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Hintergrund und Zusammenfassung
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Durch
Kraftstoffwirtschaftlichkeitsverhalten kann der Fahrzeugbetriebswirkungsgrad
stark beeinflusst werden. Ein zu verringerter Kraftstoffwirtschaftlichkeit
beitragender Faktor ist eine hohe Mindestleerlaufdrehzahl des Motors,
da der gesamte Kraftstoff, der bei Leerlauf verbraucht wird, nicht
zu Fahrzeugbewegung beiträgt und somit den Fahrzeugbetriebswirkungsgrad
senkt. Die größte Einschränkung beim
Verringern von Leerlaufdrehzahlen von Motoren und folglich beim
Verringern dieses unnützen Kraftstoffverbrauchs ist die
Notwendigkeit, Motornebenaggregate zu betreiben und Änderungen
dieser Nebenaggregatlasten schnell zu kompensieren. Eine solche
Last ist das Servolenkungssystem.
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Die
meisten Kraftfahrzeuge sind mit einem hydraulischen Servolenkungssystem
ausgestattet. Dieses System befestigt eine Hydraulikpumpe an dem
Motornebenaggregatantrieb. Wenn das Lenkrad bewegt wird, nutzt das
Lenkgetriebe Hydraulikdruck von der Pumpe, um das Drehen der Fahrzeugräder zu
unterstützen. Die Aufhängungskonstruktion und die
Konstruktion des Servolenkgetriebes kann zu sehr hohen und schwer
vorhersehbaren Hydrauliklasten führen, die als Motorlasten
kaskadieren. Dies tritt häufig bei Leerlauf auf und kann
zu großen Schwankungen der Motordrehzahl führen.
Ein Ansatz zum Ausgleichen von Schwankungen der Motorlast umfasst
das das Einstellen der Motorleerlaufdrehzahl bei einem höheren
Wert, als andernfalls notwendig wäre, um die Schwankungen
zu mindern. Bei einem anderen Ansatz wird eine Servolenkungsdrehmomentforderung,
die zum Steuern von Motorleerlaufdrehzahl verwendet wird, beruhend
auf einem Sensorsignal eines Lenkradwinkels geschätzt.
Ein Beispiel für diesen Ansatz wird in
U.S. Pat. Nr. 5,947,084 offenbart.
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Die
vorliegenden Erfinder haben aber verschiedene Probleme bei dem vorstehenden
Ansatz erkannt. Zum Beispiel kann das Schätzen des Servolenkungsdrehmoments,
das direkt auf einem Signal von dem Lenkradwinkelsensor beruht,
zu Ungenauigkeiten bei der Drehmomentschätzung führen.
Insbesondere kann ein Lenkradsensor nur ein Signal erzeugen, das
einen Winkel des Lenkrads anzeigt, der im Verhältnis zu
einer Lenkradstellung bei Fahrzeugstart steht. Das Signal des Lenkradwinkelsensors steht
nicht mit einer mittigen oder am Ende der Bewegung befindlichen
Stellung des Lenkrads in Beziehung. Somit stellt die Servolenkungslastschätzung des
vorstehend beschriebenen Ansatzes eventuell nicht die jeweiligen
absoluten Lenkradwinkelstellungen fest, die zu Anstiegen der Motorlast
führen. Solche Schätzungen können zu
einer ungenaueren Motordrehzahlsteuerung führen, die eine
höhere Mindestleerlaufdrehzahl nutzt, die zu vermehrtem
Kraftstoffverbrauch führt.
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Die
vorstehenden Probleme können durch ein Verfahren zum Steuern
von Motorleistung eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs mit einem
hydraulischen Servolenkungssystem während eines Leerlaufzustands
zum Ausgleichen von Änderungen der Motorlast aufgrund des
Betriebs des Servolenkungssystems angegangen werden. Eine Ausführungsform
des Verfahrens kann während eines Leerlaufzustands, bei
dem eine Motordrehzahl auf eine Leerlaufdrehzahl gesetzt ist, umfassen:
das Anpassen von Motorleistung beruhend auf eingelerntem absoluten
Lenkradwinkel zum Verändern der Motordrehzahl von der Leerlaufdrehzahl,
um Änderungen der Motorlast, die durch den Betrieb des
hydraulischen Servolenkungssystems hervorgerufen werden, auszugleichen.
Der eingelernte absolute Lenkradwinkel kann auf einem Lenkradwinkel
im Verhältnis zu einer Lenkradstellung bei Fahrzeugstart
und Betriebsbedingungen aus dem vorherigen Fahrzeugbetrieb vor dem
Fahrzeugstart beruhen.
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Durch
Einlernen eines absoluten Lenkradwinkels, der im Verhältnis
zu einer mittigen Stellung des Lenkrads festgelegt ist, können
Bereiche des Lenkradwinkels, die im Verhältnis zur mittigen
Stellung festgelegt sind, bei der Servolenkungsvorgänge zum Steigern
der Motorlast beitragen, präzis festgestellt werden. Die
präzise Feststellung solcher Bereiche kann eine genauere
Anpassung des Motorbetriebs zum Ausgleichen der Änderungen
der Motorlast ermöglichen. Demgemäß kann
die Mindestmotorleerlaufdrehzahl verringert werden. Auf diese Weise
kann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden.
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Es
versteht sich, dass die vorstehende Zusammenfassung vorgesehen ist,
um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen,
die in der eingehenden Beschreibung näher beschrieben werden.
Sie soll nicht ausschlaggebende oder wesentliche Merkmale des beanspruchten
Gegenstands benennen, dessen Schutzumfang allein durch die Ansprüche,
die auf die eingehende Beschreibung folgen, festgelegt ist. Weiterhin
ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt,
die vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung genannte
Nachteile lösen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Darstellung einer beispielhaften Motor- und Servolenkungsanordnung
in einem Fahrzeugsystem.
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2 ist
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Anpassen von
Motorleistung bei Leerlauf, um Änderungen von Motorlast
auszugleichen, die mit dem Servolenkungsbetrieb in Verbindung stehen.
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3 ist
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Ermitteln
von absolutem Lenkradwinkel, das zum Ermitteln von Änderung
der Motorlast aufgrund eines Servolenkungsbetriebs verwendet wird.
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4 ist
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Ermitteln
eines Motorlastbetrags, für den Aufhängungsklemmen
und Schleifen ein beitragender Faktor sind.
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5 ist
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Ermitteln
eines Motorlastbetrags, für den die Lenkradänderungsrate
und das Bewegungsende beitragende Faktoren sind.
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Eingehende Beschreibung
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Die
folgende Beschreibung betrifft ein System zum Anpassen von Motorleistung,
um Änderungen der Motorlast bei Leerlauf aufgrund eines
Servolenkungssystembetriebs auszugleichen. In einem Beispiel wird
die Steuerung der Motorleerlaufdrehzahl als Reaktion auf Lenkwinkel
angepasst, wobei die Anpassung der Motorleistung (z. B. Luftstrom, Zündung,
etc.) als Reaktion auf eine Soll-Leerlaufdrehzahl des Motors und
Rückmeldung der tatsächlichen Motordrehzahl kombiniert
mit Anpassung der Motorleistung beruhend auf Lenkungsanpassungen koordiniert
mit der Motordrehzahlrückmeldung angepasst wird, um die
Ist-Motordrehzahl auf die Soll-Leerlaufdrehzahl zu steuern. 1 ist
ein schematisches Diagramm, das ein Fahrzeug 100 zeigt. Das
Fahrzeug 100 umfasst einen Mehrzylindermotor 102,
wovon ein Zylinder gezeigt ist. Der Motor 102 kann zumindest
teilweise durch ein Steuersystem 104, das ein Motorsteuergerät 106 umfasst,
und durch Eingabe von einem Fahrzeugbediener mittels verschiedener
Eingabevorrichtungen gesteuert werden. In einem Beispiel umfasst
eine Eingabevorrichtung ein Gaspedal und einen Pedalstellungssensor zum
Erzeugen eines proportionalen Pedalstellungssignals, das von dem
Motorsteuergerät 106 genutzt wird, um Motorlast
zu ermitteln und Motorleistung anzupassen. Ein Brennraum (d. h.
