DE102015107921A1

DE102015107921A1 - Systeme und Verfahren zum Steuern von Ölpumpen

Info

Publication number: DE102015107921A1
Application number: DE102015107921.6A
Authority: DE
Inventors: Timothy M. Karnjate; David R. Staley; Mike M. Mc Donald; Gregory J. York
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2015-12-17
Also published as: CN105134396A; CN105134396B

Abstract

Ein Modul für ein erstes Ziel bestimmt einen ersten Zielausgabedruck einer Kraftmaschinenölpumpe auf der Grundlage einer Drehzahl der Kraftmaschinenölpumpe und einer Öltemperatur. Ein Modul für ein zweites Ziel setzt auf der Grundlage einer Laufzeit-Zeitspanne einer Kraftmaschine einen zweiten Zielausgabedruck der Kraftmaschinenölpumpe auf entweder größer oder gleich dem ersten Zielausgabedruck. Ein Modul für ein drittes Ziel setzt auf der Grundlage einer Kraftmaschinenlast einen dritten Zielausgabedruck der Kraftmaschinenölpumpe auf entweder größer oder gleich dem ersten Zielausgabedruck. Ein Auswahlmodul wählt einen der zweiten und dritten Zielausgabedrücke, setzt einen gewählten Zielausgabedruck auf der Grundlage des gewählten der zweiten und dritten Zielausgabedrücke und steuert einen Hubraum der Kraftmaschinenölpumpe auf der Grundlage des gewählten Zielausgabedrucks.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung mit der Nr. 62/007,613, die am 4. Juni 2014 eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der vorstehenden Anmeldung ist durch Bezugnahme hier vollständig mit aufgenommen.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Brennkraftmaschinen und insbesondere Steuerungssysteme und -verfahren für Kraftmaschinenölpumpen.
HINTERGRUND
Die hier bereitgestellte Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck einer allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder, sofern sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt des Einreichens nicht anderweitig als Stand der Technik ausgewiesen sind, werden weder explizit noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung anerkannt.
Brennkraftmaschinen verbrennen ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in Zylindern, um Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Eine Luftströmung in Benzinkraftmaschinen hinein kann über ein Drosselklappenventil geregelt werden. Die Drosselklappe regelt die Luftströmung in die Kraftmaschine hinein. Kraftstoffeinspritzventile liefern den Kraftstoff. Bei einigen Arten von Kraftmaschinen, etwa Benzinkraftmaschinen, können Zündkerzen die Verbrennung einleiten.
Die Kraftmaschine enthält einen Ölvorratsbehälter. Eine Ölpumpe entnimmt Öl aus dem Ölvorratsbehälter und sie pumpt das Öl an verschiedene Stellen in der Kraftmaschine. Das Kraftmaschinenöl schmiert Komponenten der Kraftmaschine und dient anderen Funktionen. Beispiele für Ölpumpen umfassen mechanische Ölpumpen, elektrische Ölpumpen und elektromechanische Ölpumpen. Einige Arten von Ölpumpen sind Ölpumpen mit variablem Hubraum und diese können die Rate verändern, mit welcher sie Öl ausgeben.
ZUSAMMENFASSUNG
Bei einem Merkmal wird ein Steuerungssystem für Kraftmaschinenölpumpen offenbart. Ein Modul für ein erstes Ziel bestimmt einen ersten Zielausgabedruck einer Kraftmaschinenölpumpe auf der Grundlage einer Drehzahl der Kraftmaschinenölpumpe und einer Öltemperatur. Ein Modul für ein zweites Ziel setzt einen zweiten Zielausgabedruck der Kraftmaschinenölpumpe auf der Grundlage einer Laufzeit-Zeitspanne einer Kraftmaschine auf einen Wert, der entweder größer oder gleich dem ersten Zielausgabedruck ist. Ein Modul für ein drittes Ziel setzt einen dritten Zielausgabedruck der Kraftmaschinenölpumpe auf der Grundlage einer Kraftmaschinenlast auf einen Wert, der entweder größer oder gleich dem ersten Zielausgabedruck ist. Ein Auswahlmodul wählt einen der zweiten und dritten Zielausgabedrücke, setzt einen gewählten Zielausgabedruck auf der Grundlage des gewählten der zweiten und dritten Zielausgabedrücke und steuert den Hubraum der Kraftmaschinenölpumpe auf der Grundlage des gewählten Zielausgabedrucks.
Bei weiteren Merkmalen bestimmt ein Justierungsmodul einen Justierungswert auf der Grundlage der Laufzeit-Zeitspanne der Kraftmaschine, und das Modul für ein zweites Ziel bestimmt den zweiten Zielausgabedruck der Kraftmaschinenölpumpe als Funktion des ersten Zielausgabedrucks und des Justierungswerts.
Bei noch weiteren Merkmalen bestimmt ein Justierungsmodul einen Justierungswert auf der Grundlage der Kraftmaschinenlast und das Modul für ein zweites Ziel bestimmt den zweiten Zielausgabedruck der Kraftmaschinenölpumpe als Funktion des ersten Zielausgabedrucks und des Justierungswerts.
Bei noch weiteren Merkmalen wählt das Auswahlmodul den zweiten Zielausgabedruck, wenn der zweite Zielausgabedruck größer als der dritte Zielausgabedruck ist.
Bei weiteren Merkmalen wählt das Auswahlmodul den dritten Zielausgabedruck, wenn der dritte Zielausgabedruck größer als der zweite Zielausgabedruck ist.
Bei noch weiteren Merkmalen: bestimmt ein Proportionalmodul eine proportionale Druckjustierung auf der Grundlage eines proportionalen Verstärkungswerts und einer Differenz zwischen einem Kraftmaschinenöldruck und dem gewählten Zielausgabedruck; ein Integralmodul bestimmt eine integrale Druckjustierung auf der Grundlage eines integralen Verstärkungswerts und der Differenz zwischen dem Kraftmaschinenöldruck und dem gewählten Zielausgabedruck; und ein Zieltastverhältnismodul setzt selektiv ein Zieltastverhältnis zum Steuern des Hubraums der Kraftmaschinenölpumpe auf der Grundlage einer Summe aus dem gewählten Zielausgabedruck, der proportionalen Druckjustierung und der integralen Druckjustierung.
Bei noch weiteren Merkmalen bestimmt das Proportionalmodul den proportionalen Verstärkungswert auf der Grundlage des Kraftmaschinenöldrucks.
Bei noch weiteren Merkmalen bestimmt das Proportionalmodul den proportionalen Verstärkungswert ferner auf der Grundlage einer Kraftmaschinenöltemperatur.
Bei weiteren Merkmalen bestimmt das Integralmodul den integralen Verstärkungswert auf der Grundlage des Kraftmaschinenöldrucks.
Bei noch weiteren Merkmalen bestimmt das Integralmodul den integralen Verstärkungswert ferner auf der Grundlage einer Kraftmaschinenöltemperatur.
Bei einem Merkmal wird ein Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe offenbart. Das Steuerungsverfahren für eine Kraftmaschinenölpumpe umfasst, dass: ein erster Zielausgabedruck einer Kraftmaschinenölpumpe auf der Grundlage einer Kraftmaschinendrehzahl und einer Öltemperatur bestimmt wird; ein zweiter Zielausgabedruck der Kraftmaschinenölpumpe auf der Grundlage einer Laufzeit-Zeitspanne der Kraftmaschine auf einen Wert entweder größer oder gleich dem ersten Zielausgabedruck gesetzt wird; ein dritter Zielausgabedruck der Kraftmaschinenölpumpe auf der Grundlage einer Kraftmaschinenlast auf einen Wert entweder größer oder gleich dem ersten Zielausgabedruck gesetzt wird; entweder der zweite oder der dritte Zielausgabedruck gewählt wird; ein gewählter Zielausgabedruck auf der Grundlage des gewählten aus dem zweiten und dem dritten Zielausgabedruck gesetzt wird; und ein Hubraum der Kraftmaschinenölpumpe auf der Grundlage des gewählten Zielausgabedrucks gesteuert wird.
