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Dokumentenidentifikation DE102004031380A1 24.02.2005
Titel Modellierung einer Getriebelast zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl des Motors
Anmelder General Motors Corp. (n.d.Ges.d. Staates Delaware), Detroit, Mich., US
Erfinder Adrich, William L. III, Davisburg, Mich., US;
O'Connell, Glenn P., Troy, Mich., US;
Velliky, Michael L., Fenton, Mich., US;
Wozniak, Leonard G., Ann Arbor, Mich., US;
Parsons, Richard E.Jr., Grand Blanc, Mich., US
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80336 München
DE-Anmeldedatum 29.06.2004
DE-Aktenzeichen 102004031380
Offenlegungstag 24.02.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.02.2005
IPC-Hauptklasse F02D 41/08
IPC-Nebenklasse B60K 41/04   F02D 41/22   
Zusammenfassung Ein System zur Kompensation der Leerlaufdrehzahl für ein Fahrzeug enthält ein System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl, das einen Luftstrom zum Motor bei Leerlauf variiert, und ein vom Motor angetriebenes Getriebe. Ein Controller kommuniziert mit dem System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl, dem Motor und dem Getriebe. Der Controller erzeugt, basierend auf einer Getriebelast, ein Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung der Leerlaufdrehzahl und insbesondere auf die Verwendung einer Abschätzung einer Getriebelast, um die Steuerung der Leerlaufdrehzahl zu verbessern.

Neben dem Antrieb eines Antriebsstrangs liefert ein Motor eines Fahrzeugs Leistung an verschiedene Hilfskomponenten. Diese Komponenten schließen typischerweise einen Drehstromgenerator, der eine Batterie wieder auflädt, einen A/C-Kompressor für ein A/C-System und/oder eine hydraulische Pumpe ein, die ein unter Druck gesetztes Hydraulikfluid liefert. Die Speisung jeder dieser Hilfskomponenten reduziert die Drehmomentabgabe des Motors. Während eines Leerlaufs kann die reduzierte Drehmomentabgabe eine merkliche Schwankung der Leerlaufdrehzahl des Motors bewirken.

Herkömmlicherweise nutzen Controller eine Zündzeitpunktverstellung und Leerlaufluftsteuerung, um Schwankungen der Leerlaufdrehzahl des Motors zu reduzieren. Beide Verfahren weisen jedoch Nachteile auf. Eine Zündzeitpunktverstellung verursacht einen ineffizienten Motorbetrieb während des Leerlaufs. Eine Leerlaufluftsteuerung ermöglicht nur eine grobe Abstimmung der Leerlaufdrehzahl des Motors.

Einige der Hilfskomponenten wie z.B. der Drehstromgenerator und A/C-Kompressor liefern Rückkopplungssignale an einen Controller des Motors, der diese Lasten kompensiert. Andere Hilfskomponenten wie z.B. die hydraulische Pumpe liefern keine Rückkopplungssignale an den Controller des Motors. Wenn die Getriebelast einen erhöhten Hydraulikdruck erfordert, erhöht die hydraulische Pumpe die Last auf den Motor, dessen Leerlaufdrehzahl schwankt. Eine Kompensation findet bis zu einer gewissen Zeit, nachdem die Schwankung auftritt, nicht statt.

Ein System zur Kompensation der Leerlaufdrehzahl gemäß der vorliegenden Erfindung für ein Fahrzeug enthält ein System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl, das einen Luftstrom zu einem Motor bei Leerlauf variiert, und ein durch den Motor angetriebenes Getriebe. Ein Controller kommuniziert mit dem System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl, dem Motor und dem Getriebe. Der Controller erzeugt basierend auf einer Getriebelast ein Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl.

In einer Ausführungsform betreibt der Controller basierend auf dem Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl das System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl.

In einer anderen Ausführungsform kommuniziert ein Drehzahlsensor des Motors mit dem Controller. Der Drehzahlsensor des Motors liefert ein Motordrehzahlsignal. Der Controller erzeugt basierend auf dem Motordrehzahlsignal ein Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl.

In noch einer weiteren Ausführungsform basiert die Getriebelast auf einem Getriebeleitungsdruck.

In noch einer anderen Ausführungsform kommuniziert ein Getriebestörungssensor mit dem Controller. Wenn der Getriebestörungssensor eine Störung erfasst, erzeugt der Controller basierend auf der Motordrehzahl aus einer Nachschlagetabelle das Signal für die Leerlaufkompensation.