Zylinder) 108 des Motors 102 kann einen darin
positionierten Kolben 110 umfassen. Der Kolben 110 kann
mit einer Kurbelwelle 112 verbunden sein, so dass eine
Hubbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt
wird. Die Kurbelwelle 112 kann mittels eines dazwischen
angeordneten Getriebesystems mit mindestens einem Antriebsrad gekoppelt sein.
Ferner kann eine Drehung der Kurbelwelle 112 an einer Ausgangswelle 114 angelegt
werden, um eine Hydraulikpumpe 116 zu betreiben, um in
dem Servolenkungssystem 118 Druck zu erzeugen. Ein Hallgeber 120 (oder
eine andere Art von Sensor) kann mit der Kurbelwelle 112 gekoppelt
sein, um dem Steuersystem 104 ein Zündungsprofil-Aufnehmersignal
PIP zu liefern.
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Der
Brennraum 108 kann von einem Ansaugkrümmer 122 Ansaugluft
aufnehmen und kann mittels eines Auslasskanals 124 Verbrennungsgase ablassen.
Der Ansaugkrümmer 122 und der Auslasskanal 124 können
mittels eines jeweiligen Einlassventils 126 und Auslassventils 128 selektiv
mit dem Brennraum 108 in Verbindung stehen. In manchen Ausführungsformen
kann der Brennraum 108 zwei oder mehr Einlassventile und/oder
zwei oder mehr Auslassventile umfassen.
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Das
Einlassventil 126 kann mittels elektrischer Ventilbetätigung
(EVA, kurz vom engl. Electric Valve Actuation) durch das Steuersystem 104 entsprechend
einem Einlassventil-Steuersignal IV gesteuert werden. Analog
kann das Auslassventil 128 mittels EVA durch das Steuersystem 104 entsprechend
dem Auslassventil-Steuersignal EV gesteuert werden. Während
mancher Bedingungen kann das Motorsteuergerät 106 die
den Steuergeräten des Einlassventils 126 und/oder
des Auslassventils 128 gelieferten Signale verändern,
um das Öffnen und Schließen der jeweiligen Einlass-
und Auslassventile zu steuern. In alternativen Ausführungsformen
können ein oder mehrere der Einlass- und Auslassventile durch
einen oder mehrere Nocken betätigt werden und können
eines oder mehrere der Systeme Nockenprofilumschalten (CPS, kurz
vom engl. Cam Profile Switching), veränderliche Nockensteuerung (VCT,
vom engl. Variable Cam Timing), veränderliche Ventilsteuerung
(VVT, vom engl. Variable Valve Timing) und/oder veränderlichem
Ventilhub (VVL, vom engl. Variable Valve Lift) verwenden, um den
Ventilbetrieb zu verändern. Der Brennraum 108 kann
zum Beispiel alternativ ein Einlassventil, das mittels elektrischer
Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil,
das mittels Nockenbetätigung, einschließlich CPS
und/oder VCT, gesteuert wird, umfassen.
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Die
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 130 ist zum Einspritzen
von Kraftstoff direkt in den Brennraum proportional zur Pulsweite
des Signals FWP, das von dem Steuersystem 104 empfangen
wird, direkt mit dem Brennraum 108 verbunden gezeigt. Auf
diese Weise liefert die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 130 eine
als Direkteinspritzung von Kraftstoff bekannte Einspritzung in den
Brennraum 108. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann
zum Beispiel in der Seite des Brennraums oder oben im Brennraum
eingebaut sein. Mittels eines (nicht gezeigten) Kraftstoffsystems,
das einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen und ein Verteilerrohr
umfasst, kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 130 Kraftstoff
zugeführt werden. In manchen Ausführungsformen
kann der Brennraum 108 alternativ oder zusätzlich
eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung umfassen, die in dem Einlasskanal
in einer Konfiguration angeordnet ist, die eine als Kanaleinspritzung
von Kraftstoff bekannte Einspritzung in den Einlasskanal stromaufwärts
des Brennraums 108 liefert.
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Der
Ansaugkrümmer 122 kann eine Drossel 132 mit
einer Drosselklappe umfassen. Ein Drosselstellungssensor 134 kann
dem Steuersystem 104 ein Drosselstellungssignal TP liefern.
Ferner kann das Steuersystem 104 in einer üblicherweise
als elektronische Drosselsteuerung (ECT, engl. kurz von Electronic
Throttle Control) bekannten Steuerung an einen Elektromotor oder
Aktuator, der mit der Drossel 132 enthalten ist, ein Drosselstellungssteuersignal senden,
um eine Stellung der Drosselklappe zu verändern. Auf diese
Weise kann die Drossel 132 betrieben werden, um die dem
Brennraum 108 neben anderen Motorzylindern gelieferte Ansaugluft
zu verändern. Der Ansaugkrümmer kann einen Luftmengenmesser
und/oder einen Krümmerdrucksensor 136 zum Liefern
jeweiliger Signale MAF/MAP zu dem Steuersystem 104 umfassen.
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Eine
Zündkerze 138 kann unter ausgewählten
Betriebsmodi einen Zündfunken für Verbrennung in
dem Brennraum 108 mittels eines Zündungsvorverstellsignals
SA von dem Steuersystem 104 liefern. Auch wenn Fremdzündungskomponenten
gezeigt sind, können in manchen Ausführungsformen
der Brennraum 108 oder ein oder mehrere andere Brennräume
des Motors 102 in einem Kompressionszündungsmodus
mit oder ohne Zündfunken betrieben werden.
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Ein
Abgassensor 140 ist mit dem Auslasskanal 124 gekoppelt
gezeigt. Der Sensor 140 kann ein beliebiger geeigneter
Sensor zum Vorsehen eines Hinweises auf das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
von Abgas sein, beispielsweise ein linearer Sauerstoffsensor oder
UEGO (Universal- oder Breitband-Abgassauerstoff), ein Zweizustandssauerstoffsensor
oder EGO, ein HEGO (beheizter EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor.
Der Abgassensor 140 kann ein Signal EG liefern, das dem
Steuersystem 104 Abgaseigenschaften anzeigt.
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Wie
vorstehend beschrieben zeigt 1 nur einen
Zylinder eines Mehrzylindermotors und dass jeder Zylinder analog
seinen eigenen Satz an Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzvorrichtung, Zündkerze
etc. umfassen kann.
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Weiter
mit 1 kann das Fahrzeug 100 durch verschiedene
Fahrzeugbediener-Eingabevorrichtungen, einschließlich Lenkrad 142,
gesteuert werden. Das Lenkrad 142 und die angebrachte Lenkwelle 146,
die sich in der Lenksäule befindet, übertragen
eine Bewegung des Lenkrads durch den Fahrzeugbediener auf ein Lenkgetriebe 148.