Bei weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe ferner, dass: ein Justierungswert auf der Grundlage der Laufzeit-Zeitspanne der Kraftmaschine bestimmt wird; und der zweite Zielausgabedruck der Kraftmaschinenölpumpe als Funktion des ersten Zielausgabedrucks und des Justierungswerts bestimmt wird.
Bei noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe ferner, dass: ein Justierungswert auf der Grundlage der Kraftmaschinenlast bestimmt wird; und der zweite Zielausgabedruck der Kraftmaschinenölpumpe als Funktion des ersten Zielausgabedrucks und des Justierungswerts bestimmt wird.
Bei noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe ferner, dass: der zweite Zielausgabedruck gewählt wird, wenn der zweite Zielausgabedruck größer als der dritte Zielausgabedruck ist.
Bei noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe ferner, dass: der dritte Zielausgabedruck gewählt wird, wenn der dritte Zielausgabedruck größer als der zweite Zielausgabedruck ist.
Bei noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe ferner, dass: eine proportionale Druckjustierung auf der Grundlage eines proportionalen Verstärkungswerts und einer Differenz zwischen einem Kraftmaschinenöldruck und dem gewählten Zielausgabedruck bestimmt wird; eine integrale Druckjustierung auf der Grundlage eines integralen Verstärkungswerts und der Differenz zwischen dem Kraftmaschinenöldruck und dem gewählten Zielausgabedruck bestimmt wird; und ein Zieltastverhältnis zum Steuern des Hubraums der Kraftmaschinenölpumpe auf der Grundlage einer Summe aus dem gewählten Zielausgabedruck, der proportionalen Druckjustierung und der integralen Druckjustierung selektiv gesetzt wird.
Bei noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe ferner, dass der proportionale Verstärkungswert auf der Grundlage des Kraftmaschinenöldrucks bestimmt wird.
Bei noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe ferner, dass: der proportionale Verstärkungswert ferner auf der Grundlage einer Kraftmaschinenöltemperatur bestimmt wird.
Bei noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe ferner, dass: der integrale Verstärkungswert auf der Grundlage des Kraftmaschinenöldrucks bestimmt wird.
Bei noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe ferner, dass: der integrale Verstärkungswert ferner auf der Grundlage einer Kraftmaschinenöltemperatur bestimmt wird.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden sich aus der genauen Beschreibung, aus den Ansprüchen und aus den Zeichnungen ergeben. Die genaue Beschreibung und spezielle Beispiele sind nur zur Veranschaulichung gedacht und sollen den Umfang der Offenbarung nicht einschränken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der genauen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden, wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Kraftmaschinensystems ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Pumpensteuerungsmoduls ist;
3 ein Funktionsblockdiagramm eines Zieldruckmoduls ist; und
4 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe darstellt.
In den Zeichnungen können Bezugszeichen wiederverwendet sein, um ähnliche und/oder identische Elemente zu bezeichnen.
GENAUE BESCHREIBUNG
Ein Fahrzeug enthält eine Ölpumpe, die Kraftmaschinenöl an verschiedene Stellen innerhalb einer Kraftmaschine pumpt. Das Kraftmaschinenöl schmiert Komponenten der Kraftmaschine und dient anderen Funktionen. Ein Pumpensteuerungsmodul steuert einen Hubraum der Ölpumpe. Wenn die Ölpumpe von der Kraftmaschine angetrieben wird, etwa durch die Kurbelwelle, kann der Hubraum der Ölpumpe unter bestimmten Umständen reduziert werden, um eine Drehmomentlast an der Kraftmaschine zu verringern, die durch die Ölpumpe verursacht wird.
Das Pumpensteuerungsmodul bestimmt einen minimalen Zielausgabedruck der Ölpumpe auf der Grundlage einer Drehzahl der Kraftmaschine und einer Temperatur des Kraftmaschinenöls. Das Pumpensteuerungsmodul bestimmt einen ersten Zielausgabedruck der Ölpumpe auf der Grundlage des minimalen Zielausgabedrucks und eines ersten Justierungswerts, der auf der Grundlage einer Zeitspanne bestimmt wird, während der die Kraftmaschine betrieben worden ist. Das Pumpensteuerungsmodul bestimmt außerdem einen zweiten Zielausgabedruck der Ölpumpe auf der Grundlage des minimalen Zielausgabedrucks und eines zweiten Justierungswerts, der auf der Grundlage einer Kraftmaschinenlast bestimmt wird.
Das Pumpensteuerungsmodul wählt einen höchsten Zielausgabedruck und steuert die Ölpumpe auf der Grundlage des gewählten Zielausgabedrucks. Dies stellt sicher, dass die Ölpumpe Öl so ausgibt, dass der höchste der Zielausgabedrücke erreicht wird und dass der Hubraum der Ölpumpe verringert wird, wenn ein größerer Hubraum nicht benötigt wird.
Mit Bezug nun auf 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Kraftmaschinensystems 100 dargestellt. Das Kraftmaschinensystem 100 enthält eine Kraftmaschine 102, die ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff verbrennt, um Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug auf der Grundlage einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 104 zu erzeugen. Die Kraftmaschine 102 kann eine Funkenzündungs-Benzinbrennkraftmaschine sein.
Durch ein Drosselklappenventil 112 wird Luft in einen Ansaugkrümmer 110 eingesaugt. Nur als Beispiel kann das Drosselklappenventil 112 ein Schmetterlingsventil mit einer drehbaren Drosselklappe enthalten. Ein Kraftmaschinensteuerungsmodul (ECM) 114 steuert ein Drosselklappen-Aktormodul 116, welches das Öffnen des Drosselklappenventils 112 regelt, um die Luftmenge zu steuern, die in den Ansaugkrümmer 110 eingesaugt wird.
Luft aus dem Ansaugkrümmer 110 wird in Zylinder der Kraftmaschine 102 eingesaugt. Obwohl die Kraftmaschine 102 mehrere Zylinder enthalten kann, ist zu Veranschaulichungszwecken ein einziger repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Nur als Beispiel kann die Kraftmaschine 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder enthalten. Das ECM 114 kann ein Zylinderaktormodul 120 anweisen, einige der Zylinder selektiv abzuschalten, was unter bestimmten Kraftmaschinenbetriebsbedingungen die Kraftstoffsparsamkeit verbessern kann.
Die Kraftmaschine 102 kann unter Verwendung eines Viertaktzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachstehend beschrieben werden, können als der Ansaugtakt, der Verdichtungstakt, der Arbeitstakt und der Auslasstakt bezeichnet werden. Während jeder Umdrehung einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle finden zwei der vier Takte in dem Zylinder 118 statt. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen notwendig, damit der Zylinder 118 alle vier Takte durchläuft.
Während des Ansaugtakts wird Luft aus dem Ansaugkrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 eingesaugt. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoffaktormodul 124, welches eine Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein Zielverhältnis von Luft zu Kraftstoff zu erreichen. Kraftstoff kann in den Ansaugkrümmer 110 an einer zentralen Stelle oder an mehreren Stellen eingespritzt werden, etwa in der Nähe des Einlassventils 122 jedes Zylinders. Bei verschiedenen (nicht gezeigten) Implementierungen kann Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in Mischräume, die mit den Zylindern verbunden sind, eingespritzt werden. Das Kraftstoffaktormodul 124 kann das Einspritzen von Kraftstoff in Zylinder, die abgeschaltet sind, anhalten.
Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und erzeugt ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in dem Zylinder 118. Während des Verdichtungstakts verdichtet ein (nicht gezeigter) Kolben in dem Zylinder 118 das Gemisch aus Luft und Kraftstoff. Ein Zündfunkenaktormodul 126 erregt eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118 auf der Grundlage eines Signals von dem ECM 114, wodurch das Gemisch aus Luft und Kraftstoff gezündet wird. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu dem Zeitpunkt angegeben werden, an dem sich der Kolben bei seiner höchsten Position befindet, welcher als der obere Totpunkt (OT) bezeichnet wird.