Weitere Anwendungsfelder der vorliegenden Erfindung werden aus der im Folgenden gelieferten ausführlichen Beschreibung ersichtlich werden. Es sollte sich verstehen, dass die ausführliche Beschreibung und spezifischen Beispiele, obgleich sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angeben, nur zu Veranschaulichungszwecken gedacht sind und den Umfang der Erfindung nicht beschränken sollen.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, in diesen zeigt:

1 ein funktionales Blockdiagramm eines Fahrzeugs, das ein System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl gemäß der vorliegenden Erfindung enthält; und

2 ein Flussdiagramm, das Schritte eines Verfahrens zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ist in ihrer Art nur beispielhaft und soll in keiner Weise die Erfindung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Anwendungen beschränken. Der Klarheit halber werden in den Zeichnungen die gleichen Bezugszahlen verwendet, um ähnliche Elemente zu kennzeichnen.

Nach 1 enthält nun ein Fahrzeug 10 einen Motor 12, einen Drehmomentwandler 14 und ein Automatikgetriebe 16. Der Motor 12 treibt über den Drehmomentwandler 14 das Getriebe 16 an. Eine hydraulische Pumpe 18 wird durch den Motor 12 angetrieben, um unter Druck gesetztes Fluid an den Drehmomentwandler 14 und das Getriebe 16 über Solenoidventile 20 bzw. 22 zu liefern. Obgleich in den Figuren nicht dargestellt erkennt man, dass in einer alternativen Anordnung die hydraulische Pumpe 18 Teil des Getriebes 16 sein kann. In dieser Anordnung wird die hydraulische Pumpe 18 vom Drehmomentwandler 14 mit der Motordrehzahl angetrieben.

Ein Motordrehzahlsensor 24 erfasst die Drehzahl oder Umdrehungen pro Minute (UpM) des Motors 12. Ein Drucksensor 26 erfasst den hydraulischen Druck zum Getriebe 16. Der hydraulische Druck gibt die Last der hydraulischen Pumpe 18 auf den Motor an. Alternativ dazu kann jedoch auf der Basis der Motordrehzahl und der Steuersignale zu den Solenoidventilen 20, 22 eine erwartete Motorlast der hydraulischen Pumpe 18 berechnet werden.

Ein System 28 zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl (ISC) reguliert die Leerlaufdrehzahl des Motors 12 durch Manipulieren des Luftstroms in den Motor 12. Man erkennt, dass das ISC-System 28 ein System zur Leerlaufluftsteuerung (IAC) sein kann. Herkömmliche IAC-Systeme enthalten einen Einlass und ein Ventil (nicht dargestellt), die durch einen Schrittmotor angetrieben werden. Das IAC-System umgeht eine (nicht dargestellte) Drossel, die normalerweise mittels eines (nicht dargestellten) Gaspedals betätigt wird, um Luft an den Motor 12 zu liefern. Konkreter werden Zählungen des Schrittmotors eingestellt, um eine Stellung des Ventils im IAC-System zu steuern. Das Einstellen des Ventils erhöht oder verringert einen Luftstrom in einen (nicht dargestellten) Ansaugkrümmer. Wenn die Leerlaufdrehzahl unter einen gewünschten Pegel abnimmt, öffnet das IAC-System das Ventil, um die Leerlaufdrehzahl zu erhöhen. Wenn die Leerlaufdrehzahl über einen gewünschten Pegel zunimmt, schließt das IAC-System das Ventil, um die Leerlaufdrehzahl zu verringern. Das IAC-System stellt sicher, dass ausreichend Luft in den Motor 12 strömt, um eine veränderliche Motorlast während des Leerlaufs zu kompensieren. Alternativ dazu kann jedoch das ISC-System 28 ein System zur elektronischen Drosselsteuerung (ETC) sein. Das ETC-System manipuliert eine (nicht dargestellte) Drossel, um die Leerlaufdrehzahl des Motors zu steuern.

Ein Controller 30 kommuniziert mit dem ISC-System 28, dem Motordrehzahlsensor 24, den Solenoidventilen 20, 22 und dem Drucksensor 26. Im Fall eines ETC-Systems kommuniziert der Controller 30 mit dem ETC-System, um die Leerlaufdrehzahl des Motors einzustellen. Der Controller 30 betätigt die Solenoidventile 20, 22 mit ersten und zweiten Arbeitszyklen, um Druck des Hydraulikfluids zu dem Drehmomentwandler 14 und dem Getriebe 16 zu liefern. Der Controller 30 kommuniziert mit einem Getriebesensorsystem 32, um Störungen zu identifizieren. Das Getriebesensorsystem 32 kann eine Leitungsdruckstörung, eine Übertragungsstörung und/oder andere Störungen erfassen. Der Drucksensor 26 erzeugt ein auf die tatsächliche Getriebelast bezogenes Lastsignal. Der Controller 30 verarbeitet das Lastsignal, um eine Getriebelast und ein proportionales Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl zu bestimmen. In einer Ausführungsform bezieht sich der Controller 30 auf der Basis des Lastsignals auf eine Nachschlagetabelle.