Das Lenkgetriebe 148 ändert die Drehbewegung des
Lenkrads 142 zu einer linearen Bewegung, die zum Drehen von
Rädern 150, die Reifen 152 umfassen,
verwendet wird. In dem veranschaulichten Beispiel ist das Lenkgetriebe
eine Zahnstangenkonfiguration, die ein rohrförmiges Gehäuse 154 umfasst,
das eine Zahnstange 156 und ein Antriebszahnrad 158 enthält.
Das rohrförmige Gehäuse 154 ist steif
an der Fahrzeugkarosserie oder dem Fahrzeugrahmen befestigt, um die
Reaktion auf den Lenkaufwand aufzunehmen. Das Antriebszahnrad 158 ist
an dem unteren Ende der Lenkwelle 146 angebracht, die eine
Bewegung des Lenkrads 142 umsetzt, und kämmt mit
den Zähnen der Zahnstange 156. Spurstangen 160 verbinden
die Enden der Zahnstange 156 mittels Kugelgelenken 164,
die Buchsen 166 umfassen, mit den Lenkhebeln 162.
Weiterhin schließen die Lenkhebel 162 an Räder 150 an.
Demgemäß bewegt bei Drehen des Lenkrads 142 das
Antriebszahnrad 158 die Zahnstange 156 nach rechts
oder links, was die Spurstangen 160 und die Lenkhebel 162 veranlasst, die
Räder 150 und Reifen 152 zum Lenken nach
innen oder außen zu drehen. Alternativ kann in manchen
Ausführungsformen eine Kugelumlauflenkungskonfiguration
verwendet werden.
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Das
Servolenkungssystem 118 ist vorgesehen, um das Drehen der
Räder 150 und Reifen 152 beruhend auf
Drehung des Lenkrads 142 durch den Fahrzeugbediener zu
unterstützen. Das Servolenkungssystem 118 umfasst
eine Hydraulikpumpe 116, die an der Ausgangswelle 114 des
Motors 102 mittels eines Riemens 168 befestigt
ist. Die Ausgangswelle 114 kann ein Nebenaggregatantrieb
des Motors 102 sein. Der Betrieb der Hydraulikpumpe 116 lässt
Servolenkungsfluid bei hohem Druck in das rohrförmige Gehäuse 154 strömen.
Die Drehung des Lenkrads 142 bewirkt ein Leiten des druckbeaufschlagten
Fluids in die eine oder andere Richtung, um das Bewegen der Zahnstange 156 zu
unterstützen. Hydraulikfluid strömt aus dem rohrförmigen
Gehäuse 154 in einen Behälter 170.
Weiterhin ist der Behälter 170 an die Hydraulikpumpe 116 angeschlossen,
um ein geschlossenes System zu bilden. In manchen Ausführungsformen
kann die Hydraulikpumpe durch einen Elektromotor statt durch die
Motorausgangswelle angetrieben werden. In manchen Ausführungsformen kann
ein elektrisches Servolenkungssystem ohne ein Hydrauliksystem eingesetzt
werden. Insbesondere können Sensoren die Bewegung und das
Drehmoment der Lenksäule detektieren, und ein Computermodul
kann mittels eines Elektromotors, der direkt entweder mit dem Lenkgetriebe
oder der Lenksäule verbunden ist, unterstützende
Leistung anlegen.
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Ein
Sensor 172 für Lenkradwinkel (SWA, kurz vom engl.
Steering Wheel Angle) kann mit dem Lenkrad 142 gekoppelt
sein, um dem Steuersystem 104 ein relatives SWA-Signal
zu liefern. D. h. das relative SWA-Signal liefert einen Hinweis
auf einen Winkel des Lenkrads 142 im Verhältnis
zu einem bei Fahrzeugstart detektieren Winkel des Lenkrads. Der Raddrehzahlsensor 174 kann
an einer geeigneten Position zum Erfassen der Drehzahl oder Umdrehungsposition
der Räder 150 angeordnet sein und kann dem Steuersystem 104 ein
Raddrehzahlsignal senden. Ein Radpositionssensor 176 kann
an einer geeigneten Position zum Erfassen der Gierposition oder
Drehung der Räder 150 angeordnet sein und kann
dem Steuersystem 104 ein Gierpositionssignal GIER senden.
In einem Beispiel ist der Radpositionssensor 176 nahe Kugelgelenken 164 angeordnet,
um eine Drehung der Lenkhebel 162 zu detektieren. In manchen
Ausführungsformen können der Raddrehzahlsensor
und der Radpositionssensor in einem (nicht gezeigten) Bremsensteuermodul
integriert sein. Das relative Lenkradwinkel-, Raddrehzahl- und/oder
GIER-Signal können von einem Berechnungssystem 104 für
elektronische Stabilitätssteuerung (ESC, kurz vom engl.
Electronic Stability Control), Bremsensteuerung oder dergleichen
genutzt werden. Zudem können die Signale von dem Steuersystem 104 genutzt
werden, um eine Motorleistung anzupassen, um Veränderungen
der Motorlast bei Leerlauf auszugleichen, wie nachstehend unter
Bezug auf 2–5 weiter
näher erläutert wird.
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Das
Steuersystem 104 kann ein Motorsteuergerät 106 zum
Steuern des Betriebs des Motors 102 umfassen. In einem
Beispiel ist das Motorsteuergerät ein Mikrocomputer, welcher
umfasst: einen Mikroprozessor, Input/Output-Ports, ein elektronisches Speichermedium
für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte,
beispielsweise in diesem bestimmten Beispiel ein Festwertspeicherchip,
einen Arbeitsspeicher, einen Dauerspeicher und einen Datenbus. Das
Steuergerät 106 kann verschiedene Signale von
mit dem Motor 102 verbundenen Sensoren zusätzlich
zu den bereits erläuterten Signalen empfangen, einschließlich:
Messung des eingelassenen Luftmassenstroms (MAF)/des Krümmerunterdrucks (MAP)
von einem Sensor 136; ein Zündungsprofil-Aufnehmersignal
(PIP) von einem mit der Kurbelwelle 112 verbundenen Hallgeber 120 (oder
einer anderen Art); eine Drosselstellung (TP) von einem Drosselstellungssensor 134.
Das Motordrehzahlsignal RPM kann durch das Steuergerät 106 aus
dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP
von einem Krümmerdrucksensor kann zum Vorsehen eines Hinweises
auf Unterdruck oder Druck in dem Ansaugkrümmer verwendet
werden. Zu beachten ist, dass verschiedene Kombinationen der vorstehenden
Sensoren verwendet werden können, beispielsweise ein MAF-Sensor
ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Während des stöchiometrischen
Betriebs kann der MAP-Sensor einen Hinweis auf Motordrehmoment geben.
Ferner kann dieser Sensor zusammen mit der detektierten Motordrehzahl
eine Schätzung einer in den Zylinder eingelassenen Ladung
(einschließlich Luft) vorsehen.
