DE102004044691B4 - Drehmomentsteuerungssystem - Google Patents

Drehmomentsteuerungssystem Download PDF

Info

Publication number
DE102004044691B4
DE102004044691B4 DE102004044691A DE102004044691A DE102004044691B4 DE 102004044691 B4 DE102004044691 B4 DE 102004044691B4 DE 102004044691 A DE102004044691 A DE 102004044691A DE 102004044691 A DE102004044691 A DE 102004044691A DE 102004044691 B4 DE102004044691 B4 DE 102004044691B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
throttle
apc
area
effective
throttle area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102004044691A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102004044691A1 (de
Inventor
David J. Farmington Hills Stroh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motors Liquidation Co
Original Assignee
Motors Liquidation Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motors Liquidation Co filed Critical Motors Liquidation Co
Publication of DE102004044691A1 publication Critical patent/DE102004044691A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102004044691B4 publication Critical patent/DE102004044691B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/105—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the function converting demand to actuation, e.g. a map indicating relations between an accelerator pedal position and throttle valve opening or target engine torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/141—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a feed-forward control element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • F02D2041/1434—Inverse model
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Verfahren zum Steuern der Drehmomentabgabe eines Motors (12), mit den Schritten:
Erzeugen eines Drehmomentbefehls (TCOM);
Berechnen einer gewünschten Luft pro Zylinder (APC) basierend auf dem Drehmomentbefehl (TCOM);
Bestimmen einer effektiven Drosselfläche (ATHROTTLE) mittels eines dimensionslosen Modells in Abhängigkeit von der gewünschten APC; und
Steuern einer Drosselklappe (18) auf der Basis der effektiven Drosselfläche (ATHROTTLE).

