend ein anderer Ansatz für den Übergang zwischen Abfolgephasen beschrieben. Wie aus der nachstehenden Erörterung ersichtlich wird, besteht der wichtigste Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und der mit Bezug auf die 2 beschriebenen Ausführungsform darin, dass Phantom-Sigma-Delta-Zyklen ausgeführt werden, um die Abfolge zu indizieren, anstatt Versätze zu dem Akkumulator zu addieren.
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In der Ausführungsform der 3 beginnt das Verfahren bei 302 mit dem Empfang einer Anforderung, ein bevorzugtes Muster zu verwenden. Zunächst wird der nächste Sigma-Delta-Zyklus gemäß dem Standardbetrieb des Sigma-Delta-Wandlers ausgeführt. Anstatt jedoch nur die Zündentscheidung auszugeben, wird eine Bestimmung vorgenommen, ob die Zündentscheidung der Entscheidung entspricht, die für das bevorzugte Muster in Schritt 305 erwünscht wäre. Bei einer Übereinstimmung wird die Zündentscheidung auf normale Weise ausgegeben, wie durch Schritt 314 dargestellt. Wenn die Zündentscheidung jedoch nicht mit der gewünschten Ausgabe übereinstimmt, wird diese Zündentscheidung ignoriert und es wird ein weiterer Sigma-Delta-Zyklus ausgeführt (Schritt 316), dessen Ausgabe als die richtige Zündentscheidung für den aktuellen Arbeitszyklus behandelt wird, wie durch Schritt 318 dargestellt. Wenn der zweite Sigma-Delta-Zyklus (hier manchmal als Phantom-Sigma-Delta-Zyklus bezeichnet) ausgeführt wird, wird ein weiterer Zündanteilswert zu dem Akkumulator addiert. Dies hat die praktische Auswirkung, dass die Zündfolge um einen Betrag, der dem aktuellen Zündanteil entspricht, vorwärts indiziert wird. Wenn die Zündsteuerung im Modus des bevorzugten Musters verbleibt (Schritt 320), geht der Sigma-Delta-Wandler anschließend zu seinem nächsten Zyklus über, wie durch 304 dargestellt, und der Vorgang wird wiederholt, solange das System in einem Modus, der das bevorzugte Muster anfordert, verbleibt. Wenn das bevorzugte Muster nicht mehr angefordert wird oder nicht mehr gültig ist (z.B. weil ein neuer Zündanteil angefordert wird), wird, wie durch Schritt 323 dargestellt, der Normalbetrieb des Motors auf dieselbe Weise wie vorstehend mit Bezug auf die 2 beschrieben im dynamischen Skip Fire-Modus fortgesetzt.
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Es sollte offensichtlich sein, dass der beschriebene Ansatz bewirkt, dass die Zündfolge jedes Mal, wenn sich eine reguläre Sigma-Delta-Ausgabe von der gewünschten Ausgabe unterscheidet, um den aktuellen Zündanteil vorwärts indiziert wird. So könnte man sagen, dass die Ausführungsform der 3 keine Verzögerung ähnlich dem Schritt 207 der 2 aufweist, bei der ein Phasenversatz nur addiert werden kann, wenn die vorhergehende (implementierte) Zündentscheidung ein Auslassen war. Selbstverständlich könnte bei alternativen Ausführungsformen eine solche Verschiebung nach einer ausschließlich durch Auslassungen hervorgerufenen Verzögerung problemlos zu der Ausführungsform der 3 hinzugefügt werden. Obwohl dieser Ansatz gut funktioniert, ist zu beachten, dass der Übergang weniger gleichmäßig sein kann als der mit Bezug auf die 2 beschriebene Ansatz.
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Eine Variation der Ausführungsform der 3 wäre, einen oder mehrere zusätzliche Phantomzyklen auszuführen, wenn die Phantomzyklus-Ausgaben nicht mit der gewünschten Ausgabe übereinstimmen. Die Gesamtzahl der zulässigen Phantomzyklen kann beliebig variiert werden. In anderen Ausführungsformen können beispielsweise maximal zwei oder drei Phantomzyklen zugelassen werden. In weiteren Ausführungsformen können die Phantomzyklen ausgeführt werden, bis eine Phantomzyklus-Ausgabe mit der gewünschten Ausgabe übereinstimmt. Der letztgenannte Ansatz beschleunigt den Übergang statistisch, die Übergangs-Abfolge ist jedoch statistisch weniger gleichmäßig.