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Weiterhin
können, wie vorstehend erläutert, die Fahrzeuglenkvorgänge Änderungen
der Motorlast bei Leerlauf erzeugen. Die Geometrie der Fahrzeugaufhängung
erzeugt mehrere Zustände, die letztendlich zu einem Schleppen
eines oder mehrerer Reifen über eine Fahrbahn führen,
wenn das Lenkrad eingeschlagen und das Fahrzeug angehalten wird. Insbesondere
schneidet eine durch eines der Kugelgelenke 164 an der
Vorderradaufhängung gezeichnete Linie die Fahrbahn in einem
ersten Punkt. Die Mitte der Kontaktfläche der Reifen 152 tritt
an einem zweiten Punkt auf. Aus Gründen der Stabilität
und Lenkungsrückführbarkeit fallen diese beiden
Punkte nicht zusammen. Der Abstand zwischen diesen Punkten wird
als „Lenkrollradius” bezeichnet. Wenn ein Fahrzeug
stationär ist und der Fahrer das Lenkrad einschlägt,
kommt es zu zwei separaten Zuständen im Verhältnis
zu diesem Lenkrollradius.
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In
einem ersten Zustand, der als „Aufhängungsklemmen” bezeichnet
wird und bei Einschlagen des Lenkrads und vor Bewegung der Reifen
auftritt, absorbiert die Aufhängung des Fahrzeugs das Spiel
in den Buchsen des Kugelgelenks, was dazu führt, dass die
Buchsen belastet werden und die Seitenwände der Reifen
verformt werden. Während dieses Zustands steigen Drehmoment
und entsprechende Motorlast sehr schnell an. Wird das Lenkrad während
des Zustands des Aufhängungsklemmens freigegeben, kehren
das Lenkrad, die Aufhängung, die Reifen etc. zu vor Position
vor dem Aufhängungsklemmen zurück, was zu einer
Abschwächung von Drehmoment und entsprechender Motorlast
führt.
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In
einem zweiten verwandten Zustand, der als „Schleifen” bezeichnet
wird und nach dem Aufhängungsklemmen eintritt, wird der
Reifen tatsächlich in einem Bogen um den Kugelgelenklinienschnittpunkt über
die Fahrbahn geschleift. Das Drehmoment und die entsprechende Motorlast
sind während des Schleifens relativ stabil, aber hoch,
wobei sie an dem oberen Endwert oder Maximalwert von Drehmoment/Motorlast
von Klemmen sitzen. Wenn das Lenkrad während des Zustands
des Schleifens freigegeben wird, kehren das Lenkrad, die Aufhängung,
die Reifen etc. wiederum zu der Position vor dem Klemmen der Aufhängung
zurück, was zu einer Abschwächung von Drehmoment
und entsprechender Motorlast führt.
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Ein
anderer Zustand, der als „Bewegungsende” bezeichnet
wird, steht mit der Konstruktion des Lenkgetriebes in Verbindung,
was zu einem Schließen der Druckseite des Hydraulikdrucks
am Ende der Lenkradbewegung führt. Dies führt
zu einer großen Spitze des Hydraulikdrucks und folglich
der Motorlast. Ein noch anderer Zustand, der als „Änderungsrate” bezeichnet
wird, steht mit Änderungen der Motorlast beruhend auf den
vorstehend beschriebenen Zuständen in Verbindung. Insbesondere
können Verzögerungen beim Füllen des
Ansaugkrümmers des Motors aufgrund von Änderungen
der Motorlast, die während der vorstehend beschriebenen
Zustände auftreten, bei Leerlauf auftreten. Diese Füllungsverzögerungen
führen zu einem Verzögern von Ansaugluftforderungen
(z. B. um etwa ½ Sekunde). Die Verzögerungen der
Ansaugluftforderung führen zu einem reaktiven Luftausgleich,
der zu spät geliefert wird, um Leerlaufdrehzahlschwankungen
zu korrigieren.
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Um
Motorlastveränderungen beruhend zumindest zum Teil auf
den vorstehend beschriebenen Zuständen auszugleichen, umfasst
das Steuersystem 104 Softwarelogik, die Änderungen
der Motorlast beruhend auf den vorstehenden Zuständen neben anderen
Faktoren von Lenkungsbetrieb ermittelt. Insbesondere umfasst das
Steuersystem 104 Logik 180 für Aufhängungsklemmen,
die einen Motorlastterm aufgrund des Zustands des Aufhängungsklemmens und
aufgrund von Schleifbedingungen ermittelt, eine Logik 182 für
das Bewegungsende, die einen Motorlastterm aufgrund des Bewegungsendezustands
ermittelt, und eine Änderungsratenlogik 184, die
einen Motorlastterm aufgrund des Änderungsratenzustands
ermittelt.
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Weiterhin
betrifft jeder der vorstehend beschriebenen Zustände direkt
die Stellung/Bewegung des Lenkrads im Verhältnis zur mittigen
Stellung und/oder der Bewegungsende-Stellung des Lenkrads. Der SWA-Sensor 172 liefert
aber nur einen Hinweis auf Lenkradstellung im Verhältnis
zu einer Lenkradstellung bei Fahrzeugstart. Um Motorlastveränderungen
aufgrund von Aufhängungsklemmen, Schleifen und Bewegungsende-Ausgleich
präzis zu ermitteln, wird absoluter SWA verwendet.
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Demgemäß umfasst
das Steuersystem 104 eine absolute SWA-Logik 178,
die einen Hinweis auf einen kontinuierlichen absoluten Lenkradwinkel
zu den anderen Logikmodulen (d. h. Logik 180 für
Aufhängungsklemmen, Logik 182 für Bewegungsende, Änderungsratenlogik 184)
liefert. Alle unter Verwenden des absoluten Lenkradwinkels (Klemmterm, Term
für Bewegungsende und Änderungsratenterm) berechneten
Lastterme des Motors werden addiert und zum Berechnen der Drehmomentleistung
verwendet, die zum Überwinden der Motorlast des Servolenkungssystems
erforderlich ist, die von dem Motorsteuergerät 106 zum
Anpassen von Motorbetrieb genutzt werden kann. Durch Ausgleichen
der Motorlaständerungen aufgrund Servolenkungsbetrieb unter
Verwenden eines absoluten Lenkradwinkels, der aus einem SWA-Sensorsignal
abgeleitet wird, muss ein auf Hydraulikdruck beruhender Motorlastausgleich
nicht verwendet werden. Dies kann einen Verzicht auf teure und leckende
Hydraulikdrucksensoren ermöglichen. Auf diese Weise können
die Fahrzeugherstellungs- und Fahrzeugwartungskosten verringert
und die Fahrzeugzuverlässigkeit verbessert werden.
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Die
vorstehend beschriebenen Logikmodule können als Software-Anwendungen,
Hardwareschaltungen oder Firmware, beispielsweise ein Speichermedium-Festwertspeicher
des Steuersystems 104, der mit maschinell lesbaren Daten
programmiert ist, die von einem Prozessor ausführbare Befehle
darstellen, ausgeführt sein. Ferner können von
den vorstehend beschriebenen Logikmodulen ausgeführte Befehle
oder Abläufe durch Ausführen der nachstehend unter
Bezug auf 2–5 beschriebenen Verfahren
sowie anderer Varianten, die erwartet, aber nicht eigens aufgeführt
sind, ausgeführt werden.
