-
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNG
-
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorzug der koreanischen Patentanmeldung Nr.
10-2019-0090851 , die am 26. Juli 2019 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Verweis aufgenommen wird.
-
GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugmotors.
-
HINTERGRUND
-
Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung und stellen möglicherweise keinen Stand der Technik dar.
-
Im Allgemeinen ist ein Motor eine Vorrichtung, die mechanische Energie erzeugt, indem sie ein Luft-Kraftstoff-Gemisch verdichtet und das Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrennt. Die Verbrennung wird zum Beispiel durch eine Zündkerze zu einem Zeitpunkt ausgelöst, der Zündzeitpunkt genannt wird, und danach breitet sich eine Verbrennung mittels des Luft- und Brennstoffgemisches in einer Brennkammer aus.
-
Der Zündzeitpunkt kann entsprechend den verschiedenen Betriebsbedingungen eines Motors gesteuert werden, z.B. um das Ausgangsdrehmoment eines Motors zu erhöhen und/oder um schädliche Gase im Abgas zu verringern. Es ist allgemein bekannt, dass der Zündzeitpunkt vorverlegt werden kann, um das Ausgangsdrehmoment des Motors zu erhöhen. Allerdings kann beim Vorverlegen des Zündzeitpunktes Klopfen auftreten.
-
Um einen Nachteil des Klopfens zu verhindern oder zu minimieren, kann der Zündzeitpunkt bei Erkennung des Klopfens verzögert werden. Alternativ kann das Vorverlegen oder Verzögern des Zündzeitpunktes sehr langsam gesteuert werden.
-
Betätigt ein Fahrer das Gaspedal plötzlich und schnell, so kann die Menge der angesaugten Luft entsprechend plötzlich und schnell variieren. In diesem Fall kann es aufgrund der plötzlichen und schnellen Änderung der Ansaugluftmenge bei langsamer Steuerung des Zündzeitpunktes zu Klopfen kommen, da der Zündzeitpunkt von der Ansaugluftmenge abhängen kann.
-
Die oben genannten Informationen, die in diesem Hintergrundabschnitt offenbart werden, dienen lediglich zum besseren Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht zum Stand der Technik gehören, der Fachleuten auf diesem Gebiet bereits bekannt ist.
-
ÜBERBLICK
-
Erfindungsgemäß werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugmotors, das eine erwartete Luftmenge zur Berechnung eines Zündzeitpunkts berechnet, zur Verfügung gestellt.
-
Ein beispielhaftes Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugmotors umfasst: Überwachen von Motorbetriebsdaten einschließlich einer Kurbelstellung und einer Motordrehzahl durch eine Steuerung; Erhalten einer gemessenen Luftmenge, die in einen bestimmten Zylinder strömt, durch die Steuerung; Berechnen einer erwarteten Luftmenge zu einem Einlassventilschließzeitpunkt anhand der gemessenen Luftmenge durch die Steuerung; Berechnen eines Zündzeitpunkts anhand der Motordrehzahl und der erwarteten Luftmenge durch die Steuerung; und Einspritzen der berechneten Kraftstoffmenge durch die Steuerung und Durchführen der Zündung zum Zündzeitpunkt.
-
Bei einer Ausführungsform kann die Gewinnung der gemessenen Luftmenge zu einem ersten Zeitpunkt erfolgen, der ein Bezugszeitpunkt für die Identifizierung von Zylindern ist.
-
Das Berechnen der zu erwartenden Luftmenge kann zu einem zweiten Zeitpunkt erfolgen, der später als der erste Zeitpunkt liegt.
-
Darüber hinaus kann das Berechnen der erwarteten Luftmenge Folgendes umfassen: Berechnen einer ersten Luftabweichung anhand einer Änderungsrate der gemessenen Luftmenge; Berechnen einer zweiten Luftabweichung anhand einer Änderungsrate einer Drosselöffnung; und Berechnung der erwarteten Luftmenge anhand der ersten Luftabweichung und der zweiten Luftabweichung.
-
Beim Berechnen der erwarteten Luftmenge kann die erste Luftabweichung als ein Abweichungswert berechnet werden, der vom ersten Zeitpunkt bis zum Schließzeitpunkt des Einlassventils entsprechend der Änderungsrate der gemessenen Luftmenge erwartet wird.