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Steuern der Drehmomentabgabe und zum Regulieren eines luftmassenstrems eines Motors und auf ein Drehmomentsteuerungssystem.
  • Steuerungssysteme für Verbrennungsmotoren sind typischerweise stationäre drosselgestützte Steuerungssysteme. In einem stationären Steuerungssystem hängt die Drehmomentabgabe des Motors mit einem Drosselsollwert zusammen. Ein Fahrer stellt eine Position eines Gaspedals ein, was den Drosselsollwert ändert. Der Drosselsollwert steuert die Luftstrommenge in den Ansaugkrümmer und die Zylinder. Mit anderen Worten hängt die Drehmomentabgabe des Motors mit dem Zylinderluftstrom zusammen, der auf dem Drosselsollwert basiert. Nach einer Drosselverstellung schwingt das Motordrehmoment schließlich bei einem gewünschten Wert ein, der mit dem Zylinderluftstrom zusammenhängt.
  • Systeme zur stationären Steuerung des Motordrehmoments bestimmen typischerweise den Drosselsollwert auf der Basis von Zwischenparametern wie z.B. Luftmassendurchsätzen und eines Absolutladedrucks. Die Verwendung dieser Parameter erfordert eine zusätzliche Berechnung. Eine Bestimmung des Drosselsollwertes auf der Basis von Zwischenparametern ist auch mit zahlreichen diagnostischen Anforderungen verbunden. Als Folge sind diese Systeme übermäßig komplex.
  • In der DE 102 19 665 A1 wird beispielsweise ein Verfahren zur Steuerung der Drehmomentabgabe eines Motors beschrieben, wobei die gewünschte Zylinderluftmenge pro Zylinder in Abhängigkeit von einem Drehmomentbefehl berechnet wird. Mittels der berechneten Zylinderluftmenge wird dann die Drosselklappensteuerung modelliert und geregelt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Steuerung der Drehmomentabgabe eines Motors einfacher zu gestalten. Diese Aufgabe wird mit den Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 13 sowie mit dem System gemäß Anspruch 7 gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung liefert dementsprechend ein Verfahren zum Steuern einer Drehmomentabgabe eines Motors. Das Verfahren beinhaltet ein Berechnen einer gewünschten Luft pro Zylinder (APC) basierend auf einem Drehmomentbefehl und ein Bestimmen einer effektiven Drosselfläche mittels eines dimensionslosen Modells in Abhängigkeit von der gewünschten APC. Auf der Basis der effektiven Drosselfläche wird eine Drossel gesteuert.
  • In einer Ausführungsform beinhaltet ein Bestimmen der effektiven Drosselfläche ein Erstellen einer Nachschlagetabelle für effektive Drosselflächen auf der Basis des dimensionslosen Modells.
  • In einer weiteren Ausführungsform basiert die effektive Drosselfläche auf der gewünschten APC, einer Motordrehzahl, einer Umgebungstemperatur und einem Umgebungsdruck.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform beinhaltet das Verfahren ferner ein Messen einer tatsächlichen APC und Einstellen der effektiven Drosselfläche auf der Basis der tatsächlichen APC. Der Schritt eines Einstellens der effektiven Drosselfläche beinhaltet ferner ein Berechnen eines APC-Fehlers auf der Basis einer Differenz zwischen der gewünschten APC und der tatsächlichen APC.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform beinhaltet das Verfahren ferner ein Bestimmen einer Drosselflächenkorrektur auf der Basis des APC-Fehlers und ein Summieren der effektiven Drosselfläche und der Drosselflächenverstellung.
  • Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung werden aus der im Folgenden gelieferten detaillierten Beschreibung er sichtlich werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der. Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:
  • 1 ein Funktionsblockdiagramm, das ein Motorsteuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 2 ein Signalflussdiagramm, das einen Steuerungsprozess veranschaulicht, der von einem Controller des in 1 gezeigten Motorsteuerungssystems ausgeführt wird; und
  • 3 ein Flussdiagramm, das eine Drehmomentsteuerung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Nach 1 weist nun ein Fahrzeugsystem 10 einen Motor 12 auf. Der Motor 12 enthält eine Drossel 14 und einen Ansaugkrümmer 16. Ein Luftstrom durch die Drossel 14 und in den Ansaugkrümmer 16 basiert auf einer Stellung einer Drosselklappe 18. Luft strömt in die einzelnen Zylinder 20 des Motors 12. Obgleich nur ein einziger Zylinder 20 dargestellt ist, versteht man, dass der Motor 12 mehrere Zylinder 20 aufweisen kann. Der Zylinder 20 enthält einen (nicht dargestellten) Kolben, der ein Kraftstoff/Luft-Gemisch verdichtet. Konkreter wird ein Luftstrom in den Zylinder 20 mit durch eine Kraftstoffeinspritzdüse 22 eingespritztem Kraftstoff gemischt. Eine Zündkerze 24 zündet das verdichtete Kraftstoff/Luft-Gemisch in einem Verbrennungsprozess, um ein Motordrehmoment zu erzeugen.