Das Zündfunkenaktormodul 126 kann durch ein Zeitsteuerungssignal gesteuert werden, das angibt, wie weit vor oder nach dem OT der Zündfunken erzeugt werden soll. Da die Kolbenposition in einer direkten Beziehung zu der Kurbelwellendrehung steht, kann ein Betrieb des Zündfunkenaktormoduls 126 mit einem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Das Erzeugen eines Zündfunkens kann als Zündereignis bezeichnet werden. Das Zündfunkenaktormodul 126 kann über die Fähigkeit verfügen, bei jedem Zündereignis den Zeitpunkt des Zündfunkens zu verändern. Das Zündfunkenaktormodul 126 kann den Zündfunkenzeitpunkt für ein nächstes Zündereignis verändern, wenn der Zündfunkenzeitpunkt zwischen einem letzten Zündereignis und dem nächsten Zündereignis verändert wird. Das Zündfunkenaktormodul 126 kann das Liefern von Zündfunken an abgeschaltete Zylinder anhalten.
Während des Arbeitstakts treibt die Verbrennung des Gemisches aus Luft und Kraftstoff den Kolben von dem oberen Totpunkt weg, wodurch die Kurbelwelle angetrieben wird. Der Arbeitstakt kann als die Zeitspanne zwischen dem Punkt, an dem der Kolben den OT erreicht, und dem Zeitpunkt, an dem der Kolben den unteren Totpunkt (UT) erreicht, definiert werden. Während des Auslasstakts beginnt der Kolben mit der Bewegung von dem UT weg und er stößt die Verbrennungsnebenprodukte durch ein Auslassventil 130 aus. Die Verbrennungsnebenprodukte werden aus dem Fahrzeug über ein Abgassystem 134 ausgestoßen.
Das Einlassventil 122 kann von einer Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 von einer Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle 140) mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) für den Zylinder 118 steuern und/oder sie können die Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) von mehreren Zylinderbänken (einschließlich des Zylinders 118) steuern. Analog können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle 142) mehrere Auslassventile für den Zylinder 118 steuern und/oder sie können Auslassventile (einschließlich des Auslassventils 130) für mehrere Zylinderbänke (einschließlich des Zylinders 118) steuern. Bei verschiedenen anderen Implementierungen können das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 von anderen Vorrichtungen als Nockenwellen gesteuert werden, etwa von nockenlosen Ventilaktoren. Das Zylinderaktormodul 120 kann den Zylinder 118 abschalten, indem es das Öffnen des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 deaktiviert.
Der Zeitpunkt, an dem das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann mit Bezug auf den oberen Totpunkt des Kolbens durch einen Einlassnockenphasensteller 148 verändert werden. Der Zeitpunkt, an dem das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann mit Bezug auf den oberen Totpunkt des Kolbens durch einen Auslassnockenphasensteller 150 verändert werden. Ein Phasenstelleraktormodul 158 kann den Einlassnockenphasensteller 148 und den Auslassnockenphasensteller 150 auf der Grundlage von Signalen von dem ECM 114 steuern.
Sofern sie implementiert sind, können ein variabler Ventilhubzeitpunkt und eine variable Ventilhubdauer ebenfalls von dem Phasenstelleraktormodul 158 gesteuert werden. Nur als Beispiel kann das Phasenstelleraktormodul 158 Einlass- und/oder Auslassventile bei Systemen mit variablem Ventilhub in zwei oder mehrere diskrete Ventilhubzustände steuern.
Das Kraftmaschinensystem 100 kann einen Turbolader enthalten, der eine heiße Turbine 160-1 umfasst, die durch heiße Abgase betrieben wird, welche durch das Abgassystem 134 hindurch strömen. Der Turbolader enthält außerdem einen Kaltluftkompressor 160-2, der durch die Turbine 160-1 angetrieben wird. Der Kompressor 160-2 komprimiert Luft, die in das Drosselklappenventil 112 geleitet wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein (nicht gezeigter) Superlader, der durch die Kurbelwelle angetrieben wird, Luft von dem Drosselklappenventil 112 komprimieren und die komprimierte Luft an den Ansaugkrümmer 110 liefern.
Ein Ladedruck-Regelventil 162 kann ermöglichen, dass Abgas die Turbine 160-1 umgeht, wodurch die Verstärkung (der Betrag an Ansaugluftkompression) verringert wird, die von dem Turbolader geliefert wird. Ein Verstärkungsaktormodul 164 kann die Verstärkung des Turboladers durch ein Steuern des Öffnens des Ladedruckregelventils 162 steuern. Bei verschiedenen Implementierungen können zwei oder mehr Turbolader implementiert sein und sie können von dem Verstärkungsaktormodul 164 gesteuert werden.
Ein (nicht gezeigter) Luftkühler kann Wärme von der komprimierten Luftladung an ein Kühlmedium übertragen, etwa an ein Kraftmaschinenkühlmittel oder an Luft. Ein Luftkühler, der die komprimierte Luftladung unter Verwendung eines Kraftmaschinenkühlmittels kühlt, kann als Zwischenkühler bezeichnet werden. Ein Luftkühler, der die komprimierte Luftladung unter Verwendung von Luft kühlt, kann als ein Luftladungskühler bezeichnet werden. Die komprimierte Luftladung kann Wärme beispielsweise über die Komprimierung und/oder von Komponenten des Abgassystems 134 aufnehmen. Obwohl die Turbine 160-1 und der Kompressor 106-2 zu Veranschaulichungszwecken getrennt gezeigt sind, können sie aneinander befestigt sein, wodurch Ansaugluft in große Nähe zu heißem Abgas gebracht wird.
Das Kraftmaschinensystem 100 kann ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 170 enthalten, welches Abgas selektiv zurück an den Ansaugkrümmer 110 umleitet. Das AGR-Ventil 170 kann oberstromig zu der Turbine 160-1 des Turboladers angeordnet sein. Das AGR-Ventil 170 kann von einem (nicht gezeigten) AGR-Aktormodul auf der Grundlage von Signalen von dem ECM 114 gesteuert werden.
Eine Ölpumpe 174 pumpt Kraftmaschinenöl an verschiedene Stellen innerhalb der Kraftmaschine. Zum Beispiel kann die Ölpumpe 174 Kraftmaschinenöl pumpen, um die Kolben der Kraftmaschine zu schmieren. Druckbeaufschlagtes Kraftmaschinenöl von der Ölpumpe 174 kann außerdem beispielsweise von dem Phasenstelleraktormodul 158 verwendet werden, um die Phasenstellung und den Ventilhubzustand zu steuern, und von dem Zylinderaktormodul 120, um das Aktivieren und das Abschalten von Zylindern zu steuern. Kraftmaschinenöl von der Ölpumpe 174 kann außerdem für einen oder mehrere andere Zwecke verwendet werden.
Die Ölpumpe 174 ist eine Ölpumpe mit variablem Hubraum. Folglich ist die Ausgabe der Ölpumpe 174 variabel. Die Ausgabe der Ölpumpe 174 kann ansteigen, wenn der Hubraum der Ölpumpe 174 ansteigt, und umgekehrt. Ein Pumpenaktormodul 176 steuert die Ausgabe der Ölpumpe 174, wie nachstehend weiter beschrieben wird.
Eine Position der Kurbelwelle kann unter Verwendung eines Kurbelwellenpositionssensors 180 gemessen werden. Eine Drehzahl der Kurbelwelle (eine Kraftmaschinendrehzahl) kann auf der Grundlage der Kurbelwellenposition bestimmt werden. Eine Temperatur des Kraftmaschinenkühlmittels kann unter Verwendung eines Kraftmaschinenkühlmitteltemperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in der Kraftmaschine 102 oder an anderen Stellen angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkulieren gelassen wird, etwa an einem (nicht gezeigten) Radiator.
Ein Druck, in dem Ansaugkrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Kraftmaschinenunterdruck, welcher die Differenz zwischen einem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Ansaugkrümmer 110 ist, gemessen werden. Eine Massenströmungsrate von Luft, die in den Ansaugkrümmer 110 hineinströmt, kann unter Verwendung eines Luftmassenströmungssensors (MAF-Sensors) 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselklappenventil 112 enthält.