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In einigen Ausführungsformen kann ein Einfügemechanismus wie die in der 5 gezeigte Anordnung verwendet werden, um die hinzugefügte Phase in das Zündmuster einzufügen. Das Blockdiagramm 80 enthält einen Sigma-Delta-Wandler erster Ordnung, wie mit Bezug auf die 4 beschrieben. Eine Eingabe in das Blockdiagramm ist das Zündanteilsignal 48, wie es in der 4 dargestellt ist. Die Ausgabe 52 des Sigma-Delta-Wandlers erster Ordnung 50 wird zur Bestimmung der Zündfolge verwendet und wird in den Versatz-Generator 60 zurückgeführt. Andere Eingaben in den Versatz-Generator 60 können eine Zündmuster-Freigabeeingabe 62, einen Zündanteil-Nenner 64, und ein gewünschtes Muster 66 umfassen. Die Zündmuster-Freigabeeingabe 62 kontrolliert einfach, ob der Versatz-Generator 60 aktiviert ist. Wenn der Versatz-Generator 60 aktiviert ist, vergleicht er die Sigma-Delta-Ausgabe 52 erster Ordnung mit dem gewünschten Muster 66. Wenn beide gleich sind, d.h. beide sind „1“, oder beide sind „0“, wird der Ausgabeversatz 49 auf Null gesetzt. Wenn die beiden ungleich sind, kann der Versatz-Generator 60 einen Versatz ungleich Null addieren. Die Entscheidung, ob ein Versatz addiert werden soll, kann zumindest zum Teil darauf beruhen, ob bei der vorherigen Zündgelegenheit ein Versatz 49 ungleich Null addiert wurde (ähnlich zu Schritt 209 in der 2). Die Entscheidung, ob ein Versatz addiert werden soll, kann zumindest teilweise darauf beruhen, ob die letzte Sigma-Delta-Ausgabe ein Zünden war (ähnlich zu Schritt 207 in der 2). Wenn eine dieser Bedingungen erfüllt ist, wird kein Versatz zur aktuellen Zündgelegenheit hinzuaddiert. Wenn beide Bedingungen erfüllt sind, wird ein Versatz 49 ungleich Null hinzuaddiert. In einigen Ausführungsformen können eine oder beide dieser Bedingungen entfernt werden. Der Betrag des Versatzes 49 wird durch die Zündanteil-Nenner-Eingabe 64 in den Versatz-Generator 60 bestimmt. In einigen Ausführungsformen kann der Betrag des Versatzes 49 gleich einem Anteil sein, welcher der Kehrwert des Nenners des Zündanteils ist. Dadurch wird die Phase des resultierenden Skip Fire-Musters effektiv um eine Zündgelegenheit verändert. In anderen Ausführungsformen können größere oder kleinere Versätze verwendet werden. Insbesondere kann ein ganzzahliger Anteil des Kehrwerts des Nenners des Zündanteils verwendet werden, wodurch der Phasenübergang effektiv verlangsamt wird. Der im Blockdiagramm 80 dargestellte Einfügemechanismus kann für jede Zündgelegenheit funktionieren und bestimmt, ob ein Versatz gemäß der Vorgabe der ECU 10 hinzuaddiert werden soll oder nicht (siehe 1).
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In den oben dargelegten Beispielen werden jede der Komponenten und der verschiedenen Prüfungen sehr schnell, vorzugsweise von Zündgelegenheit zu Zündgelegenheit, aktualisiert oder ausgeführt. Wenn Phantom-Sigma-Delta-Zyklen verwendet werden, müssen solche Phantomzyklen innerhalb der zeitlichen Beschränkungen einer Zündgelegenheit ausgeführt werden. Bei handelsüblichen Kraftfahrzeugmotoren entstehen Zündgelegenheiten in der Regel in Abständen von mehreren Millisekunden bis zu mehreren Hundertstelsekunden. Obwohl diese Abstände für mechanische Systeme recht kurz sind, können moderne Elektronik und Mikroprozessoren (einschließlich ECUs) die erforderlichen Schritte gut innerhalb der durch die Motorzündungen vorgegebenen zeitlichen Beschränkungen ausführen.