-
Der Zündzeitpunkt kann berechnet werden, indem ein der Motordrehzahl und der erwarteten Luftmenge entsprechender Zündzeitpunkt aus einer vorgegebenen Kennfeldtabelle abgerufen wird.
-
Eine beispielhafte Vorrichtung zur Steuerung eines Motors mit einer Vielzahl von Zylindern kann Folgendes umfassen: einen Betriebszustandsabtasteinheit, die eingerichtet ist, Motorbetriebsdaten einschließlich einer Kurbelwellenstellung und einer Motordrehzahl zu erfassen; und eine Steuerung, die eingerichtet ist, die Motorbetriebsdaten von der Betriebszustandsabtasteinheit zu empfangen und den Motor zu steuern. Die Steuerung kann eingerichtet werden, die Motorbetriebsdaten zu überwachen, eine gemessene Luftmenge in Bezug auf einen bestimmten Zylinder zu erhalten, eine erwartete Luftmenge zu einem Einlassventilschließzeitpunkt anhand der gemessenen Luftmenge zu berechnen, eine Kraftstoffmenge anhand der erwarteten Luftmenge zu berechnen, einen Zündzeitpunkt anhand der Motordrehzahl und der erwarteten Luftmenge zu berechnen, die berechnete Kraftstoffmenge einzuspritzen und die Zündung zum berechneten Zündzeitpunkt durchzuführen.
-
Nach einer beispielhaften Ausführungsform kann das Klopfen verhindert oder deutlich reduziert werden, indem zur Berechnung eines Zündzeitpunkts eine erwartete Luftmenge verwendet wird.
-
Darüber hinaus können die Betriebsstabilität, die Leistung und der Kraftstoffverbrauch des Motors verbessert werden.
-
Andere Wirkungen, die durch eine beispielhafte erfindungsgemäße Ausführungsform erzielt oder vorhergesagt werden können, werden in einer detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung explizit oder implizit beschrieben. Das heißt, verschiedene Wirkungen, die nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform vorhergesagt werden, werden in der folgenden detaillierten Beschreibung beschrieben.
-
Weitere Anwendungsbereiche werden sich aus der hier angegebenen Beschreibung ergeben. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zur Veranschaulichung dienen und den erfindungsgemäßen Schutzumfang nicht einschränken sollen.
-
Figurenliste
-
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nun verschiedene Ausführungsformen von dieser beschrieben, wobei beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungsfiguren verwiesen wird, in denen:
- 1 ein schematisches Diagramm ist, das eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugmotors nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform veranschaulicht;
- Die 2A und 2B zeigen einen Kurbelwellenstellungssensor und ein vom Kurbelwellenstellungssensor erzeugtes Signal;
- 3 ist ein Flussdiagramm, das eine Methode zur Steuerung eines Fahrzeugmotors nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
- 4 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugmotors nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform veranschaulicht;
- 5A ist ein Diagramm, das ein Klopfen veranschaulicht, wenn ein konventionelles Schema zur Steuerung eines Fahrzeugmotors angewendet wird; und
- 5B veranschaulicht den Effekt eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung eines Fahrzeugmotors, um das Klopfen zu verhindern.
- Die hier beschriebenen Zeichnungsfiguren dienen nur zur Veranschaulichung und sollen den erfindungsgemäßen Schutzumfang in keiner Weise einschränken.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Die folgende Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die vorliegende Erfindung sowie deren Anwendung oder Verwendung nicht einschränken. Es versteht sich, dass sich in den Zeichnungsfiguren entsprechende Bezugsziffern gleiche oder einander entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
-
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugmotors nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform anhand der Zeichnungsfiguren ausführlich beschrieben. Die nachfolgend zu beschreibenden Zeichnungsfiguren sowie die folgende detaillierte Beschreibung beziehen sich auf beispielhafte Ausführungsformen zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Merkmale. Die vorliegende Erfindung sollte daher nicht so ausgelegt werden, dass sie auf die Zeichnungsfiguren und die folgende Beschreibung beschränkt wäre.