Das Drosselklappenaktormodul 116 kann die Position des Drosselklappenventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselklappenpositionssensoren (TPS) 190 überwachen. Eine Umgebungstemperatur von Luft, die in die Kraftmaschine 102 eingesaugt wird, kann unter Verwendung eines Ansauglufttemperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden. Das Kraftmaschinensystem 100 kann außerdem einen oder mehrere andere Sensoren 193 enthalten, etwa einen Umgebungsfeuchtigkeitssensor, einen oder mehrere Klopfsensoren, einen Kompressorauslassdrucksensor und/oder einen Drosselklappeneinlassdrucksensor, einen Ladedruckregelventil-Positionssensor, einen AGR-Positionssensor, einen Spannungssensor und/oder einen oder mehrere andere geeignete Sensoren. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerungsentscheidungen für das Kraftmaschinensystem 100 zu treffen.
Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuerungsmodul 194 kommunizieren, um das Schalten von Gängen in einem (nicht gezeigten) Getriebe zu koordinieren. Beispielsweise kann das ECM 114 während eines Gangschaltvorgangs das Kraftmaschinendrehmoment reduzieren. Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuerungsmodul 196 kommunizieren, um den Betrieb der Kraftmaschine 102 und eines Elektromotors 198 zu koordinieren.
Der Elektromotor 198 kann auch wie ein Generator funktionieren und er kann verwendet werden, um elektrische Energie zur Verwendung durch elektrische Systeme des Fahrzeugs und/oder zum Speichern in einer Batterie zu erzeugen. Bei verschiedenen Implementierungen können verschiedene Funktionen des ECM 114, des Getriebesteuerungsmoduls 194 und des Hybridsteuerungsmoduls 196 in ein oder mehrere Module integriert sein.
Mit Bezug nun auf 2 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Pumpensteuerungsmoduls 204 dargestellt. Das Pumpensteuerungsmodul 204 kann in dem ECM 114, in einem anderen Modul oder davon unabhängig implementiert sein. Das Pumpensteuerungsmodul 204 enthält ein Modul 208 für einen ersten Zieldruck. 3 enthält ein Funktionsblockdiagramm für eine beispielhafte Implementierung des Moduls 208 für einen ersten Zieldruck.
Mit Bezug nun auf 3 bestimmt ein Modul 212 für ein minimales Ziel einen minimalen Zielausgabedruck 216 für die Ölpumpe 174 auf der Grundlage einer Kraftmaschinendrehzahl 220 und einer Kraftmaschinenöltemperatur 224. Der minimale Zielausgabedruck 216 entspricht einem minimal möglichen Ausgabedruck der Ölpumpe 174 bei der gegebenen Kraftmaschinendrehzahl 220 und der gegebenen Kraftmaschinenöltemperatur 224.
Das Modul 212 für ein minimales Ziel kann den minimalen Zielausgabedruck 216 beispielsweise unter Verwendung entweder einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche die Kraftmaschinendrehzahl 220 und die Kraftmaschinenöltemperatur 224 in Beziehung zu dem minimalen Zielausgabedruck 216 setzt. Die Kraftmaschinenöltemperatur 224 und die Kraftmaschinendrehzahl 220 können unter Verwendung von Sensoren gemessen oder auf der Grundlage eines oder mehrerer anderer Parameter bestimmt werden. Die Kraftmaschinendrehzahl 220 steht in Beziehung zu einer Drehzahl der Ölpumpe 174 und eine Ölpumpendrehzahl kann auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl 220 bestimmt werden.
Ein Modul 228 für ein erstes Ziel erzeugt einen ersten Zielausgabedruck 232 der Ölpumpe 174 auf der Grundlage des minimalen Zielausgabedrucks 216 und einer ersten Justierung 236. Nur als Beispiel kann das Modul 228 für ein erstes Ziel den ersten Zielausgabedruck 232 gleich dem minimalen Zielausgabedruck 216 multipliziert mit der ersten Justierung 236 setzen. Auf diese Weise wird der erste Zielausgabedruck 232 gleich dem minimalen Zielausgabedruck 216 gesetzt, wenn die erste Justierung 236 auf 1 gesetzt wird.
Ein erstes Justierungsmodul 240 bestimmt die erste Justierung 236 auf der Grundlage einer Laufzeit-Zeitspanne 244 der Kraftmaschine 102. Im Fall einer Multiplikation des minimalen Zielausgabedrucks 216 mit der ersten Justierung 236 kann die erste Justierung 236 ein Wert größer oder gleich 1 sein. Die Laufzeit-Zeitspanne 244 der Kraftmaschine entspricht einer Zeitspanne zwischen einem Zeitpunkt, an dem ein Anwender die Kraftmaschine 102 zum letzten Mal gestartet hat, und einem gegenwärtigen Zeitpunkt.
Das erste Justierungsmodul 240 kann die erste Justierung 236 unter Verwendung entweder einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche die Laufzeit-Zeitspanne 244 der Kraftmaschine in Beziehung zu der ersten Justierung 236 stellt. Nur als Beispiel kann das erste Justierungsmodul 240 die erste Justierung 236 auf 1 hin verringern, wenn die Laufzeit-Zeitspanne 244 der Kraftmaschine ansteigt, und umgekehrt. Das erste Justierungsmodul 240 kann die erste Justierung 236 auf 1 setzen, wenn die Laufzeit-Zeitspanne 244 der Kraftmaschine größer als eine vorbestimmte Zeitspanne ist. Nur als Beispiel kann die vorbestimmte Zeitspanne etwa 5 Sekunden oder eine andere geeignete Zeitspanne sein. Jedes Mal, wenn das Fahrzeug ausgeschaltet wird, kann die Laufzeit-Zeitspanne 244 der Kraftmaschine auf 0 zurückgesetzt werden.
Ein Modul 248 für ein zweites Ziel erzeugt einen zweiten Zielausgabedruck 252 der Ölpumpe 174 auf der Grundlage des minimalen Zielausgabedrucks 216 und einer zweiten Justierung 256. Nur als Beispiel kann das Modul 248 für ein zweites Ziel den zweiten Zielausgabedruck 252 gleich dem minimalen Zielausgabedruck 216 multipliziert mit der zweiten Justierung 256 setzen. Auf diese Weise wird der zweite Zielausgabedruck 252 gleich dem minimalen Zielausgabedruck 216 gesetzt, wenn die zweite Justierung 256 auf 1 gesetzt wird.
Ein zweites Justierungsmodul 260 bestimmt die zweite Justierung 256 auf der Grundlage der Kraftmaschinenöltemperatur 224 und einer Kraftmaschinenlast 264. Das zweite Justierungsmodul 260 kann die zweite Justierung 256 unter Verwendung entweder einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche die Kraftmaschinenöltemperatur 224 und die Kraftmaschinenlast 264 zu der zweiten Justierung 256 in Beziehung setzt. Nur als Beispiel kann das zweite Justierungsmodul 260 die zweite Justierung 256 über 1 hinaus erhöhen, wenn die Kraftmaschinenlast 264 ansteigt und/oder die Kraftmaschinenöltemperatur 224 ansteigt. Das zweite Justierungsmodul 260 kann die zweite Justierung 256 in Richtung auf 1 verringern, wenn die Kraftmaschinenlast 264 abnimmt und/oder die Kraftmaschinenöltemperatur 224 abnimmt. Die Kraftmaschinenlast 264 kann einem Verhältnis einer aktuellen Ausgabe (z. B. ein Drehmoment) der Kraftmaschine 102 zu einer maximalen Ausgabe (z. B. ein Drehmoment) der Kraftmaschine 102 entsprechen und sie kann beispielsweise auf der Grundlage einer MAF in die Kraftmaschine 102 hinein und/oder eines MAP bestimmt werden.
Obwohl das Beispiel von ersten und zweiten Justierungen 236 und 256, die größer oder gleich 1 sind, und das Multiplizieren der ersten und zweiten Justierung 236 und 256 mit dem minimalen Zielausgabedruck 216 gezeigt ist und erörtert wurde, können der erste und zweite Zielausgabedruck 232 und 252 auf eine andere geeignete Weise bestimmt werden. Nur als Beispiel können die erste und zweite Justierung 236 und 256 Werte sein, die größer oder gleich Null sind, und die erste und zweite Justierung 236 und 256 können mit dem minimalen Zielausgabedruck 216 aufsummiert werden, um den ersten und zweiten Zielausgabedruck 232 bzw. 252 zu erzeugen.