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2 ist
ein Flussdiagramm eines beispielhaften übergeordneten Verfahrens 200 zum
Steuern von Motorleerlaufdrehzahl, um Änderungen der Motorlast
aufgrund von Servolenkungsbetrieb auszugleichen. Das Verfahren kann
das Einstellen der Motorleerlaufdrehzahl bei einer niedrigeren Leerlaufdrehzahl
erlauben, als ansonsten machbar wäre, da das Verfahren
Zunahmen der Motorlast aufgrund von Servolenkungsbetrieb berücksichtigen
kann. Das Verfahren 200 beginnt bei 202, wo das
Verfahren das Empfangen eines relativen SWA von einem SWA-Sensor,
beispielsweise SWA-Sensor 172 von 1, umfassen
kann. Wie vorstehend erläutert kann der von dem SWA-Sensor
empfangene relative SWA eine Lenkradstellung sein, die im Verhältnis
zu einer Ausgangsstellung des Lenkrads erfasst wird, d. h. eine
Lenkradstellung, die bei Fahrzeugstart erfasst wird. Bei 204 kann
das Verfahren das Einlernen eines absoluten SWA umfassen, der zum
Ermitteln von Änderungen der Motorlast aufgrund von Servolenkungsbetrieb
verwendet werden kann. Der absolute SWA kann eine Winkelmessung
im Verhältnis zu einer mittigen Stellung oder einer Stellung
am Ende der Bewegung des Lenkrads sein. Der absolute SWA kann verwendet
werden, um jeden der nachstehend beschriebenen Motorlastausgleichsterme
zu ermitteln. Nachstehend wird unter Bezug auf 3 ein beispielhaftes
Verfahren 300 zum Einlernen eines absoluten SWA näher
erläutert.
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Bei 206 kann
das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob sich das Fahrzeug in einem
Leerlaufzustand befindet. In einem Beispiel kann ein Leerlaufzustand
beruhend auf Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt
werden. Ein Leerlaufzustand kann zum Beispiel vorliegen, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit unter einer vorbestimmten Geschwindigkeit
liegt. Wenn ermittelt wird, dass sich das Fahrzeug in einem Leerlaufzustand
befindet, bewegt sich das Verfahren zu 208. Ansonsten befindet sich
das Fahrzeug nicht in einem Leerlaufzustand und das Verfahren kehrt
zu anderen Abläufen zurück.
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Bei 208 kann
das Verfahren das Ermitteln von Motorlaständerung, die
sich aus Aufhängungsklemmen ergibt, das während
Servolenkungsbetrieb erzeugt wird, umfassen. Die Ermittlung kann
einen Term des Aufhängungsklemmen erzeugen, der verwendet
werden kann, um Motorleerlaufdrehzahl anzupassen, um die Änderung
der Motorlast auszugleichen. Ein beispielhaftes Verfahren 400 zum
Ermitteln des Ausgleichsterms des Aufhängungsklemmens wird
nachstehend unter Bezug auf 4 näher
erläutert.
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Bei 210 kann
das Verfahren das Ermitteln von Motorlaständerung umfassen,
die sich aus einem während Servolenkungsbetrieb erzeugten Schleifen
ergibt. Ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Ermitteln
des Lastausgleichsterms von Schleifen wird nachstehend unter Bezug
auf 4 näher erläutert.
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Bei 212 kann
das Verfahren das Ermitteln von Motorlaständerung umfassen,
die sich aus dem Bewegungsende des Lenkrads ergibt. Die Ermittlung kann
einen Bewegungsende-Term erzeugen, der zum Anpassen der Motorleerlaufdrehzahl
verwendet werden kann, um die Änderung der Motorlast auszugleichen.
Bei 214 kann das Verfahren das Ermitteln von Motorlaständerung,
die sich aus der Änderungsrate des Lenkrads ergibt, umfassen.
Die Ermittlung kann einen Änderungsratenterm erzeugen,
der zum Anpassen der Motorleerlaufdrehzahl verwendet werden kann,
um die Änderung der Motorlast auszugleichen. Ein beispielhaftes
Verfahren 500 zum Ermitteln des Lastausgleichsterms des
Bewegungsendes und des Änderungsraten-Lastausgleichsterms
wird nachstehend unter Bezug auf 5 näher
erläutert.
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Bei 216 kann
das Verfahren das Anpassen der Motorleerlaufdrehzahl zum Ausgleichen
von Varianzen der Motorlast aufgrund von Servolenkungsbetrieb umfassen.
Insbesondere kann die Leerlaufdrehzahl des Motors beruhend auf der
Summe des Lastausgleichsterms des Aufhängungsklemmens,
des Lastausgleichsterms des Schleifens, des Lastausgleichsterms
des Bewegungsendes und des Lastausgleichsterms der Änderungsrate
angepasst werden. In manchen Ausführungsformen kann die
Motorleerlaufdrehzahl durch Steigern des Ansauluftstroms des Motors
bei 218 angepasst werden. In manchen Ausführungsformen
kann die Leerlaufmotordrehzahl durch Vergrößern
des Zuständigkeitsbereichs der geregelten Zündsteuerzeiten
bei 220 angepasst werden. Die Anpassungen des Motorluftstroms
und die Zündungsrückmeldungszuständigkeit werden
nachstehend unter Bezug auf 5 näher erläutert.
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Durch
Ermitteln von Änderungen der Motorlast für jeden
der vorstehenden Ausgleichsterme unter Verwendung von absolutem
SWA kann auf teure und leckende Hydraulikdrucksensoren verzichtet werden.
Zudem sieht die Verringerung der Motordrehzahlschwankungen insgesamt,
die durch die Verbesserungen dieses Verfahrens ermöglicht
wird, einen Verzicht auf Servolenkungsdrehzahladdierer in der Leerlaufdrehzahlsteuerungsstrategie
vor. Weiterhin kann noch durch Berücksichtigen jedes der
vorstehend beschriebenen Zustände der Motorlastausgleich
gegenüber früheren Ansätzen präziser
und rechtzeitiger ausgelegt werden. Somit kann die Motorleerlaufdrehzahl
für verbessertes Kraftstoffwirtschaftlichkeitsverhalten
reduziert werden.
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3 ist
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zum
Einlernen eines kontinuierlichen absoluten SWA aus dem erfassten
relativen SWA. Der SWA-Sensor 172 in 1 erfasst
einen relativen SWA (d. h. er ist nicht relativ zur Mitte oder dem
Ende der Bewegung, nur relativ zu dem Punkt, an dem sich das Lenkrad
bei Start befand). Um Änderungen der Motorlast aufgrund
von Aufhängungsklemmen, Schleifen und Bewegungsende zu
ermitteln, ist der absolute SWA erforderlich. Das Verfahren 300 beginnt
bei 302, wo das Verfahren das Empfangen eines relativen
SWA umfassen kann. Zum Beispiel kann der relative SWA durch den
SWA-Sensor 172 von 1 erfasst
werden.
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Bei 304 kann
das Verfahren das Einlernen des absoluten SWA beruhend auf dem empfangenen relativen
SWA im Hinblick auf Fahrzeugbetriebsparameter umfassen. Zum Beispiel
kann das Verfahren bei 306 das Empfangen eines relativen
Raddrehzahlsignals umfassen. In einem Beispiel wird die relative Raddrehzahl
durch den Raddrehzahlsensor 174 von 1 vorgesehen.
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Bei 308 kann
das Verfahren das Empfangen eines Radgiersignals umfassen. In einem
Beispiel wird das GIER-Signal des Rads durch den Radpositionssensor 176 von 1 vorgesehen.