-
Ferner wird in der Beschreibung der beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsformen auf die detaillierte Beschreibung verwandter bekannter Konfigurationen und Funktionen verzichtet, wenn festgestellt wird, dass diese den erfindungsgemäßen Schutzumfang unnötig verschleierte. Darüber hinaus handelt es sich bei den nachfolgend zu beschreibenden Begrifflichkeiten um solche, die unter Berücksichtigung ihrer Funktion in einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform definiert sind und durch einen Benutzer oder Betreiber willkürlich oder gewohnheitsmäßig geändert werden können. Ihre Definition sollte daher anhand der Beschreibung der vorliegenden Erfindung erfolgen.
-
Ferner werden in den folgenden beispielhaften Ausführungsformen die Begrifflichkeiten derart passend geändert, kombiniert oder unterteilt, dass Fachleute auf dem Gebiet der Technik sie klar verstehen können, um die wichtigsten technischen Merkmale der vorliegenden Erfindung effizient zu erklären, jedoch ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt.
-
Im Folgenden werden beispielhafte erfindungsgemäße Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren ausführlich beschrieben.
-
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugmotors nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform veranschaulicht. Die 2A und 2B zeigen einen Kurbelwellenstellungssensor und ein vom Kurbelwellenstellungssensor erzeugtes Signal.
-
Gemäß 1 umfasst eine Vorrichtungt zur Steuerung eines Motors 190 eines Fahrzeugs eine Steuerung 150 und eine Betriebszustandsabtasteinheit 110.
-
Die Betriebszustandsabtasteinheit 110 erfasst verschiedene Motorbetriebsdaten zum Steuern des Motors 190. Zu diesem Zweck kann die Betriebszustandsabtasteinheit 110 einen Kurbelwellenstellungssensor 120, einen Nockenwellenstellungssensor 125, einen Ansaugluftmengensensor 130 und einen Drosselklappenstellungssensor 135 umfassen.
-
Der Kurbelwellenstellungssensor 120 erfasst den Drehwinkel einer im Motor 190 eingebauten Kurbelwelle. Wie in 2A dargestellt, kann die Kurbelwelle ein Kurbelwellenrad 200 enthalten, das sich mit der Kurbelwelle dreht, und der Kurbelwellenstellungssensor 120 kann in der Nähe des Kurbelwellenrads 200 angeordnet werden.
-
Am Außenumfang des Kurbelwellenrades 200 kann eine Vielzahl von Zähnen 220 ausgebildet sein. Die Vielzahl der Zähne 220 sind mit gleicher Größe und gleichem Abstand ausgebildet. Am Kurbelwellenrad 200 kann ein fehlender Zahn 230 ausgebildet sein, um einen Bezugswinkel der Kurbelwelle zu bestimmen.
-
Der Kurbelwellenstellungssensor 120 kann ein impulsförmiges Kurbelstellungssignal 250 erzeugen, das eine aktuelle Position (d.h. den Drehwinkel) der Kurbelwelle anzeigt, und sendet das Kurbelstellungssignal an die Steuerung 150. Das Kurbelstellungssignal 250 kann wie in 2B dargestellt ausgebildet sein. Das Referenzsymbol BM zeigt eine fallende Flanke an, die unmittelbar nach dem fehlenden Zahn auftritt, wie in 2B dargestellt, und kann eine Referenzmarke für die Steuerung 150 zur Bestimmung von Zylindern sein. Wie in dargestellt, kann ein Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Referenzmarken BM 360 Grad betragen, und der Abstand kann erste und zweite Segmente S1 und S2 umfassen.
-
Die Steuerung 150 kann den entsprechenden Hub der jeweiligen Zylinder anhand der Position der Referenzmarke BM bestimmen.
-
Der Nockenwellenstellungssensor 125 kann ein Nockenstellungssignal erzeugen, indem er einen Drehwinkel einer im Motor 190 enthaltenen Nockenwelle, z.B. in Bezug auf eine Nockenkante, erfasst. Die Nockenwelle kann die Einlass- und Auslassventile im Motor 190 öffnen und schließen. Die Nockenwelle kann sich im Allgemeinen synchron mit der Kurbelwelle drehen, z.B. mit halber Drehzahl der Kurbelwelle. Es versteht sich jedoch, dass die Drehung der Nockenwelle möglicherweise nicht exakt synchron mit der Drehung der Kurbelwelle ist, wenn eine variable Ventilsteuerungsvorrichtung verwendet wird.
-
Der Nockenwellenstellungssensor 125 sendet das Nockenstellungssignal an die Steuerung 150.