Ein Auswahlmodul 268 setzt einen gewählten Zielausgabedruck 272 der Ölpumpe 174 auf der Grundlage des ersten Zielausgabedrucks 232 und des zweiten Zielausgabedrucks 252. Nur als Beispiel kann das Auswahlmodul 268 den gewählten Zielausgabedruck 272 auf den ersten Zielausgabedruck 232 setzen, wenn der erste Zielausgabedruck 232 größer als der zweite Zielausgabedruck 252 ist. Das Auswahlmodul 268 kann den gewählten Zielausgabedruck 272 auf den zweiten Zielausgabedruck 252 setzen, wenn der zweite Zielausgabedruck 252 größer als der erste Zielausgabedruck 232 ist. Der gewählte Zielausgabedruck 272 wird verwendet, um die Ölpumpe 174 zu steuern, wenn sie in einem geschlossenen Regelkreis betrieben wird, wie nachstehend weiter erörtert wird.
Bei verschiedenen Implementierungen kann das Modul 208 für einen ersten Zieldruck außerdem ein oder mehrere andere Zielmodule enthalten, welche einen bzw. mehrere andere Zielausgabedrücke der Ölpumpe 174 erzeugen. Das Auswahlmodul 268 kann den gewählten Zielausgabedruck 272 auf den höchsten von dem ersten Zielausgabedruck 232, dem zweiten Zielausgabedruck 252 und dem einen oder den mehreren anderen Zielausgabedrücken setzen.
Beispielsweise kann das Modul 208 für einen ersten Zieldruck ein Modul 276 für ein drittes Ziel enthalten, das einen dritten Zielausgabedruck 280 der Ölpumpe 174 auf der Grundlage einer Restlebensdauer 284 des Kraftmaschinenöls erzeugt. Das Modul 276 für ein drittes Ziel kann beispielsweise den dritten Zielausgabedruck 280 erhöhen, wenn die Restlebensdauer 284 des Kraftmaschinenöls abnimmt, und umgekehrt. Das Modul 276 für ein drittes Ziel kann den dritten Zielausgabedruck 280 beispielsweise unter Verwendung entweder einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche die Restlebensdauer 284 des Kraftmaschinenöls in Beziehung zu dem dritten Zielausgabedruck 280 setzt.
Zusätzlich oder alternativ kann das Modul 208 für einen ersten Zieldruck ein Modul 288 für ein viertes Ziel enthalten, das einen vierten Zielausgabedruck 292 der Ölpumpe 174 auf der Grundlage eines Niveaus 296 des Kraftmaschinenöls erzeugt. Das Ölniveau 296 entspricht einer Ölmenge in der Kraftmaschine 102. Das Modul 288 für ein viertes Ziel kann den vierten Zielausgabedruck 292 beispielsweise unter Verwendung entweder einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche das Ölniveau 296 in Beziehung zu dem vierten Zielausgabedruck 292 setzt. Das Ölniveau 296 kann beispielsweise unter Verwendung eines Ölniveausensors gemessen werden.
Zusätzlich oder alternativ kann das Modul 208 für einen ersten Zieldruck ein Modul 300 für ein fünftes Ziel enthalten, das einen fünften Zielausgabedruck 304 der Ölpumpe 174 auf der Grundlage einer Querbeschleunigung 308 des Fahrzeugs erzeugt. Das Modul 300 für ein fünftes Ziel kann den fünften Zielausgabedruck 304 beispielsweise unter Verwendung entweder einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche die Querbeschleunigung 308 in Beziehung zu dem fünften Zielausgabedruck 304 setzt. Die Querbeschleunigung 308 kann beispielsweise unter Verwendung eines Sensors gemessen werden.
Zusätzlich oder alternativ kann das Modul 208 für einen ersten Zieldruck ein Modul 312 für ein sechstes Ziel enthalten, welches einen sechsten Zielausgabedruck 316 der Ölpumpe 174 auf der Grundlage einer Neigung 320 des Fahrzeugs erzeugt. Das Modul 312 für ein sechstes Ziel kann den sechsten Zielausgabedruck 316 beispielsweise unter Verwendung entweder einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche die Fahrzeugneigung 320 in Beziehung zu dem sechsten Zielausgabedruck 316 setzt. Die Fahrzeugneigung 320 kann beispielsweise unter Verwendung eines Sensors gemessen werden.
Zusätzlich oder alternativ kann das Modul 208 für einen ersten Zieldruck ein Modul 324 für ein siebtes Ziel enthalten, welches einen siebten Zielausgabedruck 328 der Ölpumpe 174 auf der Grundlage eines Fahrmodus 330 des Fahrzeugs erzeugt. Ein Anwender des Fahrzeugs kann den Fahrmodus beispielsweise unter Verwendung eines oder mehrerer Taster und/oder Schalter in einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs wählen. Beispielhafte Fahrmodi umfassen einen Sportmodus, einen sparsamen Modus, einen Normalmodus und einen oder mehrere andere Modi. Das Modul 324 für ein siebtes Ziel kann den siebten Zielausgabedruck 328 beispielsweise unter Verwendung entweder einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche den Fahrmodus 330 in Beziehung zu dem siebten Zielausgabedruck 328 setzt.
Zusätzlich oder alternativ kann das Modul 208 für einen ersten Zieldruck ein Modul 332 für ein achtes Ziel enthalten, das einen achten Zielausgabedruck 336 der Ölpumpe 174 auf der Grundlage eines Zylinderabschaltzustands 338 der Kraftmaschine 102 erzeugt. Der Zylinderabschaltzustand 338 kann einem Befehl für eine Anzahl an abgeschalteten Zylindern der Kraftmaschine 102 entsprechen. Das Modul 332 für ein achtes Ziel kann den achten Zielausgabedruck 336 beispielsweise entweder unter Verwendung einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche den Zylinderabschaltzustand 338 in Beziehung zu dem achten Zielausgabedruck 336 setzt.
Zusätzlich oder alternativ kann das Modul 208 für einen ersten Zieldruck ein Modul 340 für ein neuntes Ziel enthalten, welches einen neunten Zielausgabedruck 344 der Ölpumpe 174 auf der Grundlage einer befohlenen Phasenstellung 348 der Einlass- und/oder Auslassnockenwellen erzeugt. Das Modul 340 für ein neuntes Ziel kann den neunten Zielausgabedruck 344 beispielsweise entweder unter Verwendung einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche die befohlene Phasenstellung 348 in Beziehung zu dem neunten Zielausgabedruck 344 setzt.
Zusätzlich oder alternativ kann das Modul 208 für einen ersten Zieldruck ein Modul 352 für ein zehntes Ziel enthalten, welches einen zehnten Zielausgabedruck 356 der Ölpumpe 174 auf der Grundlage einer Luftaufnahmemenge 360 des Kraftmaschinenöls erzeugt. Das Modul 352 für ein zehntes Ziel kann den zehnten Zielausgabedruck 356 beispielsweise entweder unter Verwendung einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche die Luftaufnahme 360 des Kraftmaschinenöls in Beziehung zu dem zehnten Zielausgabedruck 356 setzt. Die Luftaufnahmemenge 360 des Kraftmaschinenöls kann unter Verwendung eines Sensors gemessen oder auf der Grundlage eines oder mehrerer anderer Parameter bestimmt werden.
Zusätzlich oder alternativ kann das Modul 208 für einen ersten Zieldruck ein Modul 364 für ein elftes Ziel enthalten, welches einen elften Zielausgabedruck 368 der Ölpumpe 174 auf der Grundlage eines Ventilhubzustands 372 erzeugt. Der Ventilhubzustand 372 entspricht dem Hubzustand der Ventile der Kraftmaschine 102.