In manchen Ausführungsformen können das Raddrehzahlsignal und
das GIER-Signal des Rads von einem Bremsmodul vorgesehen werden,
das ein Bremsen an den Rädern des Fahrzeugs steuert. Bei 310 kann
das Verfahren das Ermitteln des absoluten SWA beruhend auf dem relativen
SWA-Signal, dem Raddrehzahlsignal und dem GIER des Rads oder dem
Umdrehungssignal umfassen. in manchen Ausführungsformen können
der Raddrehzahlsensor und der Radpositionssensor Signale zu dem
Bremsmodul senden, wo der absolute SWA eingelernt werden kann. Der
absolute SWA kann bei jedem Fahrzeugstart nach einem gewissen Zeitraum
geradlinigen Fahrens, in dem das relative Raddrehzahlsignal und
das GIER-Signal des Rads gesammelt werden können, neu eingelernt werden.
Zu beachten ist, dass bei Fahrzeugstart das absolute SWA-Signal
fehlt, bevor es von dem Bremsmodul eingelernt wird.
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Um
den Fahrzeugbetrieb beruhend auf einem absoluten SWA vor dem Einlernen
des absoluten SWA durch das Bremsmodul bei 312 anzupassen,
kann das Verfahren das Speichern des eingelernten absoluten SWA
umfassen. Der eingelernte absolute SWA kann zur späteren
Verwendung während Bedingungen, bei denen der absolute
SWA nicht unmittelbar eingelernt werden kann, zum Beispiel bei Fahrzeugstart,
gespeichert werden. In einem Beispiel wird der eingelernte absolute
SWA in einem Festspeicher des Motorsteuergeräts 106 von 1 gespeichert.
Zu beachten ist, dass der absolute SWA zur späteren Verwendung
in Ausführungsformen, in denen der absolute SWA nicht von
dem Bremsmodul eingelernt wird, eingelernt und gespeichert werden
kann.
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Bei 314 kann
das Verfahren das Ermitteln umfassen, ob sich ein Fahrzeug aktuell
in einem Startzustand befindet. In einem Beispiel kann der Fahrzeugstartzustand
beruhend auf einem Schlüssel-Ein-Signal ermittelt werden.
Wenn ermittelt wird, dass sich das Fahrzeug in einem Startzustand
befindet, bewegt sich das Verfahren zu 316. Ansonsten befindet
sich das Fahrzeug nicht in einem Startzustand und das Verfahren
kehrt zu anderen Abläufen zurück.
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Bei 316 kann
das Verfahren das Folgern eines absoluten SWA beruhend auf dem gespeicherten
eingelernten SWA im Hinblick auf den relativen SWA, der von dem
SWA-Sensor empfangen wurde, umfassen. In einem Beispiel kann eine
Lookup-Tabelle eingesetzt werden, um den erfassten relativen SWA
gegen den eingelernten absoluten SWA darzustellen. Die Lookup-Tabelle
kann im Speicher des Steuersystems gespeichert sein. Der gefolgerte
absolute SWA kann genutzt werden, um Aspekte des Fahrzeugbetriebs
zu steuern, beispielsweise die Motorleerlaufdrehzahl zu steuern,
wie vorstehend unter Bezug auf Verfahren 200 beschrieben
ist. Der gefolgerte absolute SWA kann bei Start genutzt werden, bevor
der absolute SWA mittels Fahrzeugsensoren (z. B. Raddrehzahlsensor,
GIER-Positionssensor des Rads) eingelernt wird.
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Bei 318 kann
das Verfahren das Bestätigen des gefolgerten absoluten
SWA mit dem mittels der Fahrzeugsensoren eingelernten absoluten
SWA umfassen. Wenn der gefolgerte absolute SWA nicht dem eingelernten
absoluten SWA entspricht, kann zugunsten des eingelernten absoluten
SWA auf den gefolgerten absoluten SWA verzichtet werden. In manchen
Ausführungsformen kann der eingelernte absolute SWA nach
einem Zeitraum geradlinigen Fahrens durch das Bremsmodul vorgesehen
werden.
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Durch
ständiges Einlernen des absoluten SWA und Folgern des absoluten
SWA bei einem nächsten Fahrzeugstart nach dem Einlernen
des absoluten SWA kann die auf dem absoluten SWA beruhende Motorsteuerung
präzis ohne die Verzögerung ausgeführt
werden, die mit dem Einlernen des absoluten SWA streng mittels Fahrzeugsensorsignal
einhergeht. Insbesondere kann der gefolgerte absolute SWA für
die präzise Leerlaufdrehzahlsteuerung besonders brauchbar
sein, die kurz nach dem Start und vor dem Einlernen des absoluten
SWA ausgeführt werden kann. Wie nachstehend näher
erläutert wird, kann der absolute SWA verwendet werden,
um Änderungen der Motorlast bei Leerlauf aufgrund von Servolenkungsbetrieb
präzis auszugleichen.
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In
manchen Ausführungsformen kann das vorstehend beschriebene
Verfahren durch die absolute SWA-Logik 178 von 1 implementiert
werden.
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4 ist
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zum
Ermitteln von Motorlast-Ausgleichstermen für Aufhängungsklemmen
und Schleifen, die in dem vorstehend erläuterten Verfahren 200 verwendet
werden können, um den Motorbetrieb bei Leerlauf anzupassen,
um Änderungen der Motorlast aufgrund von Servolenkungsbetrieb
auszugleichen. Das Verfahren kann bei 402 beginnen, wo das
Verfahren das Ermitteln umfassen kann, ob das Fahrzeug in Bewegung
ist. In einem Beispiel erfolgt die Ermittlung beruhend auf einem
Raddrehzahlsignal von einem Raddrehzahlsensor. Wenn das Fahrzeug
nicht in Bewegung oder stationär ist, bewegt sich das Verfahren
zu 404. Ansonsten befindet sich das Fahrzeug in Bewegung
oder ist nicht stationär und das Verfahren bewegt sich
zu 416, wo das Verfahren das Einstellen des Lastausgleichsterms
des Aufhängungsklemmens und des Lastausgleichsterms für
Schleifen auf Null umfassen kann. Die Lastausgleichsterme werden
auf Null gesetzt, da die Zustände von Aufhängungsklemmen
und Schleifen nicht auftreten, wenn die Räder durchdrehen,
und somit nicht die Motorlast beeinflussen.
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Bei 404 kann
das Verfahren das Charakterisieren von absolutem Lenkradwinkel, über
dem Zustände des Aufhängungsklemmens und Schleifen auftreten,
umfassen. Die Charakterisierung kann im Verhältnis zu einer
mittigen Lenkradstellung festgelegt werden, die nur bei Verwendung
des von einem SWA-Sensor vorgesehenen relativen SWA nicht bekannt
wäre, da der relative SWA nicht im Verhältnis zu
einer Stellung in der Mitte oder an dem Bewegungsende des Lenkrads
festgelegt wird. In manchen Ausführungsformen kann bei 406 der
Betrag der Motorlast, zu dem das Aufhängungsklemmen und/oder
Schleifen beitragen, in unterschiedlichen Bereichen oder Winkelbereichen
des absoluten Lenkradwinkels charakterisiert werden. Zum Beispiel kann
ein Winkelbereich des Lenkradwinkels als Bereich charakterisiert
werden, in dem Aufhängungsklemmen/Schleifen auftritt. Innerhalb
des Bereichs kann die Charakterisierung einen Betrag des Motorlastanstiegs
aufgrund des Aufhängungsklemmens/Schleifens festlegen.