Alternativ dazu nutzt der Controller 30 ein Signal für die gewünschte Getriebelast, um das Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl zu bestimmen. Konkreter bestimmt der Controller 30 auf der Basis der Motordrehzahl, der Drosselstellung und einer vorliegenden Getriebelast die gewünschte Getriebelast. Der Controller 30 bestimmt die Ausstossleistung der hydraulischen Pumpe, die erforderlich ist, um die gewünschte Getriebelast zu erzielen. Das Signal für die gewünschte Getriebelast basiert auf der erforderlichen Getriebelastkapazität. Durch Verwenden des Signals für die gewünschte Getriebelast kann eine proaktive Kompensation der Leerlaufdrehzahl durchgeführt werden, da eine tatsächliche Getriebelast dem Signal für die gewünschte Getriebelast nacheilt.

Obgleich ein einziger Controller 30 hierin ausführlich besprochen wird, erkennt man, dass der Controller 30 ein Motorsteuerungsmodul (ECM) und ein Getriebesteuerungsmodul (TCM) einschließen kann. Die (nicht dargestellten) ECM und TCM kommunizieren über eine serielle Datenverbindung (SDL). In diesem Fall kommuniziert das ECM mit dem Motordrehzahlsensor 24 und dem ISC-System 28 oder ETC-System. Das TCM kommuniziert mit den Solenoidventilen 20, 22, dem Drucksensor 26 und dem Getriebesensorsystem 32.

Nach 2 bestimmt nun in Schritt 102 der Controller 30, ob eine Leitungsdruckstörung markiert ist. Falls eine Leitungsdruckstörung markiert wurde, arbeitet der Controller 30 weiter mit Schritt 104. Falls nicht, arbeitet der Controller 30 mit Schritt 106 weiter und bestimmt, ob eine Übertragungsstörung markiert wurde. Falls eine Übertragungsstörung markiert wurde, arbeitet der Controller 30 mit Schritt 104 weiter. Falls nicht, arbeitet der Controller 130 mit Schritt 108 weiter.

In Schritt 104 bestimmt der Controller 30 aus einer Nachschlagetabelle ein Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl. Das Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl ist eine Kalibrierungsvariable, die auf der Leerlaufdrehzahl des Motors basiert. Wurde das Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl einmal bestimmt, reguliert das ISC-System 28 die Leerlaufdrehzahl des Motors gemäß dem Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl in Schritt 110, und die Steuerung endet.

In Schritt 108 berechnet der Controller 30 ein Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl auf der Basis der Motordrehzahl und Getriebelast. Wie oben ausführlich diskutiert wurde, gibt das Getriebelastsignal entweder eine tatsächliche Getriebelast oder eine gewünschte Getriebelast an. Das Getriebelastsignal ist eine Protokollnachricht, die vom Controller erkannt und mit einem entsprechenden Skalierungsfaktor multipliziert wird, um den Hydraulikleitungsdruck zu liefern. Das Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl wird aus einer Nachschlagetabelle bestimmt, von der ein Beispiel in der folgenden Tabelle geliefert wird.

Tabelle 1

Man erkennt, dass sich die in der beispielhaften Nachschlagetabelle gelieferten Signale basierend auf die Motor- und Getriebebauformen einschließenden Faktoren unterscheiden können.

Unter Verwendung der Nachschlagetabelle führt der Controller 30 eine lineare Interpolation durch, um das Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl zu erzeugen. Das Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl ist gleich einer Erhöhung des Zählwertes für den Schrittmotor des ISC 28. Falls zum Beispiel die Motordrehzahl gleich 800 UpM und das Leitungsdrucksignal gleich 2048 kPa ist, wird der Zählwert des Schrittmotors um 12 erhöht. In Schritt 110 reguliert das ISC-System 28 die Leerlaufdrehzahl des Motors gemäß dem Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl, und die Steuerung endet.

Die vorliegende Erfindung liefert eine Kompensation der Leerlaufdrehzahl des Motors für eine Getriebelast. Folglich wird eine aufgeschaltete Leerlaufdrehzahlsteuerung über eine Zündzeitpunktverstellung minimiert, und dem ISC-System 28 wird eine verringerte Last aufgebürdet. Auf diese Weise wird durch das ISC-System 28 die Motorstabilität bei Leerlauf aufrechterhalten.

Aus der vorhergehenden Beschreibung kann der Fachmann erkennen, dass die allgemeinen Lehren der vorliegenden Erfindung auf viele verschiedene Arten umgesetzt werden können. Obgleich diese Erfindung in Verbindung mit bestimmten Beispielen davon beschrieben wurde, soll der wahre Umfang der Erfindung nicht beschränkt sein, da dem Fachmann bei Prüfung der Zeichnung, Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen offensichtlich werden. Ein System zur Kompensation der Leerlaufdrehzahl für ein Fahrzeug enthält ein System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl, das einen Luftstrom zum Motor bei Leerlauf variiert, und ein vom Motor angetriebenes Getriebe. Ein Controller kommuniziert mit dem System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl, dem Motor und dem Getriebe. Der Controller erzeugt basierend auf einer Getriebelast ein Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl.


Anspruch[de]
  1. System zur Kompensation der Leerlaufdrehzahl für ein Fahrzeug, das einen Motor enthält, mit:

    einem System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl, das einen Luftstrom zum Motor bei Leerlauf variiert;

    einem vom Motor angetriebenen Getriebe; und

    einem Controller, der mit dem System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl, dem Motor und dem Getriebe kommuniziert und basierend auf einer Getriebelast ein Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl erzeugt.
  2. System zur Kompensation der Leerlaufdrehzahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller das System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl auf der Basis des Signals für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl betreibt.
  3. System zur Kompensation der Leerlaufdrehzahl nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Motordrehzahlsensor, der mit dem Controller kommuniziert und ein Motordrehzahlsignal liefert, wobei der Controller basierend auf dem Motordrehzahlsignal das Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl erzeugt.
  4. System zur Kompensation der Leerlaufdrehzahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl ein Controller für die Leerlaufluft ist.
  5. System zur Kompensation der Leerlaufdrehzahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl ein elektronischer Drossel-Controller ist.
  6. System zur Kompensation der Leerlaufdrehzahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebelast auf einem Getriebeleitungsdruck basiert.
  7. System zur Kompensation der Leerlaufdrehzahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller aus einer Nachschlagetabelle das Signal für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl erzeugt.
  8. System zur Kompensation der Leerlaufdrehzahl nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Getriebestörungssensor, der mit dem Controller kommuniziert.
  9. System zur Kompensation der Leerlaufdrehzahl nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Getriebestörungssensor eine Störung erfasst, der Controller das Signal zur Leerlaufkompensation basierend auf der Motordrehzahl aus einer Nachschlagetabelle erzeugt.
  10. System zur Kompensation der Leerlaufdrehzahl nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Störung eine Störung des Getriebeleitungsdrucks ist.
  11. System zur Kompensation der Leerlaufdrehzahl nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Störung eine Störung der Getriebeübertragung ist.
  12. Verfahren zum Einstellen der Leerlaufdrehzahl des Motors, mit den Schritten:

    Senden eines Getriebelastsignals an einen Controller; und

    Kompensieren einer Leerlaufdrehzahl eines Motors auf der Basis des Getriebelastsignals.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebelastsignal auf einem Getriebeleitungsdruck basiert.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebelastsignal auf einem befohlenen Getriebeleitungsdruck basiert.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Senden eines Kompensationssignals basierend auf dem Getriebelastsignal und einer Motordrehzahl an ein System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl des Motors.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationssignal auf der Basis des Getriebelastsignals aus einer Nachschlagetabelle bestimmt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl ein Controller für die Leerlaufluft ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das System zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl ein elektronischer Drossel-Controller ist.
  19. Verfahren zum Kompensieren einer Leerlaufdrehzahl eines Motors, mit den Schritten:

    Bestimmen einer Getriebelast;

    Bestimmen einer Leerlaufdrehzahl des Motors;

    Bestimmen eines Signals für die Kompensation der Leerlaufdrehzahl basierend auf der Getriebelast und/oder Leerlaufdrehzahl des Motors; und

    Kompensieren der Leerlaufdrehzahl des Motors auf der Basis des Signals für die Leerlaufkompensation.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nachschlagetabelle verwendet wird, um das Signal für die Leerlaufkompensation zu bestimmen.
  21. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch:

    Bestimmen, ob eine Getriebestörung vorliegt; und

    Verwenden eines Kompensationskalibrierungssignals basierend auf der Leerlaufdrehzahl des Motors, um das Signal für die Leerlaufkompensation zu bestimmen, falls die Getriebestörung vorliegt.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestörung eine Leitungsdruckstörung ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestörung eine Getriebeübertragungsstörung ist.
  24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationskalibrierungssignal aus einer Nachschlagetabelle bestimmt wird.
  25. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebelast ein tatsächlicher Getriebeleitungsdruck ist.
  26. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebelast ein befohlener Getriebeleitungsdruck ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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