Zum Beispiel kann der Ventilhubzustand 372 dem einen der diskreten Zustände mit variablem Ventilhub entsprechen, der gegenwärtig verwendet wird. Das Modul 364 für ein elftes Ziel kann den elften Zielausgabedruck 368 beispielsweise entweder unter Verwendung entweder einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche den Ventilhubzustand 372 in Beziehung zu dem elften Zielausgabedruck 368 setzt.
Wieder mit Bezug auf 2 bestimmt ein Fehlermodul 380 einen Fehlerwert 382 auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem gewählten Zielausgabedruck 272 und einem Ausgabeöldruck 384 der Ölpumpe 174. Beispielsweise kann das Fehlermodul 380 den Fehler auf der Grundlage von oder gleich dem gewählten Zieldruck minus dem Ausgabeöldruck 384 setzen. Der Öldruck 384 kann unter Verwendung eines Öldrucksensors gemessen werden, der einen Druck misst, der von der Ölpumpe 174 ausgegeben wird.
Ein Proportionalmodul (P-Modul) 388 erzeugt eine proportionale Druckjustierung 392 auf der Grundlage des Fehlerwerts 382. Das Proportionalmodul 388 kann die proportionale Druckjustierung 392 beispielsweise unter Verwendung der Beziehung erzeugen: P_ADJ = K_p·Fehler, wobei P_ADJ die proportionale Druckjustierung 392 ist, K_p eine proportionale Verstärkung ist und Fehler der Fehlerwert 382 ist. Die proportionale Verstärkung kann ein variabler Wert sein und das Proportionalmodul 388 kann die proportionale Verstärkung beispielsweise auf der Grundlage der Kraftmaschinenöltemperatur 224 und des Öldrucks 384 bestimmen. Beispielsweise kann das Proportionalmodul 388 die proportionale Verstärkung unter Verwendung entweder einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche die Kraftmaschinenöltemperatur 224 und den Öldruck 384 in Beziehung zu der proportionalen Verstärkung setzt. Das Proportionalmodul 388 kann beispielsweise die proportionale Verstärkung erhöhen, wenn der Öldruck 384 zunimmt, und umgekehrt.
Ein Integralmodul (I-Modul) 396 erzeugt eine integrale Druckjustierung 400 auf der Grundlage des Fehlerwerts 382. Das Integralmodul 396 kann die integrale Druckjustierung 400 beispielsweise unter Verwendung der Beziehung erzeugen: I_ADJ = K_I·∫Fehler·δt, wobei I_ADJ die integrale Druckjustierung 400 ist, K_I eine integrale Verstärkung ist und Fehler der Fehlerwert 382 ist. Die integrale Verstärkung kann ein variabler Wert sein und das Integralmodul 396 kann die integrale Verstärkung beispielsweise auf der Grundlage der Kraftmaschinenöltemperatur 224 und des Öldrucks 384 bestimmen. Beispielsweise kann das Integralmodul 396 die integrale Verstärkung unter Verwendung entweder einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche die Kraftmaschinenöltemperatur 224 und den Öldruck 384 in Beziehung zu der integralen Verstärkung setzt. Das Integralmodul 396 kann beispielsweise die integrale Verstärkung erhöhen, wenn der Öldruck 384 ansteigt, und umgekehrt.
Ein Modul 404 für einen zweiten Zieldruck bestimmt einen endgültigen Zielausgabedruck 408 für die Ölpumpe 174. Allgemein setzt das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck den endgültigen Zielausgabedruck 408 auf der Grundlage der proportionalen Druckjustierung 392, der integralen Druckjustierung 400 und des gewählten Zielausgabedrucks 272. Beispielsweise kann das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck den endgültigen Zielausgabedruck 408 gleich dem gewählten Zielausgabedruck 272 plus der proportionalen Druckjustierung 392 und der integralen Druckjustierung 400 setzen.
Jedoch kann das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck den endgültigen Zielausgabedruck 408 unter einigen Umständen auf andere Werte als die Summe aus dem gewählten Zielausgabedruck 272, der proportionalen Druckjustierung 392 und der integralen Druckjustierung 400 setzen. Beispielsweise kann das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck den endgültigen Zielausgabedruck 408 auf einen vorbestimmten maximalen Ausgabedruck der Ölpumpe 174 setzen, wenn ein oder mehrere Fehler diagnostiziert werden. Beispielsweise kann das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck den endgültigen Zielausgabedruck 408 auf den vorbestimmten maximalen Ausgabedruck der Ölpumpe 174 setzen, wenn ein Fehler mit dem Kraftmaschinenöltemperatursensor, dem Öldrucksensor und/oder einer anderen Komponente verbunden ist, der die Genauigkeit des gewählten Zielausgabedrucks 272 beeinträchtigen kann. Das Vorhandensein eines oder mehrerer Fehler kann durch ein Fehlersignal 412 angezeigt werden.
Zusätzlich oder alternativ kann das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck den endgültigen Zielausgabedruck 408 setzen, um Impulse in dem Öldruck 384 zu erzeugen, wenn eine Impulsanforderung 416 aktiv ist. Die Impulsanforderung 416 kann die Anzahl der Impulse, die Dauer der Impulse und/oder die Größe der Impulse angeben. Das Erzeugen von Impulsen in dem Öldruck 384 kann beispielsweise angefordert werden, wenn festgestellt wurde, dass ein Ventil, welches den Hubraum der Ölpumpe 174 moduliert, festsitzt.
Zusätzlich oder alternativ kann das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck den endgültigen Zielausgabedruck 408 konstant halten, während gerade ein Parameter erlernt wird. Beispielsweise kann das ECM 114 ein minimales Drehmoment der Kraftmaschine 102 erlernen, um unter bestimmten Umständen eine stabile Verbrennung aufrecht zu erhalten. Das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck hält den endgültigen Zielausgabedruck 408 konstant, während gerade das minimale Drehmoment erlernt wird, um konstante Bedingungen beim Erlenen des minimalen Drehmoments bereitzustellen. Obwohl nur das Beispiel des Erlernens des minimalen Drehmoments bereitgestellt ist, können andere Parameter erlernt werden.
Das Erlernen eines oder mehrerer Parameter kann durch ein Lernsignal 428 angezeigt werden.
Das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck kann die Rate von Verringerungen im endgültigen Zielausgabedruck 408 begrenzen. Mit anderen Worten kann das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck die Größe von Verringerungen in dem endgültigen Zielausgabedruck 408 auf einen vorbestimmten maximalen Betrag über jede vorbestimmte Zeitspanne hinweg begrenzen.
Ein erstes Tastverhältnismodul 432 wandelt den endgültigen Zielausgabedruck 408 in ein erstes Zieltastverhältnis 436 zum Anlegen an die Ölpumpe 174 um, um den Hubraum der Ölpumpe 174 zu steuern und um den endgültigen Zielausgabedruck 408 zu erreichen. Nur als Beispiel kann das erste Tastverhältnismodul 432 das erste Zieltastverhältnis 436 unter Verwendung entweder einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche den endgültigen Zielausgabedruck 408 in Beziehung zu dem ersten Zieltastverhältnis 436 setzt.
Ein zweites Tastverhältnismodul 440 erzeugt ein zweites Zieltastverhältnis 444 zum Anlegen an die Ölpumpe 174 auf der Grundlage des ersten Zieltastverhältnisses 436 und einer Spannungsjustierung 448. Beispielsweise kann das zweite Tastverhältnismodul 440 das zweite Zieltastverhältnis 444 auf das erste Zieltastverhältnis 436 multipliziert mit der Spannungsjustierung 448 setzen. Da eine Spannung 452, die an die Ölpumpe 174 angelegt wird, um den Hubraum der Ölpumpe 174 zu steuern, den Hubraum der Ölpumpe 174 beeinflusst, kompensiert das Justieren des ersten Zieltastverhältnisses 436 auf der Grundlage der Spannungsjustierung 448 die Spannung 452 und ermöglicht, dass der endgültige Zielausgabedruck 408 erreicht wird. Obwohl das Beispiel mit einer Multiplikation bereitgestellt wird, kann die Spannungsjustierung 448 bei verschiedenen Implementierungen mit dem ersten Zieltastverhältnis 436 summiert werden oder verwendet werden, um das erste Zieltastverhältnis 436 auf eine andere Weise zu justieren. Die Spannung 452 kann beispielsweise eine Spannung einer Batterie des Fahrzeugs sein.