  • Ein Controller 26 steuert ein Motordrehmoment auf der Basis der Drehmomentsteuerung der vorliegenden Erfindung. Der Controller 26 stellt das Motordrehmoment auf der Basis eines angeforderten oder Referenzdrehmoments ein. Der Controller 26 steuert eine Rate einer Drehmomentänderung, die vom Motor 12 abgegeben wird, indem eine Menge der Luft pro Zylinder (APC) für die Zylinder 20 bestimmt wird, die notwendig ist, um das angeforderte Motordrehmoment abzugeben. Die APC wird auf der Basis des Drehmomentbefehls bestimmt. Konkreter wird die APC aus einer Nachschlagetabelle bestimmt.
  • Der Controller 26 kommuniziert mit einem Sensor 28 für den Luftmassenstrom (MAF), einem Drosselstellungssensor (TPS) 30, einem Sensor 32 für den Absolutladedruck (MAP) und einem Sensor 34 für die Motordrehzahl. Der MAF-Sensor 28 erzeugt ein Signal, das die Luftstrommenge durch die Drossel 14 angibt. Der TPS 30 erzeugt ein Signal, das die Stellung der Drosselklappe 18 angibt, und der MAP-Sensor 32 erzeugt ein Signal, das den Druck innerhalb des Ansaugkrümmers 16 angibt. Der Sensor 34 für die Motordrehzahl erzeugt ein die Motordrehzahl (UpM) angebendes Signal. Der Controller 26 kommuniziert auch mit der Kraftstoffeinspritzdüse 22, um die an den Zylinder 20 gelieferte Kraftstoffrate zu steuern, und einem Zündsystem 36, um einen Zündzeitpunkt des Zündfunkens zu steuern. Umgebungsdruck- und Umgebungstemperatur signale werden von Sensoren 38, 40 für Umgebungsdruck bzw. Umgebungstemperatur erzeugt.
  • Der Controller 26 enthält einen Prozessor und einen Speicher. Der Speicher umfasst einen Flash-Speicher zur elektronischen Datenspeicherung, einen löschbaren programmierbaren Nurlesespeicher (EPROM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nurlesespeicher (EEPROM), einen Nurlesespeicher (ROM), einen Flash-Speicher und einen einmal programmierbaren (OTP) Speicher. Der Controller 26 führt die Drehmomentsteuerung der vorliegenden Erfindung aus. Konkreter empfängt der Controller 26 Drehmomentbefehle, überwacht Betriebsparameter des Motors 12, nutzt das dimensionslose Drosselflächenmodell, löst Gleichungen und steuert die Drosselklappe 18. Die Betriebsparameter des Motors 12 umfassen das Kraftstoff/Luft-Verhältnis, die Motordrehzahl, die tatsächliche APC, die Umgebungstemperatur, den Umgebungsdruck, das abgegebene Drehmoment, die Zündzeitpunkteinstellung, die Drosselstellung oder irgendeinen anderen Parameter.
  • Der Controller 26 empfängt einen Befehl für das angeforderte Drehmoment (TCOM) von einer Einrichtung 42 für eine Fahrereingabe wie z.B. einem Gaspedal, einer handbetätigten Drosselsteuerung oder einer computergestützten Eingabeeinrichtung. TCOM gibt eine gewünschte Drehmomentabgabe oder eine gewünschte Drehmomentänderung an. Der Controller 26 bestimmt auf der Basis von TCOM die erforderliche APC. Der Controller 26 stellt die Drossel 14 ein, um die geforderte APC an den Zylinder 20 zu liefern.
  • Die APC ist eher ein Zwischenparameter als ein Stellparameter. Stellparameter umfassen zum Beispiel die Drosselstellung, die Kraftstoffrate und die Zündzeitpunkteinstellung. Zwischen der APC und einem oder mehreren Stellparametern wird eine Transferfunktion entwickelt. Stellparameter sind Betriebsparameter des Motors 12, die direkt befohlen werden können. Zum Beispiel werden vom Controller 26 Frühzündung, Drosselstellung und Kraftstoffrate direkt befohlen. Zwischen der APC und der Drosselstellung ist eine Transferfunktion entwickelt.
  • Die Transferfunktion basiert auf einer direkten mathematischen Beziehung zwischen der Drosselfläche (ATHROTTLE) und der APC und wird mittels eines quasi-stationären Testbetriebs entwickelt. ATHROTTLE ist definiert als die Fläche einer Öffnung zwischen der Drosselklappe 18 und dem Ansaugkrümmer 16 und basiert auf der Winkelstellung der Drosselklappe 18. Die quasi-stationären Tests lässt man über einen vollen Bereich von Arbeitspunkten der Motordrehzahl laufen, um Daten in Bezug auf eine eindeutige Beziehung zwischen der APC, der Drosselfläche und Motordrehzahl zu liefern. Diese Beziehung liefert ein Modell, das gegeben ist durch: APC = f(ATHROTTLE, Motordrehzahl) (1)