-
Anhand des Kurbelstellungssignals und/oder des Nockenstellungssignals kann die Steuerung 150 für die jeweiligen Zylinder Kurbelwinkel wie den oberen Totpunkt (OT) und den unteren Totpunkt (UT) und Ventilzeitpunkte wie die Ventilöffnungszeit und die Ventilschließzeit der Einlass- und Auslassventile bestimmen.
-
Der Ansaugluftmengensensor 130 erkennt eine zum Motor 190 angesaugte Ansaugluftmenge und erzeugt und sendet ein Ansaugluftmengensignal an die Steuerung 150. Der Ansaugluftmengensensor 130 kann ein Luftstromsensor sein.
-
Der Drosselklappenstellungssensor 135 erkennt eine Drosselöffnung einer Drosselklappe des Motors 190, die die Ansaugluftmenge steuert, und sendet ein Drosselöffnungssignal an die Steuerung 150.
-
Obwohl beschrieben wurde, dass die Betriebszustandsabtasteinheit 110 den Kurbelwellenstellungssensor 120, den Nockenwellenstellungssensor 125, den Ansaugluftmengensensor 130 und den Drosselklappenstellungssensor 135 umfasst, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Es versteht sich, dass die Betriebszustandsabtasteinheit 110 zusätzlich einen oder mehrere Sensoren, wie z.B. einen Kühlmitteltemperatursensor, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einen Bremspedalsensor, einen Gaspedalsensor, enthalten kann.
-
Die Steuerung 150 sammelt Motorbetriebsdaten von der Betriebszustandsabtasteinheit 110 und steuert den Motor 190 anhand der von der Betriebszustandsabtasteinheit 110 erhaltenen Motorbetriebsdaten.
-
Genauer gesagt kann die Steuerung 150 eine Motordrehzahl anhand des Kurbelwellenstellungssignals erhalten und eine gemessene Luftmenge vom Ansaugluftmengensensor 130 für die jeweiligen Zylinder erhalten. Für einen bestimmten Zylinder kann die Steuerung 150 anhand der gemessenen Luftmenge eine erwartete Luftmenge berechnen. Die erwartete Luftmenge kann z.B. ein Wert sein, der zu einer Einlassventilschließzeit (IVC) des spezifischen Zylinders erwartet wird, während die Berechnung der erwarteten Luftmenge vor der IVC-Zeit des spezifischen Zylinders durchgeführt werden kann. Die gemessene Luftmenge kann z.B. eine gemessene Luftmenge für einen unmittelbar vorhergehenden Einlasshub des spezifischen Zylinders sein, oder eine gemessene Luftmenge für einen Einlasshub eines Zylinders, der unmittelbar vorher einen Einlasshub erfahren hat. Anhand der berechneten erwarteten Luftmenge kann die Steuerung 150 eine geeignete Kraftstoffeinspritzmenge und einen geeigneten Zündzeitpunkt berechnen. Anhand der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge und dem Zündzeitpunkt steuert die Steuerung 150 den Motor.
-
Die Steuerung 150 kann als mindestens ein Mikroprozessor implementiert werden, der nach einem vorgegebenen Programm arbeitet, und das vorgegebene Programm kann Anweisungen zur Ausführung eines Verfahrens zur Steuerung eines Fahrzeugmotors nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform enthalten. Bei der Steuerung 150 kann es sich um eine elektronische Einheit handeln, die üblicherweise als Motorsteuergerät (ECU) oder Motormanagementsystem (EMS) bezeichnet wird.
-
Ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugmotors wird unter Bezugnahme auf 3 bis 5 näher beschrieben.
-
Der Motor 190 wandelt eine chemische Energie des Kraftstoffs in eine mechanische Energie um, indem er den Kraftstoff mit der Luft verbrennt. Der Motor 190 wird mittels Steuern durch die Steuerung 150 betrieben.
-
Die Zündspule 195 wird durch die Steuerung 150 aktiviert, um zum Zündzeitpunkt eine Funkenzündung auszubilden, so dass die Verbrennung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches im Zylinder ausgelöst wird.
-
Ein beispielhaftes Verfahren zur Steuerung des Motors 190 des Fahrzeuges wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 3 bis 5 ausführlich beschrieben.
-
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugmotors nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. 4 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugmotors nach einer beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform veranschaulicht.