Ein Spannungsjustierungsmodul 456 bestimmt die Spannungsjustierung 448 auf der Grundlage der Spannung 452. Beispielsweise kann das Spannungsjustierungsmodul 456 die Spannungsjustierung 448 unter Verwendung entweder einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche die Spannung 452 in Bezug zu der Spannungsjustierung 448 setzt.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern der Ausgabe der Ölpumpe 174 darstellt. Mit Bezug nun auf 4 kann die Steuerung mit 504 beginnen, wobei das Modul 212 für ein minimales Ziel den minimalen Zielausgabedruck 216 bestimmt und das erste und zweite Justierungsmodul 240 und 260 die erste und zweite Justierung 236 und 256 bestimmen. Das Modul 212 für ein minimales Ziel bestimmt den minimalen Zielausgabedruck 216 auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl 220 und der Kraftmaschinenöltemperatur 224. Das erste Justierungsmodul 240 bestimmt die erste Justierung 236 auf der Grundlage der Laufzeit-Zeitspanne 244 der Kraftmaschine. Das zweite Justierungsmodul 260 bestimmt die zweite Justierung 256 auf der Grundlage der Kraftmaschinenlast 264.
Bei 508 bestimmen die Module 228 und 248 für ein erstes und zweites Ziel erste und zweite Zielausgabedrücke 232 und 252. Das Modul 228 für ein erstes Ziel bestimmt den ersten Zielausgabedruck 232 auf der Grundlage der ersten Justierung 236 und des minimalen Zielausgabedrucks 216. Das Modul 248 für ein zweites Ziel bestimmt den zweiten Zielausgabedruck 252 auf der Grundlage der zweiten Justierung 256 und des minimalen Zielausgabedrucks 216.
Ein oder mehrere andere Module für Zieldrücke können bei 508 außerdem einen bzw. mehrere andere Zielausgabedrücke bestimmen. Nur als Beispiel kann ein oder können mehrere der Module 276, 288, 300, 312, 324, 332, 340, 352 und 364 für ein drittes bis elftes Ziel jeweils die dritten bis elften Zielausgabedrücke 280, 292, 304, 360, 328, 336, 344, 356 und 368 bestimmen, wie vorstehend erörtert wurde. Das Auswahlmodul 268 setzt bei 512den gewählten Zielausgabedruck 272 für die Ölpumpe 174 auf den oder beruhend auf dem höchsten der Zielausgabedrücke.
Bei 516 bestimmt das Fehlermodul 380 den Fehlerwert 382 auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem gewählten Zielausgabedruck 272 und dem Öldruck 384. Das Proportionalmodul und das Integralmodul 388 und 396 bestimmen bei 516 außerdem jeweils die proportionale und die integrale Druckjustierung 392 bzw. 400.
Das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck stellt bei 520 fest, ob ein oder mehrere Fehler vorhanden sind, die den gewählten Zielausgabedruck 272 beeinträchtigen könnten. Wenn 520 wahr ergibt, setzt das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck den endgültigen Zielausgabedruck 408 bei 524 auf den oder beruhend auf dem vorbestimmten maximalen Ausgabedruck der Ölpumpe 174, und die Steuerung fährt mit 548 fort, was nachstehend weiter erörtert wird. Wenn 520 falsch ist, fährt die Steuerung mit 528 fort.
Bei 528 kann das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck feststellen, ob das Erzeugen von Impulsen in dem Öldruck 384 angefordert worden ist. Wenn 528 wahr ergibt, setzt das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck bei 532 den endgültigen Zielausgabedruck 408 auf der Grundlage des Erzeugens der angeforderten Impulse und die Steuerung fährt mit 548 fort. Wenn 528 falsch ist, fährt die Steuerung mit 536 fort.
Das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck stellt fest, ob das Erlernen von einem oder mehreren Parametern angefordert wurde, oder ob einer oder mehrere Parameter gerade erlernt werden. Wenn 536 wahr ergibt, setzt das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck den endgültigen Zielausgabedruck 408 bei 540 gleich dem endgültigen Zielausgabedruck 408 von der letzten Steuerungsschleife und die Steuerung fährt mit 548 fort. Wenn 536 falsch ist, fährt die Steuerung mit 544 fort. Bei 544 setzt das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck den endgültigen Zielausgabedruck 408 auf den oder beruhend auf dem gewählten Zielausgabedruck 272 und die Steuerung fährt mit 548 fort. Das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck wendet eine Ratenbegrenzung auf die Abnahme bei dem endgültigen Zielausgabedruck 408 von einer Steuerungsschleife zu der nächsten Steuerungsschleife an. Mit anderen Worten verringert das Modul 404 für einen zweiten Zieldruck den endgültigen Zielausgabedruck 408 von einer Steuerungsschleife zu der nächsten Steuerungsschleife bis zu einem vorbestimmten maximalen Betrag.
Bei 548 bestimmt das erste Tastverhältnismodul 432 das erste Zieltastverhältnis 436 für die Ölpumpe 174. Das erste Tastverhältnismodul 432 kann das erste Zieltastverhältnis 436 unter Verwendung entweder einer Funktion oder einer Zuordnung bestimmen, welche den endgültigen Zielausgabedruck 408 in Beziehung zu dem ersten Zieltastverhältnis 436 setzt. Das Spannungsjustierungsmodul 456 bestimmt bei 548außerdem die Spannungsjustierung 448. Das Spannungsjustierungsmodul 456 bestimmt die Spannungsjustierung 448 auf der Grundlage der Spannung 452.
Bei 552 bestimmt das zweite Tastverhältnismodul 440 das zweite Zieltastverhältnis 444. Das zweite Tastverhältnismodul 440 bestimmt das zweite Zieltastverhältnis 444 auf der Grundlage des ersten Zieltastverhältnisses 436 und der Spannungsjustierung 448, etwa durch Multiplizieren der Spannungsjustierung 448 mit dem ersten Zieltastverhältnis 436. Bei 556 legt das Pumpenaktormodul 176 Signale mit dem zweiten Zieltastverhältnis 444 an die Ölpumpe 174 an, um den endgültigen Zielausgabedruck 408 zu erreichen. Obwohl 4 so gezeigt ist, dass sie nach 556 endet, enthält das Beispiel von 4 eine Steuerungsschleife und Steuerungsschleifen können mit einer vorbestimmten Rate ausgeführt werden.
Die vorstehende Beschreibung ist nur veranschaulichend und ist keinesfalls dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungsmöglichkeiten einzuschränken. Die weit gefassten Lehren der Offenbarung können in einer Vielfalt von Formen implementiert werden. Obwohl diese Offenbarung spezielle Beispiele enthält, soll daher der tatsächliche Umfang der Offenbarung nicht darauf begrenzt sein, da sich bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen offenbaren werden. Bei der Verwendung hierin soll der Ausdruck A, B und/oder C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oders bedeutet, und er soll nicht so aufgefasst werden, dass er ”mindestens eine von A, mindestens eine von B und mindestens eine von C” bedeutet. Es versteht sich, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in einer anderen Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
In dieser Anmeldung einschließlich der nachstehenden Definitionen kann der Begriff ”Modul” oder der Begriff ”Controller” durch den Begriff ”Schaltung” ersetzt werden. Der Begriff ”Modul” kann eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale diskrete Schaltung, eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung, eine kombinatorische Logikschaltung, ein im Feld programmierbares Gatearray (FPGA), eine Prozessorschaltung (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe), die einen Code ausführt, eine Speicherschaltung (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe), welche einen Code speichert, der von der Prozessorschaltung ausgeführt wird, andere geeignete Hardwarekomponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen, oder eine Kombination aus einigen oder allen vorstehenden, wie etwa in einem System-On-Chip, bezeichnen, ein Teil davon sein oder diese enthalten.