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Bei 408 kann
das Verfahren das Anpassen des Lastausgleichsterms für
Aufhängungsklemmen beruhend auf dem absoluten Lenkradwinkel
gemäß der Charakterisierung umfassen. In manchen
Charakterisierungen kann der Betrag der Motorlast innerhalb eines
Bereichs von Aufhängungsklemmen verändert werden.
Zum Beispiel kann bei 410 der Lastausgleichsterm für
Aufhängungsklemmen für die Größenordnung
des absoluten Lenkradwinkels weg von der mittigen Stellung in dem
charakterisierten Winkelbereich korrigiert werden. Der Lastausgleich kann
mit anderen Worten beruhend auf dem Betrag des Aufhängungsklemmens
anteilig aufgeteilt werden. In einem Beispiel steigt der Betrag
der Motorlast, wenn sich der Lenkradwinkel von der mittigen Stellung
durch den Bereich des Aufhängungsklemmens oder den Winkelbereich
bewegt. Weiterhin sinkt die Motorlast, wenn sich der Lenkradwinkel durch
den Bereich des Aufhängungsklemmens hin zu der mittigen
Stellung bewegt.
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Bei 412 kann
das Verfahren das Anpassen des Lastausgleichsterms des Schleifens
beruhend auf dem absoluten Lenkradwinkel gemäß der
Charakterisierung umfassen. Der durch die Charakterisierung festgelegte
Schleifbereich kann jenseits des Bereichs des Aufhängungsklemmens
weg von der mittigen Stellung des Lenkrads sitzen. Der Lastausgleichsterm
des Schleifens kann stabil und bei einem hohen oder maximalen Wert
des Lastausgleichterms des Aufhängungsklemmens eingestellt
sein. Während der absolute Lenkradwinkel innerhalb des Schleifbereichs
oder Winkelbereichs liegt, können die erhöhte
Motorlast und der entsprechende Anstieg der Motordrehzahl bei diesem
Wert gehalten werden.
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Bei 414 kann
das Verfahren das Ermitteln beruhend auf dem absoluten Lenkradwinkel,
ob das Schleifen/Aufhängungsfestklemmen abgeschwächt wurde,
umfassen. Das Schleifen/Aufhängungsklemmen kann abgeschwächt
sein, wenn der absolute Lenkradwinkel die charakterisierten Bereiche
des Aufhängungsklemmens und Schleifens oder den Winkelbereich
hin zu einer mittigen Stellung des Lenkrads verlässt. Wenn
ermittelt wird, dass das Schleifen/Aufhängungsklemmen abgeschwächt
ist, bewegt sich das Verfahren zu 416. Ansonsten ist das Schleifen/Aufhängungsklemmen
nicht abgeschwächt und der Lastausgleichsterm für
Aufhängungsklemmen und Schleifen wird gemäß der
Charakterisierung angepasst. Wenn das Lenkrad während Schleifens
freigegeben wird und zu der relevanten Stellung von Aufhängungsschleifen
zurückkehrt, kann der Lastausgleichsterm für Schleifen
auf Null gesetzt werden und der Ausgleichsterm für Aufhängungsklemmen
kann gemäß der Charakterisierung angepasst werden.
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Bei 416 kann
das Verfahren das Setzen des Lastausgleichsterms des Aufhängungsklemmens und
des Lastausgleichsterms des Schleifens gleich Null umfassen, da
keiner der Zustände von Aufhängungsklemmen und
Schleifen gleichzeitig erfolgt und kein Ansteigen des Motorlast
bewirkt. Die Motorleistung kann mit anderen Worten angepasst werden, um
die Motorleerlaufdrehzahl zu senken, um keinen Motorlastbeitrag
aus dem Aufhängungsklemmen/Schleifen zu berücksichtigen.
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Wie
vorstehend erläutert können der Motorlastausgleichsterm
des Aufhängungsklemmens und der Motorlastausgleichsterms
des Schleifens in dem vorstehend beschriebenen Verfahren 200 verwendet werden,
um Änderungen von Motorlast aufgrund von Zuständen
von Aufhängungsklemmen und Schleifen, die während
Servolenkungsbetrieb auftreten, auszugleichen. Somit kann jeder
Ausgleichsterm für einen Betrag von Motorleistung stellvertretend
sein, der zu einer gesamten Motorleistung oder Motorleerlaufdrehzahl
addiert werden kann, um eine festgelegte Motorlast zu erfüllen.
Durch Ausgleichen der Änderung der Motorlast kann die Motorleerlaufdrehzahl auf
eine niedrigere Motordrehzahl gesetzt und selektiv angehoben werden,
um Änderungen der Motorlast beruhend auf den Servolenkungsbetriebsbedingungen
handzuhaben. Auf diese Weise kann die Leerlaufdrehzahl abgesenkt
werden, was zu einem verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeitsverhalten
des Fahrzeugs führt.
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Zu
beachten ist, dass das vorstehend beschriebene Verfahren unter Verwenden
von Logik implementiert werden kann, die sicherstellt, dass ein Ausgleichsdrehmoment
des Aufhängungsklemmens sich nach oben und unten ändert,
wenn sich der absolute Lenkradwinkel innerhalb des charakterisierten Winkelbereichs
des Aufhängungsklemmens ändert. Ferner kann die
Logik so konfiguriert werden, dass sie den Ausgleichswert hält,
wenn das Lenkrad gegen Aufhängungsklemmen gehalten wird,
und kann weiterhin auf Null gesetzt werden, wenn das Aufhängungsklemmen
abgeschwächt ist oder den charakterisierten Winkelbereich
verlässt.
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5 ist
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 500 zum
Ermitteln von Motorlastausgleichstermen für das Bewegungsende
und die Änderungsrate des Lenkrads, die in dem vorstehend erläuterten
Verfahren 200 verwendet werden können, um Motorbetrieb
bei Leerlauf anzupassen, um Änderungen der Motorlast aufgrund
von Servolenkungsbetrieb auszugleichen. Das Verfahren kann bei 502 beginnen,
wo das Verfahren das Ermitteln umfassen kann, ob der Lenkradwinkel
größer als ein Schwellenwert des Bewegungsendes
ist. Der Schwellenwert des Endes der Bewegung kann Lenkradstellungen
umfassen, die im Wesentlichen am weitesten weg von der mittigen
Stellung des Lenkrads sind. Der Schwellenwert des Endes der Bewegung
umfasst mit anderen Worten Lenkradstellungen, bei denen die Fahrzeugräder
vollständig nach links oder rechts eingeschlagen sind.
Bei einem Zahnstangen-Servolenkungssystem erfolgt die Bewegungsendestellung,
wenn sich das Antriebszahnrad im Wesentlichen zu einem Ende der
Zahnstange bewegt hat. Wenn ermittelt wird, dass der absolute Lenkradwinkel
größer als der Schwellenwert des Endes der Bewegung
des Lenkrads ist, bewegt sich das Verfahren zu 504. Ansonsten
ist der Lenkradwinkel nicht größer als der Schwellenwert
des Endes der Bewegung und das Verfahren bewegt sich zu 512.
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Zu
beachten ist, dass der Lenkradschwellenwert einen linken und rechten
(oder positiven und negativen) Schwellenwert umfassen kann, um jede Stellung
am Ende der Bewegung des Lenkrads festzulegen.