-
Mit Blick auf 4 kann ein Zyklus (d.h. 360 Grad zwischen benachbarten Punkten von BM) in der Kurbelstellung in zwei Segmente S1 und S2 mit einem mittleren Zeitpunkt M unterteilt werden, und die Ansaugluftmenge wird jeweils zu den Zeitpunkten BM und M erhalten.
-
Gemäß 3, Schritt S310, überwacht die Steuerung 150 die Betriebsdaten des Motors, um den Motor 190 zu steuern.
-
Im Detail erfasst der Kurbelwellenstellungssensor 120 der Betriebszustandsabtasteinheit 110 den Drehwinkel der Kurbelwelle und liefert ein Kurbelstellungssignal, das den erfassten Drehwinkel der Kurbelwelle (d.h. die Kurbelposition) darstellt, an die Steuerung 150. Der Nockenwellenstellungssensor 125 der Betriebszustandsabtasteinheit 110 kann den Drehwinkel der Nockenwelle erfassen und liefert ein Nockenstellungssignal, das den Drehwinkel der Nockenwelle (d.h. die Nockenposition) wiedergibt, an die Steuerung 150. Der Ansaugluftmengensensor 130 der Betriebszustandsabtasteinheit 110 erkennt eine zum Zylinder angesaugte Ansaugluftmenge und liefert ein Ansaugluftmengenabtastsignal, das die Ansaugluftmenge darstellt, an die Steuerung 150. Der Drosselklappenstellungssensor 135 der Betriebszustandsabtasteinheit 110 erkennt die Drosselöffnung der Drosselklappe und liefert ein Drosselöffnungssignal, das die Drosselöffnung repräsentiert, an die Steuerung 150.
-
Die Kurbelstellung, die Nockenstellung, die Ansaugluftmenge und die Drosselklappenöffnung werden von der Betriebsabtasteinheit 110 kontinuierlich erfasst, und die Steuerung 150 kann die erfassten Werte während des Betriebs des Motors kontinuierlich überwachen.
-
Anschließend berechnet die Steuerung 150 im Schritt S320 die Motordrehzahl anhand der Motorbetriebsdaten.
-
Die Steuerung 150 kann die Motordrehzahl anhand von Winkeländerungen des Kurbelwellenstellungssignals und des Nockenstellungssignals berechnen. Darüber hinaus kann die Steuerung 150 die Kurbelstellung in Bezug auf die jeweiligen Zylinder anhand des Kurbelstellungssignals und des Nockenstellungssignals berechnen.
-
Im Schritt S330 kann die Steuerung 150 anhand der Motorbetriebsdaten eine aktuell gemessene Luftmenge erhalten.
-
Beispielsweise kann der Controller 150 zu einem ersten Zeitpunkt 410 in 4 die aktuell gemessene Luftmenge 430 aus dem in den Motorbetriebsdaten enthaltenen Ansaugluftmengenabtastsignal erhalten, um die Kraftstoffeinspritzung und den Zündzeitpunkt eines bestimmten Zylinders zu steuern, beispielsweise eines Zylinders, dessen Auslassventil zum ersten Zeitpunkt 410 geöffnet ist. Als erster Zeitpunkt 410 kann die Kurbelstellung entsprechend der Referenzmarke BM eingestellt werden.
-
Dann berechnet die Steuerung 150 im Schritt S340 eine erste Luftabweichung, der einer Änderungsrate der gemessenen Luftmenge entspricht.
-
Es versteht sich, dass die zum Motor angesaugte Luftmenge zeitabhängig variieren kann, und die Änderungsrate kann zwischen zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten bestimmt werden. So kann die Änderungsrate der gemessenen Luftmenge beim ersten Zeitpunkt 410 anhand einer Differenz zwischen zwei aufeinander folgenden gemessenen Luftmengen um den ersten Zeitpunkt 410 herum berechnet werden. In einer Ausführungsform können die beiden aufeinander folgenden Zeitpunkte, wie in 4 dargestellt, der erste Zeitpunkt 410 und ein vorheriger Zeitpunkt 415 sein.