Das Modul kann eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen enthalten. Bei einigen Beispielen können die Schnittstellenschaltungen drahtgebundene oder drahtlose Schnittstellen umfassen, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitbereichsnetzwerk (WAN) oder Kombinationen daraus verbunden sind. Die Funktionalität eines beliebigen gegebenen Moduls der vorliegenden Offenbarung kann auf mehrere Module verteilt werden, die über Schnittstellenschaltungen verbunden sind. Beispielsweise können mehrere Module einen Lastausgleich ermöglichen. Bei einem weiteren Beispiel kann ein Servermodul (auch als entferntes Modul oder Cloud-Modul bekannt) eine bestimmte Funktionalität im Auftrag von einem Client-Modul bewerkstelligen.
Der Begriff ”Code” kann, so wie er vorstehend verwendet wird, Software, Firmware und/oder Mikrocode umfassen und er kann Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/oder Objekte bezeichnen. Der Begriff ”gemeinsam genutzte Prozessorschaltung” umfasst eine einzelne Prozessorschaltung, die einen Teil oder den gesamten Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff ”Gruppenprozessorschaltung” umfasst eine Prozessorschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Prozessorschaltungen einen Teil oder den gesamten Code von einem oder mehreren Modulen ausführt. Bezugnahmen auf mehrere Prozessorschaltungen umfassen mehrere Prozessorschaltungen auf diskreten Dies, mehrere Prozessorschaltungen auf einem einzigen Die, mehrere Kerne einer einzigen Prozessorschaltung, mehrere Threads einer einzigen Prozessorschaltung oder eine Kombination des vorstehenden. Der Begriff ”gemeinsam genutzte Speicherschaltung” umfasst eine einzige Speicherschaltung, die einen Teil oder den gesamten Code von mehreren Modulen speichert. Der Begriff ”Gruppenspeicherschaltung” umfasst eine Speicherschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Speichern einen Teil oder den gesamten Code von einem oder mehreren Modulen speichert.
Der Begriff Speicherschaltung ist eine Teilmenge des Begriffs computerlesbares Medium. Der Begriff computerlesbares Medium umfasst, so wie er hier verwendet wird, nicht transitorische elektrische oder elektromagnetische Signale, die sich durch ein Medium hindurch ausbreiten (etwa auf einer Trägerwelle); der Begriff computerlesbares Medium kann daher als konkret und nicht vorübergehend aufgefasst werden. Beispiele ohne Einschränkung für ein nicht vorübergehendes konkretes computerlesbares Medium umfassen nicht volatile Speicherschaltungen (etwa eine Flash-Speicherschaltung oder eine Maskierungs-Festwert-Speicherschaltung), volatile Speicherschaltungen (etwa eine Speicherschaltung mit statischem wahlfreiem Zugriff und eine Speicherschaltung mit dynamischem wahlfreiem Zugriff) und einen sekundären Massenspeicher, etwa einen magnetischen Massenspeicher (etwa ein Magnetband oder ein Festplattenlaufwerk) und optischen Massenspeicher.
Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig von einem spezialisierten Computer implementiert werden, der geschaffen wird, indem ein Universalcomputer so konfiguriert wird, dass er eine oder mehrere spezielle Funktionen ausführt, die in Computerprogrammen verkörpert sind. Die Computerprogramme enthalten von einem Prozessor ausführbare Anweisungen, die in mindestens einem nicht vorübergehenden konkreten computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können außerdem gespeicherte Daten enthalten oder sich darauf stützen. Die Computerprogramme können ein grundlegendes Eingabe/Ausgabe-System (BIOS), das mit der Hardware des spezialisierten Computers interagiert, Gerätetreiber, die mit speziellen Geräten des spezialisierten Computers interagieren, ein oder mehrere Betriebssysteme, Anwenderapplikationen, Hintergrunddienste und Anwendungen usw. enthalten.
Die Computerprogramme können enthalten: (i) Assemblercode; (ii) Objectcode, der durch einen Compiler aus Sourcecode erzeugt wurde; (iii) Sourcecode zur Ausführung durch einen Interpreter; (iv) Sourcecode zum Kompilieren und Ausführen durch einen Just-In-Time-Compiler; (v) einen deskriptiven Text zum Parsen, etwa HTML (Hypertext Markup Language) oder XML (Extensible Markup Language) usw. Nur als Beispiel kann der Sourcecode in C, C++, C#, Objective-C, Haskell, Go, SQL, Lisp, Java^®, ASP, Perl, Javascript^®, HTML5, Ada, ASP (Active Server Pages), Perl, Scala, Erlang, Ruby, Flash^®, Visual Basic^®, Lua oder Python^® geschrieben sein.
Keines der in den Ansprüchen erwähnten Elemente soll ein Mittel-Plus-Funktions-Element im Sinne von 35 U.S.C. §112(f) sein, sofern nicht ein Element explizit unter Verwendung des Ausdrucks ”Mittel für” erwähnt wird oder in dem Fall eines Verfahrensanspruchs unter Verwendung der Ausdrücke ”Operation zum” oder ”Schritt zum”.

Claims

Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein erster Zielausgabedruck einer Kraftmaschinenölpumpe auf der Grundlage einer Kraftmaschinendrehzahl und einer Öltemperatur bestimmt wird; auf der Grundlage einer Laufzeit-Zeitspanne einer Kraftmaschine ein zweiter Zielausgabedruck der Kraftmaschinenölpumpe entweder größer oder gleich dem ersten Zielausgabedruck gesetzt wird; ein dritter Zielausgabedruck der Kraftmaschinenölpumpe auf der Grundlage einer Kraftmaschinenlast entweder größer oder gleich dem ersten Zielausgabedruck gesetzt wird; einer der zweiten und dritten Zielausgabedrücke gewählt wird; ein gewählter Zielausgabedruck auf der Grundlage des gewählten aus dem zweiten und dritten Zielausgabedruck gesetzt wird; und ein Hubraum der Kraftmaschinenölpumpe auf der Grundlage des gewählten Zielausgabedrucks gesteuert wird.
Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: ein Justierungswert auf der Grundlage der Laufzeit-Zeitspanne der Kraftmaschine bestimmt wird; und der zweite Zielausgabedruck der Kraftmaschinenölpumpe als Funktion des ersten Zielausgabedrucks und des Justierungswerts bestimmt wird.
Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: ein Justierungswert auf der Grundlage der Kraftmaschinenlast bestimmt wird; und der zweite Zielausgabedruck der Kraftmaschinenölpumpe als Funktion des ersten Zielausgabedrucks und des Justierungswerts bestimmt wird.
Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass der zweite Zielausgabedruck gewählt wird, wenn der zweite Zielausgabedruck größer als der dritte Zielausgabedruck ist.
Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe nach Anspruch 4, das ferner umfasst, dass der dritte Zielausgabedruck gewählt wird, wenn der dritte Zielausgabedruck größer als der zweite Zielausgabedruck ist.
Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: eine proportionale Druckjustierung auf der Grundlage eines proportionalen Verstärkungswerts und einer Differenz zwischen einem Kraftmaschinenöldruck und dem gewählten Zielausgabedruck bestimmt wird; eine integrale Druckjustierung auf der Grundlage eines integralen Verstärkungswerts und der Differenz zwischen dem Kraftmaschinenöldruck und dem gewählten Zielausgabedruck bestimmt wird; und auf der Grundlage einer Summe aus dem gewählten Zielausgabedruck, der proportionalen Druckjustierung und der integralen Druckjustierung selektiv ein Zieltastverhältnis zum Steuern des Hubraums der Kraftmaschinenölpumpe gesetzt wird.
Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe nach Anspruch 6, das ferner umfasst, dass der proportionale Verstärkungswert auf der Grundlage des Kraftmaschinenöldrucks bestimmt wird.
Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe nach Anspruch 7, das ferner umfasst, dass der proportionale Verstärkungswert ferner auf der Grundlage einer Kraftmaschinenöltemperatur bestimmt wird.
Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe nach Anspruch 6, das ferner umfasst, dass der integrale Verstärkungswert auf der Grundlage des Kraftmaschinenöldrucks bestimmt wird.
Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschinenölpumpe nach Anspruch 9, das ferner umfasst, dass der integrale Verstärkungswert ferner auf der Grundlage einer Kraftmaschinenöltemperatur bestimmt wird.