  • Änderungen in der Höhe, dem Umgebungsdruck Pamb und der Umgebungstemperatur Tamb werden das Modell beeinflussen. Zum Beispiel lässt ein Anstieg der Höhe Pamb und die Luftdichte abnehmen. Außerdem bewirkt eine Erhöhung von Tamb eine Verringerung der Luftdichte. Tamb und Pamb ändern sich während eines Betriebs des Motors 12 ständig und werden von den Druck- und Temperatursensoren 38 und 40 direkt gemessen. Die Änderungen von Tamb und Pamb beeinflussen das Modell. Daher werden alle Parameter unter Verwendung einer Buckingham-Pi-Analyse dimensionslos angegeben. Dies ergibt ein dimensionsloses Modell, das unter beliebigen Umgebungsbedingungen gültig ist. Die Buckingham- Pi-Analyse erzeugt die folgenden drei dimensionslosen Terme oder Pi-Gruppen: (APC·R·Tamb)/(Pamb·V); ATHROTTLE/(V2/3); und (Motordrehzahl·V1/3)/(R·Tamb)1/2 wobei:
    • R
    = die universelle Gaskonstante für Luft; und
    V
    = das Zylindervolumen ist.
  • R ist immer konstant, und V ist für einen bestimmten Motor konstant. Die drei dimensionslosen Terme werden vereinfacht, indem man die konstanten Terme R und V entfernt. Die vereinfachten Terme werden dann in das bei (1) angegebene Modell eingesetzt, um das folgende dimensionslose Modell zu erhalten: (APC·Tamb)/(Pamb) = f(ATHROTTLE, Motordrehzahl/(Tamb)1/2) (2)
  • Dieses dimensionslose Modell wird invertiert, um ein dimensionsloses Modell für ATHROTTLE auf der Basis einer dimensionslosen APC und einer dimensionslosen Motordrehzahl zu liefern. Das invertierte dimensionslose Modell wird durch das Steuerungssystem 10 implementiert und ausgedrückt als: ATHROTTLE = f((APC·Tamb)/(Pamb), Motordrehzahl/(Tamb)1/2) (3)
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das einen Signalfluss 100 des vom Controller 26 ausgeführten Steuerungsprozesses veranschaulicht. Der Steuerungsprozess beinhaltet das in (3) angegebene dimensionslose Modell und eine Rückkopplungsschleife. Das invertierte dimensionslose Modell wird genutzt, um eine Nachschlagetabelle 102 zu erstellen. Die Nachschlagetabelle 102 bestimmt auf der Basis eines Befehls 106 für die gewünschte APC einen Befehl 104 für eine gewünschte ATHROTTLE. Der Befehl 106 für die gewünschte APC korreliert mit TCOM von der Einrichtung 42 für eine Fahrereingabe. Ein Motordrehzahlsignal 108, ein Tamb-Signal 110 und ein Pamb-Signal 112 werden in die Nachschlagetabelle 102 eingespeist. Die ATHROTTLE, die benötigt wird, um die gewünschte APC zu liefern, wird auf der Basis der Eingangssignale bestimmt. Das Motordrehzahlsignal 108 wird vom Sensor 34 für die Motordrehzahl empfangen. Das Tamb-Signal 110 wird vom Temperatursensor 40 empfangen, und das Pamb-Signal 112 wird vom Drucksensor 38 empfangen.
  • Das invertierte dimensionslose Modell beinhaltet inhärente Fehler aufgrund von sich ändernden Aspekten des Motors 12, während der Motor 12 altert. Zum Beispiel kann sich auf der Drosselklappe 18 eine Ablagerung oder Kohlenstoff bilden. Außerdem kann eine Abgasrückführung (ECR) Fehler in der tatsächlichen APC hervorrufen. Um dies zu berücksichtigen, enthält der Steuerungsprozess eine Rückkopplung 114, einen ersten Summierknotenpunkt 116 und einen zweiten Summierknotenpunkt 118. Die Rückkopplung 114 stellt den Befehl 104 für die gewünschte ATHROTTLE ein, um einen etwaigen Fehler zu kompensieren. Während eines Betriebs des Motors 12 wird ein Signal 120 für die tatsächliche APC vom MAF-Sensor 28 in den ersten Summierknotenpunkt 116 eingespeist. Der erste Summierknotenpunkt 116 vergleicht die tatsächliche APC mit der durch den Befehl 106 für die gewünschte APC angegebenen gewünschten APC. Ein Fehlersignal 122, das die Differenz zwischen der gewünschten APC und der tatsächlichen APC angibt, wird in die Rückkopplung eingespeist.