-
Bezogen auf 4 bedeutet, wenn eine zuvor gemessene Luftmenge 435, die zum vorherigen Zeitpunkt 415 gemessen wurde, und die aktuell gemessene Luftmenge 430, die zum Zeitpunkt 410 gemessen wurde, eine Differenz aufweisen, dass die tatsächlich zum Motor angesaugte Luftmenge variiert und die Änderungsrate der gemessenen Luftmenge zum ersten Zeitpunkt 410 berechnet werden kann. So kann die Steuerung 150 die zum ersten Zeitpunkt 410 auftretende erste Luftabweichung anhand der Änderungsrate der gemessenen Luftmenge berechnen. Die erste Luftabweichung kann in Bezug auf den Zeitpunkt IVC-Zeit berechnet werden, d.h. als ein Abweichungswert, der vom ersten Zeitpunkt 410 bis zum Zeitpunkt IVC-Zeit entsprechend der Änderungsrate der gemessenen Luftmenge 435 erwartet wird.
-
Derart ist verständlich, dass eine tatsächliche Ansaugluftmenge, die zur IVC-Zeit unter Berücksichtigung der Änderungsrate der gemessenen Luftmenge erwartet wird, durch Addition der ersten Luftabweichung zur aktuell gemessenen Luftmenge berechnet werden kann.
-
Vorstehend wurde beschrieben, dass die zuvor gemessene Luftmenge eine zum vorherigen Zeitpunkt 415 gemessene sein kann. In diesem Fall kann die zuvor gemessene Luftmenge 435, die zu einem früheren Zeitpunkt 415 gemessen wurde, eine Ansaugluftmenge sein, die für einen gemäß einer Zündfolge des Motors früheren Zylinder gemessen wurde. Wenn beispielsweise der spezifische Zylinder, der zum Zeitpunkt 410 bedient wird, die Zylindernummer 3 des Motors 190 ist, während die Zündfolge des Motors 190 1-3-4-2 ist, kann die zuvor gemessene Luftmenge 435, die zum vorherigen Zeitpunkt 415 gemessen wurde, eine für die Bedienung von Zylinder Nummer 1 gemessene sein.
-
Im Schritt S350 berechnet der Regler 150 eine zweite Luftabweichung, um eine Änderung der Drosselklappenöffnung einer Drosselklappe des Motors 190 zu berücksichtigen.
-
Wie oben beschrieben, wird die Drosselöffnung der Drosselklappe des Motors 190 vom Drosselklappenstellungssensor 135 erfasst und das Drosselöffnungssignal von der Steuerung 150 empfangen. Beim ersten Zeitpunkt Punkt 410 kann die Steuerung 150 eine Änderungsrate der Drosselöffnung während einer vorgegebenen Zeitspanne (z.B. 10 ms) anhand des Drosselöffnungssignals berechnen und die zweite Luftabweichung anhand der Änderungsrate der Drosselöffnung berechnen. Man kann davon ausgehen, dass die Betätigung der Drosselklappe durch den Fahrer zum ersten Zeitpunkt 410 die tatsächliche Ansaugluftmenge, die zum IVC-Zeitpunkt zum Motor gesaugt wird, beeinflusst. Das heißt, wenn die Drosselklappenöffnung zum ersten Zeitpunkt 410 zunimmt, kann die tatsächliche Ansaugluftmenge zur IVC-Zeit größer erwartet werden als eine bei Beibehaltung der Drosselklappenöffnung erwartete. Nimmt die Drosselklappenöffnung zum ersten Zeitpunkt 410 ab, so kann die tatsächliche Ansaugluftmenge zur IVC-Zeit kleiner erwartet werden als eine bei Beibehaltung der Drosselklappenöffnung erwartete. Spezifische Werte der zweiten Luftabweichung, die der Änderungsrate der Drosselöffnung entsprechen, können als Kennfeldtabelle gespeichert werden, und die Steuerung 150 kann anhand der Änderungsrate der Drosselöffnung einen entsprechenden Wert aus der Kennfeldtabelle abrufen.
-
Im Schritt S360 berechnet die Steuerung 150 die erwartete Luftmenge anhand der gemessenen Luftmenge, der ersten Luftabweichung und der zweiten Luftabweichung.