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Obwohl nur einige wenige Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, sollte klar sein, dass die Erfindung in vielen anderen Formen implementiert werden kann, ohne vom Geist oder Umfang der Erfindung abzuweichen. Die Erfindung wurde vor allem im Zusammenhang mit dem Betrieb eines nicht aufgeladenen Viertakt-Hubkolbenmotors mit interner Verbrennung für den Einsatz in Kraftfahrzeugen beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die beschriebenen Anwendungen sehr gut für den Einsatz in unterschiedlichsten Verbrennungsmotoren geeignet sind. Diese umfassen Motoren für praktisch jeden Fahrzeugtyp - darunter Autos, Lastkraftwagen, Boote, Flugzeuge, Motorräder, Roller, etc.; und praktisch jede andere Anwendung, die das Zünden von Arbeitskammern umfasst und einen internen Verbrennungsmotor nutzt. Die verschiedenen beschriebenen Ansätze funktionieren mit Motoren, die unter einer Vielzahl unterschiedlicher thermodynamischer Zyklen arbeiten - darunter praktisch jede Art von Zweitakt- oder Mehrtakt-Kolbenmotoren, Dieselmotoren, Ottomotoren, Doppel-Zyklus-Motoren, Miller-Zyklus-Motoren, Atkinson-Zyklus-Motoren, WankelMotoren und andere Typen von Rotationskolbenmotoren, Gemischtzyklen-Motoren (wie z.B. Doppel-Otto-Motoren und Dieselmotoren), Hybridmotoren, Radialmotoren etc.. Es wird außerdem davon ausgegangen, dass die beschriebenen Ansätze gut mit neu entwickelten Verbrennungsmotoren funktionieren werden, unabhängig davon, ob diese unter Verwendung heute bekannter, oder später entwickelter thermodynamischer Zyklen arbeiten. Es können auch aufgeladene Motoren, beispielsweise solche, bei denen ein Superlader oder ein Turbolader zum Einsatz kommt, verwendet werden.
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Es dürfte auch erkennbar sein, dass jedes der hier beschriebenen Verfahren oder jeder der hier beschriebenen Arbeitsschritte auf einem geeigneten computerlesbaren Medium in Form von ausführbarem Computercode gespeichert werden kann, wobei die Arbeitsschritte ausgeführt werden, wenn ein Prozessor den Computercode ausführt. Solche Arbeitsschritte umfassen jegliche Arbeitsschritte, die ausgeführt werden von: dem Drehmomentberechner, der Einheit zum Bestimmen der Zündanteils- und Antriebsstrangeinstellungen, der Übergangseinstellungseinheit, der Zündzeitpunktbestimmungseinheit, der ECU, oder von jedem anderen Modul, jeder anderen Komponente oder jeder anderen Steuerung, die in dieser Anmeldung beschrieben werden, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein.
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Verschiedene Implementierungen der Erfindung sind sehr gut für den Einsatz in Verbindung mit dynamischem Skip Fire-Betrieb geeignet, bei dem ein Akkumulator oder ein anderer Mechanismus den Teil eines Zündvorgangs nachführt, der angefordert, aber nicht geliefert, oder geliefert, aber nicht angefordert wurde, sodass Zündentscheidungen von Zündgelegenheit zu Zündgelegenheit getroffen werden können. Die beschriebenen Techniken eignen sich jedoch ebenso gut für den Einsatz in nahezu jeder beliebigen Skip Fire- Anwendung (Betriebsmodi, in denen einzelne Zylinder während eines Betriebs in einem bestimmten Betriebsmodus manchmal gezündet und manchmal ausgelassen werden), einschließlich Skip Fire-Betrieb unter Verwendung fester Zündmuster oder Zündfolgen, wie sie bei der Verwendung rollierender Zylinder-Deaktivierung und/oder verschiedener anderer Skip Fire-Techniken auftreten können. Ähnliche Techniken können auch bei einer Motorsteuerung mit variablem Hub verwendet werden, bei der die Anzahl der Hübe in jedem Arbeitszyklus geändert wird, um den Hubraum eines Motors effektiv zu variieren.
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Obwohl die Erfindung in erster Linie in Verbindung mit dem Skip Fire-Betrieb eines Motors beschrieben wurde, ist zu beachten, dass dieselben Prinzipien auf die meisten Systeme angewendet werden können, die den Kraftstoffverbrauch durch Variieren des Hubraums eines Motors verbessern. Dies kann andere Motoren mit variablem Hub umfassen, die möglicherweise zwischen zwei verschiedenen Zuständen, welche die gleiche Zylinderanzahl verwenden, oder zwischen zwei unterschiedlichen Zündmuster-Phasen wechseln möchten. Es kann auch einen mehrstufigen Motorbetrieb umfassen, bei dem unterschiedliche Zylinder mit unterschiedlichen, dynamisch bestimmten Ausgabepegeln gezündet werden, wie beispielsweise in dem
US-Patent Nr. 9,399,964 beschrieben, welches durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Dementsprechend sind die vorliegenden Ausführungsformen als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten, und die Erfindung ist nicht auf die hier angeführten Details zu beschränken, sondern kann im Rahmen des Umfangs und der Äquivalente der beigefügten Ansprüche verändert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 15299259 [0001]
- US 8099224 [0004, 0028]
- US 8464690 [0004]
- US 8651091 [0004]
- US 8839766 [0004, 0028]
- US 8869773 [0004]
- US 9020735 [0004, 0028]
- US 9086020 [0004, 0025, 0055]
- US 9120478 [0004]
- US 9175613 [0004]
- US 9200575 [0004, 0055]
- US 9200587 [0004, 0028]
- US 9291106 [0004]
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