  • Die Rückkopplung 114 gibt ein Signal 124 zur Korrektur von ATHROTTLE ab, das einen Betrag einer ATHROTTLE-Verstellung angibt, der benötigt wird, damit die tatsächliche APC TCOM liefert. Das Signal 124 für eine Korrektur von ATHROTTLE wird an dem zweiten Summierknotenpunkt 118 zu dem Befehl 104 für die gewünschte ATHROTTLE addiert. Der zweite Summierknotenpunkt 118 gibt einen Befehl 126 für eine effektive ATHROTTLE ab, der die Stellung der Drosselklappe 18 steuert. Eine Verstellung der Stellung der Drosselklappe 18 gemäß dem Befehl 126 für eine effektive ATHROTTLE ändert den Luftmassendurchsatz in den Ansaugkrümmer 16, so dass die tatsächliche APC TCOM vom Motor 12 liefert.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das die Drehmomentsteuerung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In Schritt 200 wird zu Anfang von der Einrichtung 42 für eine Fahrereingabe ein neues TCOM erzeugt. TCOM gibt die gewünschte Drehmomentabgabe an. In Schritt 202 bestimmt die Steuerung auf der Basis von TCOM die gewünschte APC, die benötigt wird, um das angeforderte Drehmoment abzugeben. In Schritt 204 bestimmt die Steuerung die gewünschte ATHROTTLE auf der Basis der Motordrehzahl, von Tamb und Pamb gemäß dem invertierten dimensionslosen Modell. Im Einzelnen nutzt die Steuerung die Nachschlagetabelle, die auf der Basis des dimensionslosen Modells erstellt wurde, um die gewünschte ATHROTTLE zu erzeugen.
  • In Schritt 206 überwacht die Steuerung die tatsächliche APC und berechnet den Fehler auf der Basis der Differenz zwischen der gewünschten APC und der tatsächlichen APC. In Schritt 208 führt die Steuerung den Rückkopplungsalgorithmus aus, um die Korrektur für ATHROTTLE auf der Basis des berechneten Fehlers zu bestimmen. Die tatsächliche APC, die erforderlich ist, um das angeforderte Drehmoment abzugeben, basiert auf der Korrektur für ATHROTTLE. In Schritt 210 wird der Befehl für die gewünschte ATHROTTLE gemäß der Korrektur für ATHROTTLE korrigiert, um den Befehl für eine effektive ATHROTTLE zu liefern. In Schritt 212 wird die Drosselklappe 18 auf der Basis des Befehls für die effektive ATHROTTLE eingestellt. Folglich wird die tatsächliche APC eingestellt, um TCOM zu liefern.
  • TCOM ändert sich während eines Betriebs des Motors 12 ständig. Der Controller 26 befiehlt ständig der Drossel 14, die Winkelstellung der Drosselklappe 18 auf der Basis von TCOM einzustellen. Das System und Verfahren zur Drehmomentsteuerung der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben wurden, steuern aktiv die Drehmomentabgabe des Motors 12. Eine dynamische Drehmomentantwort wird verbessert, da APC direkt auf die stationäre ATHROTTLE abgebildet wird. Zwischenparameter wie z.B. der Massenstrom und Ladedruck sind eliminiert, was Diagnoseanforderungen reduziert. Das vereinfachte dimensionslose Modell reduziert ferner Berechnungsanforderungen an den Controller 26.
  • Der Fachmann kann nun aus der vorhergehenden Beschreibung erkennen, dass die allgemeinen Lehren der vorliegenden Erfindung in einer Vielzahl von Formen ausgeführt werden können. Obgleich diese Erfindung in Verbindung mit bestimmten Beispielen davon beschrieben wurde, soll daher der wahre Umfang der Erfindung nicht so beschränkt sein, da dem Fachmann bei einem Studium der Zeichnung, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen offenkundig werden. Ein Verfahren zum Steuern einer Drehmomentabgabe eines Motors beinhaltet ein Berechnen einer gewünschten Luft pro Zylinder (APC) basierend auf einem Drehmomentbefehl und Bestimmen einer effektiven Drosselfläche entsprechend der gewünschten APC basierend auf einem dimensionslosen Modell. Auf der Basis der effektiven Drosselfläche wird eine Drossel reguliert.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Steuern der Drehmomentabgabe eines Motors (12), mit den Schritten: Erzeugen eines Drehmomentbefehls (TCOM); Berechnen einer gewünschten Luft pro Zylinder (APC) basierend auf dem Drehmomentbefehl (TCOM); Bestimmen einer effektiven Drosselfläche (ATHROTTLE) mittels eines dimensionslosen Modells in Abhängigkeit von der gewünschten APC; und Steuern einer Drosselklappe (18) auf der Basis der effektiven Drosselfläche (ATHROTTLE).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt eines Bestimmens der effektiven Drosselfläche (ATHROTTLE) ein Erstellen einer Nachschlagetabelle (102) für die effektive Drosselfläche (ATHROTTLE) auf der Basis des dimensionslosen Modells einschließt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die effektive Drosselfläche (ATHROTTLE) auf der gewünschten APC, einer Motordrehzahl (108), einer Umgebungstemperatur (TAMB) und einem Umgebungsdruck (PAMB) basiert.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Messen einer tatsächlichen APC.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt eines Einstellens der effektiven Drosselfläche (ATHROTTLE) ferner ein Berechnen eines APC-Fehlers (122) auf der Basis einer Differenz zwischen der gewünschten APC und der tatsächlichen APC einschließt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch: Bestimmen einer Drosselflächenkorrektur (124) auf der Basis des APC-Fehlers; und Summieren der effektiven Drosselfläche (ATHROTTLE) und der Drosselflächenverstellung.