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Aufgrund
der Konstruktion des Lenkgetriebes steigt, wenn das Lenkrad eine
Stellung am Ende der Bewegung erreicht, der Hydraulikdruck wie vorstehend
erläutert gegen eine geschlossene Druckseite, was zu einer
Spitze des Hydraulikdrucks und folglich der Motorlast führt.
Demgemäß kann das Verfahren bei 504 das
Anpassen des Lastausgleichsterms des Bewegungsendes umfassen, um
die Spitze der Motorlast auszugleichen, da der absolute Lenkradwinkel
größer als der Schwellenwert des Bewegungsendes
ist. Der Lastausgleichsterm des Bewegungsendes kann insbesondere
um einen vorbestimmten Betrag angehoben werden, um den Anstieg der
Motorlast auszugleichen.
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In
manchen Ausführungsformen kann das Anpassen des Lastausgleichsterms
des Bewegungsendes bei 508 das Steigern des Motoransaugluftstroms
umfassen, um die Motorleerlaufdrehzahl zu steigern. Weiterhin kann
in manchen Ausführungsformen der Zuständigkeitsbereich
eines geregelten Zündsystems des Motors bei 510 vergrößert
werden, um die Motorleerlaufdrehzahl zu erhöhen. Durch
Vergrößern des Zuständigkeitsbereichs
kann insbesondere die Zündsteuerzeit in einem größeren
Betriebsbereich vor- oder nachverstellt werden, um zusätzliche
Drehmomentleistung zu erzeugen. Da geregelte Zündung wesentlich
schneller wirkt als Luft, geht dies effektiv jede Verzögerung
der Luftstromzufuhr nahe dem Zustand des Endes der Bewegung des
Lenkrads an, die eine Reaktionszeit des Motorlastausgleichs verlangsamen
würde. Zu beachten ist, dass Luftstrom und Zuständigkeitsbereich
der geregelten Zündung zusammenwirkend angehoben werden können,
um Motorleerlaufdrehzahl anzuheben. Ferner ist zu beachten, dass
die erhöhte Leerlaufdrehzahl gehalten werden kann, während
der absolute Lenkradwinkel größer als der Schwellenwert
des Bewegungsendes ist.
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Bei 510 kann
das Verfahren das Setzen des Lastausgleichterms der Änderungsrate
auf Null umfassen, da das Lenkrad eine Stellung am Ende der Bewegung
erreicht hat und sich nicht bewegt, so dass keine Änderung
des absoluten Lenkradwinkels vorliegt, um einen Anstieg der Motorlast
zu erzeugen.
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Wenn
zurück zu 502 der absolute Lenkradwinkel nicht
größer als der Schwellenwert des Bewegungsendes
ist, bewegt sich das Verfahren zu 512. Bei 512 kann
das Verfahren das Ermitteln einer Änderungsrate der Lenkradstellung
aus dem absoluten Lenkradstellungssignal umfassen. Bei 514 kann
das Verfahren das Anpassen des Lastausgleichsterms der Änderungsrate
beruhend auf der Änderungsrate des absoluten Lenkradwinkels
umfassen. Wie vorstehend beschrieben kann der Zustand der Änderungsrate
mit den Motorlaständerungen beruhend auf den vorstehend
beschriebenen Servolenkungszuständen in Verbindung stehen.
Insbesondere können Verzögerungen beim Füllen
des Ansaugkrümmers des Motors aufgrund Änderungen der
Motorlast, die während der vorstehend beschriebenen Zustände
auftreten, bei Leerlauf auftreten. Diese Verzögerungen
beim Füllen führen zu einem Verzögern
der Ansaugluftforderungen (z. B. um etwa ½ Sekunde). Die
Verzögerungen der Ansaugluftforderung führen zu
einem zu späten Zuführen von reaktivem Luftausgleich,
um die Schwankungen der Leerlaufdrehzahl zu korrigieren.
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Demgemäß kann
in manchen Ausführungsformen das Anpassen des Lastausgleichsterms
der Änderungsrate bei 516 das Anpassen des Motoransaugluftstroms
beruhend auf der Änderungsrate des Lenkradwinkels umfassen.
Insbesondere kann die Änderungsratenangabe verwendet werden,
um einen „führenden” Term zu erzeugen,
der Verzögerungen beim Füllen des Krümmers
effektiv ausgleicht, wenn das Lenkrad in Bereichen betrieben wird,
in denen die Logik des Bewegungsendes nicht aktiv ist. In einem
Beispiel wird der führende Term angehoben, wenn die Änderungsrate
hin zu einer Stellung am Ende der Bewegung des Lenkrads steigt,
um Verzögerungen beim Füllen des Krümmers
auszugleichen, die bei dem Zustand des Bewegungsendes auftreten.
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Bei 518 kann
das Verfahren das Setzen des Lastausgleichsterms des Endes der Bewegung
auf Null umfassen, da das Lenkrad sich nicht in einer Stellung am
Ende der Bewegung befindet und somit kein Motorlastbeitrag des Endes
der Bewegung vorliegt.
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Durch
Ausgleichen der Änderung der Motorlast aufgrund von Bewegungsende-
und Änderungsraten-Bedingungen kann die Motordrehzahl auf
eine niedrigere Motordrehzahl gesetzt und selektiv angehoben werden,
um Änderungen der Motorlast beruhend auf den Servolenkungsbetriebsbedingungen handzuhaben.
Auf diese Weise kann die Leerlaufdrehzahl gesenkt werden, was zu
verbessertem Kraftstoffwirtschaftlichkeitsverhalten des Fahrzeugs führt.
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Zu
beachten ist, dass das vorstehend beschriebene Verfahren unter Verwenden
von Logik implementiert werden kann, die das Bewegungsenden- und Änderungsraten-Ausgleichsdrehmoment
nach oben und unten ändert, wenn sich der absolute Lenkradwinkel ändert.
Ferner kann die Logik so konfiguriert werden, dass der Bewegungsende-Ausgleichswert
gehalten wird, wenn das Lenkrad in der Bewegungsende-Stellung gehalten
wird, und weiterhin auf Null gesetzt werden kann, wenn der Bewegungsende-Zustand
abgeschwächt wird.
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Es
versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen
beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen
nicht einschränkend aufgefasst werden dürfen, da
zahlreiche Abänderungen möglich sind. Zum Beispiel
kann die obige Technologie auf V-6, I-4, I-6, V-12, Gegenkolben-
und andere Motorausführungen angewendet werden. Der Gegenstand
der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht nahe
liegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen
Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften,
die hierin offenbart werden.
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Die
folgenden Ansprüche zeigen insbesondere bestimmte Kombinationen
und Unterkombinationen auf, welche als neuartig und nicht nahe liegend betrachtet
werden. Diese Ansprüche können auf „ein” Element
oder „ein erstes” Element oder eine Entsprechung
desselben verweisen. Diese Ansprüche sind so zu verstehen,
dass sie das Integrieren eines oder mehrerer solcher Elemente umfassen,
wobei sie zwei oder mehrere dieser Elemente weder fordern noch ausschließen.
Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen,
Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung
der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche
in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche
Ansprüche werden, ob sie nun gegenüber dem Schutzumfang
der ursprünglichen Ansprüche breiter, enger, gleich
oder unterschiedlich sind, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden
Offenbarung enthalten betrachtet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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