-
Wie oben beschrieben, kann die gemessene Luftmenge zum ersten Zeitpunkt 410 gemessen werden. Die erste und zweite Luftabweichung können zu einem zweiten Zeitpunkt 420 oder unmittelbar nach Feststellung der gemessenen Luftmenge berechnet werden. Der zweite Zeitpunkt 420 kann ein Zeitpunkt M zwischen dem Zeitpunkt BM 410 und dem darauf folgenden BM sein, und es kann sich um eine Auslassventilschließzeit (EVC) des spezifischen Zylinders handeln, der gerade bedient wird. Die erste Luftabweichung kann anhand der Änderungsrate der gemessenen Luftmenge in Bezug auf die IVC-Zeit berechnet werden. Die zweite Luftabweichung kann anhand der Änderungsrate der Drosselöffnung in Bezug auf die IVC-Zeit berechnet werden. Die erwartete Luftmenge kann durch Summieren der gemessenen Luftmenge, der ersten Luftabweichung und der zweiten Luftabweichung berechnet werden, und als Ergebnis kann die erwartete Luftmenge, wie unter Bezugsziffer 450 in 4 angegeben, erhalten werden.
-
Im Schritt S370 berechnet die Steuerung 150 eine Kraftstoffmenge, die anhand der erwarteten Luftmenge in den Motor 190 eingespritzt wird. Der Schritt 370 kann zum Zeitpunkt M, bspw. der EVC-Zeit des spezifischen bedienten Zylinders, durchgeführt werden.
-
Im Schritt S380 berechnet die Steuerung 150 einen Zündzeitpunkt anhand der Motordrehzahl und der erwarteten Luftmenge.
-
Der Schritt 380 kann zum Zeitpunkt M, bspw. der EVC-Zeit des spezifischen bedienten Zylinders, durchgeführt werden.
-
Der der Motordrehzahl und der erwarteten Luftmenge entsprechende Zündzeitpunkt kann aus einem vorgegebenen Zündkennfeld abgerufen werden, das vorgegebene Werte der Zündzeitpunkte entsprechend den Motordrehzahlen und den Ansaugluftmengen speichert.
-
Im Schritt S390 steuert die Steuerung 150 den Motor 190, um die berechnete Kraftstoffmenge einzuspritzen und die Zündung zum berechneten Zündzeitpunkt durchzuführen.
-
Die 5A und 5B zeigen einen Effekt der Klopfverhinderung nach einem beispielhaften Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugmotors im Vergleich zu einem konventionellen Schema.
-
Wie in 5A dargestellt, kann nach einem konventionellen Schema, das die gemessene Luftmenge zur Berechnung der Kraftstoffmenge und/oder des Zündzeitpunkts verwendet, Klopfen auftreten, wenn sich die tatsächliche Luftmenge durch eine abrupte Änderung der Drosselklappenöffnung, z.B. durch eine abrupte Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer, schlagartig ändert. Dies kann daran liegen, dass der Wert der Ansaugluftmenge, der zur Berechnung der Kraftstoffmenge und des Zündzeitpunkts verwendet wird, möglicherweise nicht schnell genug einer tatsächlichen Ansaugluftmenge folgt.
-
Gemäß einer Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugmotors wird jedoch, wie in 5B dargestellt, eine erwartete Luftmenge berechnet, indem eine tatsächliche Ansaugluftmenge zum Zeitpunkt des Schließens des Einlassventils erwartet wird, und eine Kraftstoffmenge und ein Zündzeitpunkt werden anhand der erwarteten Luftmenge berechnet. Bei einer solchen Konfiguration kann, wie in 5B dargestellt, die erwartete Luftmenge ausreichend nahe an die tatsächliche Ansaugluftmenge heranreichen, um ein Klopfen zu verhindern, wenn ein Fahrer abrupt eine starke Beschleunigung verlangt. Dadurch können die Betriebsstabilität, die Leistung und der Kraftstoffverbrauch des Motors verbessert werden.
-
Während die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den derzeit als praktikabel anzusehenden beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil soll sie auch verschiedene Abwandlungen und Äquivalente mit abdecken, die von der Idee und dem Schutzumfang der beigefügten Ansprüche umfasst sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 110:
- Betriebszustandsabtasteinheit
- 120:
- Kurbelwellenstellungssensor
- 125:
- Nockenwellenstellungssensor
- 130:
- Ansaugluftmengensensor
- 135:
- Drosselklappenstellungssensor
- 150:
- Steuerung
- 190:
- Motor
- 200:
- Kurbelwellenrad
- 210:
- Zahn
- 220:
- fehlender Zahn
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