  7. System zur Steuerung einer Drehmomentabgabe eines Motors (12), mit: einer Drossel (14), die einen Luftstrom in den Motor (12) regelt; und einem Controller (26), der eine gewünschte Luft pro Zylinder (APC) auf der Basis eines Drehmomentbefehls (TCOM) berechnet, eine effektive Drosselfläche (ATHROTTLE) mittels eines dimensionslosen Modells in Abhängigkeit von der gewünschten APC bestimmt und die Drossel (14) auf der Basis der effektiven Drosselfläche (ATHROTTLE) steuert.
  8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (26) die effektive Drosselfläche (ATHROTTLE) unter Verwendung einer Nachschlagetabelle (102) für die effektive Drosselfläche (ATHROTTLE) bestimmt, die auf dem dimensionslosen Modell basiert.
  9. System nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch: einen Sensor (34) für die Motordrehzahl, der ein Motordrehzahlsignal (108) erzeugt; einen Sensor (40) für die Umgebungstemperatur (TAMB), der ein Signal für die Umgebungstemperatur (TAMB) erzeugt; und einen Sensor (38) für den Umgebungsdruck (PAMB), der ein Signal für den Umgebungsdruck (PAMB) erzeugt, wobei die effektive Drosselfläche (ATHROTTLE) auf der gewünschten APC, dem Motordrehzahlsignal (108), dem Signal für die Umgebungstemperatur (TAMB) und dem Signal für den Umgebungsdruck (PAMB) basiert.
  10. System nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Sensor für den Krümmerluftstrom (MAF) (28), der eine tatsächliche APC misst.
  11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (26) einen APC-Fehler (122) auf der Basis einer Differenz zwischen der gewünschten APC und der tatsächlichen APC berechnet.
  12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (26) eine Drosselflächenkorrektur (124) auf der Basis des APC-Fehlers (122) bestimmt und die effektive Drosselfläche (ATHROTTLE) und die Drosselflächenverstellung summiert.
  13. Verfahren zum Regulieren eines Luftmassenstroms durch eine Drossel (14), um eine Drehmomentabgabe eines Motors (12) zu steuern, mit den Schritten: Erzeugen eines Drehmomentbefehls (TCOM); Berechnen einer gewünschten Luft pro Zylinder (APC) auf der Basis des Drehmomentbefehls (TCOM); Bestimmen einer gewünschten Drosselfläche (ATHROTTLE) auf der Basis der gewünschten APC; Bestimmen einer Drosselflächenverstellung auf der Basis einer tatsächlichen APC; Berechnen einer effektiven Drosselfläche (ATHROTTLE) mittels eines dimensionslosen Modells auf der Basis der gewünschten Drosselfläche (ATHROTTLE) und der Drosselflächenverstellung; und Steuern der Drossel (14), um die effektive Drosselfläche (ATHROTTLE) einzustellen.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Erstellen einer Nachschlagetabelle (102) für eine gewünschte Drosselfläche (ATHROTTLE) auf der Basis eines dimensionslosen Modells.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Bestimmen der gewünschten Drosselfläche (ATHROTTLE) unter Verwendung der Nachschlagetabelle (102).
  16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Drosselfläche (ATHROTTLE) ferner auf einer Motordrehzahl (108), einer Umgebungstemperatur (TAMB) und einem Umgebungsdruck (PAMB) basiert.
  17. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Überwachen einer tatsächlichen APC, wobei die Drosselflächenverstellung auf der tatsächlichen APC basiert.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselflächenverstellung auf einer Differenz zwischen der tatsächlichen APC und der gewünschten APC basiert.
  19. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Berechnens einer effektiven Drosselfläche (ATHROTTLE) ein Summieren der gewünschten Drosselfläche (ATHROTTLE) und der Drosselflächenverstellung einschließt.
DE102004044691A 2003-09-17 2004-09-15 Drehmomentsteuerungssystem Expired - Fee Related DE102004044691B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/664,326 US6976471B2 (en) 2003-09-17 2003-09-17 Torque control system
US10/664,326 2003-09-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102004044691A1 DE102004044691A1 (de) 2005-04-21
DE102004044691B4 true DE102004044691B4 (de) 2008-04-03

Family

ID=34274584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004044691A Expired - Fee Related DE102004044691B4 (de) 2003-09-17 2004-09-15 Drehmomentsteuerungssystem

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6976471B2 (de)
DE (1) DE102004044691B4 (de)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7440838B2 (en) * 2006-11-28 2008-10-21 Gm Global Technology Operations, Inc. Torque based air per cylinder and volumetric efficiency determination
US7856304B2 (en) * 2006-11-28 2010-12-21 Gm Global Technology Operations, Inc. Engine torque control
JP4407711B2 (ja) * 2007-03-19 2010-02-03 トヨタ自動車株式会社 トルクディマンド型の内燃機関の制御装置
JP4321656B2 (ja) * 2007-04-27 2009-08-26 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
WO2008132588A2 (en) * 2007-04-27 2008-11-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control apparatus and control method
US8346447B2 (en) * 2010-04-22 2013-01-01 GM Global Technology Operations LLC Feed-forward camshaft phaser control systems and methods
US9719439B2 (en) 2012-08-24 2017-08-01 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling spark timing when cylinders of an engine are deactivated to reduce noise and vibration
US9638121B2 (en) 2012-08-24 2017-05-02 GM Global Technology Operations LLC System and method for deactivating a cylinder of an engine and reactivating the cylinder based on an estimated trapped air mass
US9458778B2 (en) 2012-08-24 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Cylinder activation and deactivation control systems and methods
US9376973B2 (en) 2012-09-10 2016-06-28 GM Global Technology Operations LLC Volumetric efficiency determination systems and methods
US10227939B2 (en) 2012-08-24 2019-03-12 GM Global Technology Operations LLC Cylinder deactivation pattern matching
US9726139B2 (en) 2012-09-10 2017-08-08 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling a firing sequence of an engine to reduce vibration when cylinders of the engine are deactivated
US9534550B2 (en) * 2012-09-10 2017-01-03 GM Global Technology Operations LLC Air per cylinder determination systems and methods
US9382853B2 (en) 2013-01-22 2016-07-05 GM Global Technology Operations LLC Cylinder control systems and methods for discouraging resonant frequency operation
US9650978B2 (en) 2013-01-07 2017-05-16 GM Global Technology Operations LLC System and method for randomly adjusting a firing frequency of an engine to reduce vibration when cylinders of the engine are deactivated
US9416743B2 (en) 2012-10-03 2016-08-16 GM Global Technology Operations LLC Cylinder activation/deactivation sequence control systems and methods
US9458780B2 (en) 2012-09-10 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for controlling cylinder deactivation periods and patterns
US9458779B2 (en) 2013-01-07 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Intake runner temperature determination systems and methods
US9494092B2 (en) 2013-03-13 2016-11-15 GM Global Technology Operations LLC System and method for predicting parameters associated with airflow through an engine
US9441550B2 (en) 2014-06-10 2016-09-13 GM Global Technology Operations LLC Cylinder firing fraction determination and control systems and methods
US9341128B2 (en) 2014-06-12 2016-05-17 GM Global Technology Operations LLC Fuel consumption based cylinder activation and deactivation control systems and methods
US9556811B2 (en) 2014-06-20 2017-01-31 GM Global Technology Operations LLC Firing pattern management for improved transient vibration in variable cylinder deactivation mode
US9599047B2 (en) 2014-11-20 2017-03-21 GM Global Technology Operations LLC Combination cylinder state and transmission gear control systems and methods
US10337441B2 (en) 2015-06-09 2019-07-02 GM Global Technology Operations LLC Air per cylinder determination systems and methods

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10219665A1 (de) * 2001-05-03 2002-11-14 Gen Motors Corp Verfahren und Vorrichtung zum Deaktivieren und Reaktivieren von Zylindern für einen Motor mit bedarfsabhängigem Hubraum

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3380036D1 (en) * 1982-12-13 1989-07-13 Mikuni Kogyo Kk Method for controlling an air flow quantity
JPS6183467A (ja) * 1984-09-29 1986-04-28 Mazda Motor Corp エンジンの制御装置
FR2659114B1 (fr) * 1990-03-02 1994-07-08 Siemens Automotive Sa Procede et dispositif de commande de la richesse du melange air/carburant d'alimentation d'un moteur a combustion interne.
US5080064A (en) * 1991-04-29 1992-01-14 General Motors Corporation Adaptive learning control for engine intake air flow
WO1995001502A1 (en) * 1993-06-30 1995-01-12 Orbital Engine Company (Australia) Pty. Limited Engine air supply systems
US6250292B1 (en) * 2000-03-06 2001-06-26 Brunswick Corporation Method of controlling an engine with a pseudo throttle position sensor value
US6584392B1 (en) * 2000-06-20 2003-06-24 Ford Global Technologies, Inc. Powertrain output monitor
US6701890B1 (en) * 2001-12-06 2004-03-09 Brunswick Corporation Method for controlling throttle air velocity during throttle position changes
US6761146B1 (en) * 2003-06-17 2004-07-13 General Motors Corporation Model following torque control

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10219665A1 (de) * 2001-05-03 2002-11-14 Gen Motors Corp Verfahren und Vorrichtung zum Deaktivieren und Reaktivieren von Zylindern für einen Motor mit bedarfsabhängigem Hubraum

Also Published As

Publication number Publication date
US6976471B2 (en) 2005-12-20
US20050056250A1 (en) 2005-03-17
DE102004044691A1 (de) 2005-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004044691B4 (de) Drehmomentsteuerungssystem
DE102005045925B4 (de) Steuersystem und Verfahren zur Luftmassendurchflussschätzung anhand des Krümmerabsolutdrucks sowie entsprechend ausgebildetes Fahrzeug
DE69122938T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ableitung des den Innenverbrennungsmotor umgebenden atmosphärischen Druckes
DE102007012604B4 (de) Verfahren zum Regeln einer Einspritzung eines Injektors einer direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschine und direkteinspritzende Verbrennungskraftmaschine
DE4225198C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffmenge für eine Brennkraftmaschine
DE102005038234B4 (de) Kraftstoffsteuerungskompensation bei Stromschwankungen in einem Sekundärluftsystem
DE102005006154A1 (de) Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung in einem Verbrennungsmotor
DE3238153A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern einer brennkraftmaschine
DE19640403A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung
DE69127030T2 (de) Methode und Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzungssteuerung für eine Brennkraftmaschine
DE69022316T2 (de) System zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung für turbogeladene Dieselmotoren.
DE69205304T2 (de) Vorrichtung zur Bestimmung der Höhenlage und diese verwendende Motorregelung.
DE112014001773B4 (de) Verfahren und System zum Steuern eines Verbrennungsmotors
DE19813801A1 (de) Kraftstoffpumpensteuerung in einem elektronischen Kraftstoffzuführsystem ohne Rückführung
DE19530274B4 (de) Verfahren zur Steuerung einer Kolbenbrennkraftmaschine
DE102008040010B4 (de) Luftdurchflussbasierte Anlass-Drosselsteuerung bei einem drehmomentbasierten System
DE69806899T2 (de) Steuervorrichtung für eine brennkraftmaschine mit gesteuerter zündung und direkter einspritzung
DE3438465C2 (de) Verfahren zur Steuerung des Kraftstoff-Luft-Mengenverhältnisses, das einer Brennkraftmaschine zuzuführen ist
DE3905156A1 (de) Steuerungssystem fuer die kraftstoffeinspritzung in fahrzeugmotoren
DE3703016A1 (de) Verfahren zum steuern der kraftstoffzufuhr waehrend des startens und beschleunigens eines verbrennungsmotors
DE102008042819B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer gesamten Zylinderfüllung und/oder der aktuellen Restgasrate bei einem Verbrennungsmotor mit Abgasrückführung
DE19618385B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE102006017554A1 (de) Nichtlineare Kraftstoffdynamiksteuerung mit Verlustkraftstoffkompensation
DE10133555A1 (de) Verfahren zum zylinderindividuellen Abgleich der Einspritzmenge bei Brennkraftmaschinen
DE19740968B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8380 Miscellaneous part iii

Free format text: PFANDRECHT

8380 Miscellaneous part iii

Free format text: PFANDRECHT AUFGEHOBEN

8380 Miscellaneous part iii

Free format text: PFANDRECHT

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee