DE102005027470A1 - Bestimmung des Krümmerdrucks auf der Grundlage einer Motordrehmomentsteuerung - Google Patents

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Abstract

Ein Drehmoment-Steuersystem für einen Motor enthält eine Drosselklappe, deren Position einstellbar ist, um einen ersten Luftmassenstrom in den Motor zu regulieren. Ein Steuermodul bestimmt einen ersten Luftmassenstrom in dem Motor und überwacht eine Motordrehzahl. Das Steuermodul berechnet einen Füllungsgrad des Motors auf der Grundlage des ersten Luftmassenstroms und der Motordrehzahl und berechnet den gewünschten Ansaugunterdruck auf der Grundlage des Füllungsgrades.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Motordrehmomentsteuerung und insbesondere die Bestimmung des Krümmerdrucks auf der Grundlage einer Motordrehmomentsteuerung.
  • Diese Anmeldung ist verwandt mit der US-Anmeldung mit der laufenden Nummer 10/868,192, eingereicht am 15. Juni 2004 unter dem Titel "Determining Manifold Pressure Based on Engine Torque Control" (GM Ref. GP-305269). Die Offenbarung der genannten Anmeldung ist durch die Bezugnahme Bestandteil dieser Patentanmeldung.
  • Brennkraftmaschinen-Steuersysteme sind als stationäre, auf dem Drehmoment basierende Steuersysteme entwickelt worden. Bei einem auf dem Drehmoment basierenden Steuersystem lassen die Vorgaben eines Fahrzeugführers auf die gewünschte Drehmomentabgabe des Motors schließen. Insbesondere stellt ein Fahrzeugführer eine Position eines Fahrpedals ein, wodurch eine Motordrehmoment-Anforderung geschaffen wird. Die Drossel wird gesteuert, um einen Luftstrom in den Motor zu regulieren, der für die gewünschte Drehmomentabgabe des Motors sorgt.
  • Auf dem Drehmoment basierende Steuersysteme bestimmen die Masse an Luft, die für die Erzeugung des gewünschten Motordrehmoments erforderlich ist, und bestimmen die Drosselklappenposition, die Stellung des Abgasrückführungs- (AGR-) Ventils und Nockenphasenwinkel auf der Grundlage der Masse an Luft. Herkömmlich wird die Drosselklappenposition direkt als eine Funktion der Fahrpedalposition befehligt. Die US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 10/664,172, eingereicht am 17. September 2003 unter dem Titel "Engine Torque Control with Desired State Estimation", beschreibt ein Verfahren, das die Krümmerfülldynamik nutzt, wobei es zu Anfang die Drossel auf einen Wert befehlen kann, der größer als der stationäre Wert ist. Während sich der Krümmer mit Luft füllt, wird die Drossel wieder in die Position des stationären Zustandes zurückgestellt. Dies hat eine aggressivere Teillastbeschleunigung zur Folge, kann jedoch dazu führen, dass der Fahrzeugführer ein unerwartetes Fahrzeugverhalten wahrnimmt, da nicht das erwartete Verhalten der Drossel auf eine Veränderung beim Treten des Fahrpedals hervorgerufen wird.
  • Dementsprechend schafft die Erfindung ein Drehmoment-Steuersystem für einen Motor. Das Drehmoment-Steuersystem enthält eine Drosselklappe, deren Position einstellbar ist, um einen ersten Luftmassenstrom in den Motor zu regulieren. Ein Steuermodul bestimmt einen ersten Luftmassenstrom in den Motor und überwacht eine Drehzahl des Motors. Das Steuermodul berechnet einen Füllungsgrad des Motors auf der Grundlage des ersten Luftmassenstroms und der Drehzahl des Motors und berechnet den gewünschten Ansaugunterdruck auf der Grundlage des Füllungsgrades.
  • Gemäß weiteren Merkmalen basiert der Füllungsgrad außerdem auf Kalibrationsparametern. Die Kalibrationsparameter sind auf der Grundlage der Motordrehzahl und des ersten Luftmassenstroms bestimmt.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal schließt das Drehmoment-Steuersystem ferner eine Einlassnockenwelle ein, die den Luftstrom in einen Zylinder des Motors reguliert. Der Füllungsgrad basiert ferner auf einem Phasenwinkel der Einlassnockenwelle.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal schließt das Drehmoment-Steuersystem ferner eine Auslassnockenwelle ein, die einen Abgasstrom von einem Zylinder des Motors reguliert. Der Füllungsgrad basiert ferner auf einem Phasenwinkel der Auslassnockenwelle.
  • Gemäß nochmals weiteren Merkmalen basiert der gewünschte Ansaugunterdruck auf dem ersten Luftmassenstrom. Ferner basiert der gewünschte Ansaugunterdruck auf einer Temperatur des ersten Luftmassenstroms.
  • Gemäß einem nochmals weiteren Merkmal enthält das Drehmoment-Steuersystem außerdem ein Abgasrückführungs- (AGR-) System, das einen zweiten Luftmassenstrom in den Motor reguliert. Der gewünschte Ansaugunterdruck wird ferner auf der Grundlage des zweiten Luftmassenstroms bestimmt.
  • Weitere Anwendungsfelder der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden. Es versteht sich, dass die ausführliche Beschreibung und die besonderen Beispiele, obwohl sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angeben, nur zur Veranschaulichung dienen und keineswegs den Rahmen der Erfindung beschränken sollen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Motorsystems, das basierend auf dem Motordrehmoment-Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung betrieben wird; und
  • 2 einen Ablaufplan, der die Schritte veranschaulicht, die von dem Motordrehmoment-Steuersystem der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
  • Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ist lediglich beispielhaft, wobei keineswegs beabsichtigt ist, die Erfindung, ihre Anwendungsmöglichkeiten oder Verwendungen zu beschränken. Der Klarheit wegen werden in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen zur Kennzeichnung von gleichartigen Elementen benutzt. So, wie der Ausdruck "Module" hier gebraucht wird, bezieht er sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam, aufgabenspezifisch oder Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine Kombinationslogikschaltung oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
  • In 1 enthält ein Motorsystem 10 einen Motor 12, der ein Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrennt, um ein Antriebsmoment zu erzeugen. Luft wird durch eine Drossel 16 hindurch in einen Einlasskrümmer 14 gesaugt. Die Drossel 16 reguliert den Luftmassenstrom in den Einlasskrümmer 14. Die Luft im Einlasskrümmer 14 wird auf die Zylinder 18 verteilt. Obwohl nur ein Zylinder 18 dargestellt ist, sollte einsichtig sein, dass das Motordrehmoment-Steuersystem der vorliegenden Erfindung bei Motoren verwirklicht werden kann, die mehrere Zylinder aufweisen, etwa 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und 12 Zylinder, ohne hierauf beschränkt zu sein.
  • Eine (nicht gezeigte) Kraftstoffeinspritzvorrichtung spritzt Kraftstoff, der mit der Luft vereint ist, wie gezeigt ist, durch eine Einlassöffnung in den Zylinder 18 ein. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann eine Einspritzeinrichtung sein, der ein elektronisches oder mechanisches Kraftstoffeinspritzsystem 20, eine Düse oder ein Kanal eines Vergasers oder eines anderen Systems zum Mischen von Kraftstoff mit Einlassluft zugeordnet ist. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung wird so gesteuert, dass sie ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (L/K-Verhältnis) in jedem Zylinder 18 bereitstellt.
  • Ein Einlassventil 22 öffnet und schließt gezielt, um den Eintritt des Kraftstoff-Luft-Gemischs in den Zylinder 18 zu ermöglichen. Die Einlassventilstellung wird mittels einer Einlassnockenwelle 24 reguliert. Ein (nicht gezeigter) Kolben komprimiert das Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem Zylinder 18. Eine Zündkerze 26 löst eine Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs aus, wodurch der Kolben in den Zylinder 18 getrieben wird. Der Kolben treibt zur Erzeugung eines Antriebsmoments eine (nicht gezeigte) Kurbelwelle. Die Verbrennungsgase werden durch eine Auslassöffnung aus dem Zylinder 18 gedrängt, wenn ein Auslassventil 28 in einer geöffneten Stellung ist. Die Auslassventilstellung wird mittels einer Auslassnockenwelle 30 reguliert. Die Abgase werden in einem Abgassystem behandelt und in die Atmosphäre abgegeben. Obwohl nur ein Einlassventil 22 und ein Auslassventil 28 gezeigt sind, ist einsichtig, dass der Motor 12 mehrere Einlass- und Auslassventile 22, 28 pro Zylinder 18 aufweisen kann.
  • Das Motorsystem 10 kann eine Einlassnocken-Phasenlageneinstellvorrichtung 32 und eine Auslassnocken-Phasenlageneinstellvorrichtung 34 enthalten, welche die zeitliche Steuerung der Drehbewegung der Einlassnockenwelle 24 bzw. der Auslassno ckenwelle 30 verwirklichen. Insbesondere kann die zeitliche Steuerung oder der Phasenwinkel der Einlassnockenwelle 24 bzw. der Auslassnockenwelle 30 in Bezug aufeinander oder in Bezug auf einen Ort des Kolbens in dem Zylinder 18 oder auf eine Kurbelwellenposition zurückbleiben oder vorauseilen. Auf diese Weise kann die Stellung der Einlass- und Auslassventile 22, 28 in Bezug aufeinander oder in Bezug auf einen Ort des Kolbens in dem Zylinder 18 reguliert werden. Durch Regulieren der Stellung des Einlassventils 22 und des Auslassventils 28 wird die Menge an Kraftstoff-Luft-Gemisch, die in den Zylinder 18 gesaugt wird, und folglich das Drehmoment des Motors reguliert.
  • Außerdem kann das Motorsystem 10 ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) 36 enthalten. Das AGR-System 36 enthält ein AGR-Ventil 38, das einen Abgasstrom zurück in den Einlasskrümmer 14 reguliert. Das AGR-System wird im Allgemeinen zwecks Emissionsregulierung verwirklicht. Die Masse an Abluft, die dem Einlasskrümmer 14 wieder zugeführt wird, wirkt sich jedoch auf die Drehmomentabgabe des Motors aus.
  • Ein Steuermodul 40 betreibt den Motor auf der Grundlage der Motordrehmomentsteuerung der vorliegenden Erfindung. Insbesondere erzeugt das Steuermodul 40 ein Drosselsteuersignal basierend auf einer Motordrehmoment-Anforderung (TREQ: Torque Request (engl.)) und einem Drosselklappen-Positionssignal, das von einem Drosselklappen-Positionssensors (DPS) 42 erzeugt wird. Eine Drehmomentanforderung TREQ wird auf der Grundlage einer Vorgabe durch den Fahrzeugführer, wie etwa eine Fahrpedalposition, erzeugt. Das Steuermodul befiehlt die Drossel in eine stationäre Position, um einen wirksamen Drosselklappenbereich (Aeff) zu erzielen. Ein (nicht gezeigter) Drosselstellantrieb stellt die Drosselklappenposition auf der Grundlage des Drosselsteuersignals ein. Der Drosselstellantrieb kann einen Motor oder einen Schrittmotor enthal ten, der für eine begrenzte und/oder grobe Steuerung der Drosselklappenposition sorgt. Außerdem reguliert das Steuermodul 40 das Kraftstoffeinspritzsystem 20, die Nockenwellen-Phasenlageneinstellvorrichtungen 32, 34 und das AGR-System 36, um (TREQ) zu erzielen.
  • Ein Einlasslufttemperatur- (ALT-) Fühler 44 reagiert auf eine Temperatur des Einlassluftstroms und erzeugt ein Einlasslufttemperatursignal. Ein Luftmassenstrom- (LMS-) Fühler 46 reagiert auf die Masse des Einlassluftstroms und erzeugt ein LMS-Signal. Ein Ansaugunterdruck- (AUD-) Fühler 48 reagiert auf den Druck im Einlasskrümmer 14 und erzeugt ein AUD-Signal. Ein Motorkühlmitteltemperaturfühler 50 reagiert auf eine Kühlmitteltemperatur und erzeugt ein Motortemperatursignal. Ein Motordrehzahlfühler 52 reagiert auf eine Drehzahl des Motors 12 und erzeugt ein Motordrehzahlsignal. Jedes der von den Fühlern erzeugten Signale wird von dem Steuermodul 40 empfangen.
  • Das Motordrehzahl-Steuersystem der vorliegenden Erfindung bestimmt Ae ff auf der Grundlage eines gewünschten Ansaugunterdrucks (P * / m). In einer Ausführung wird P * / m unter Berücksichtigung nur der Drossel 16 bestimmt. In einer alternativen Ausführungsform wird P * / m unter Berücksichtigung der Drossel 16, des AGR-Systems 36 und der Nocken-Phasenlageneinstellvorrichtungen 32, 34 bestimmt. Wenn nur die Drossel 16 berücksichtigt wird, kann die Masse an Luft (ma), die in den Einlasskrümmer 14 einströmt, unter Verwendung der Geschwindigkeitsverteilungsdichtenäherung gemäß der folgenden Gleichung bestimmt werden:
    Figure 00070001
    wobei R die universelle Gaskonstante ist, Vd der Hubraum des Motors 12 ist, ηV der Füllungsgrad des Motors 12 ist und Tc die Temperatur der in den Einlasskrümmer 14 einströmenden Luft ist.
  • Verfahren zur Bestimmung von ma sind in der gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 10/664,346, eingereicht am 17. September 2003 unter dem Titel "Dynamical Torque Control System", und in der US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 10/463,166, eingereicht am 17 Juni 2003 unter dem Titel "Model Following Torque Control" offenbart, deren Offenbarungen durch die ausdrückliche Bezugnahme Bestandteil dieses Patents sind.
  • Da ma bekannt ist, kann die Gleichung (1) so abgewandelt werden, dass der gewünschte Ansaugunterdruck (P * / m) folgendermaßen berechnet wird:
    Figure 00080001

    Der skalierte Füllungsgrad (Ve) des Motors 12 ist gegeben durch:
    Figure 00080002
  • Ein Einsetzen der Gleichung (3) in die Gleichung (2) liefert:
    Figure 00080003

    Obwohl Ve aus der Gleichung (3) berechnet werden kann, ist Ve eine Funktion von Pm und Ne. Praktisch variiert Ve in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren, darunter die Höhe und die Temperatur. Um diese Varianz zu berücksichtigen, wird Ve entsprechend der folgenden Beziehung angepasst: V ^e = κVe (5) wobei κ eine adaptive Verstärkung ist, die wie im US-Patent 5,465,617 mit dem Titel "Internal Combustion Engine Control", durch die Bezugnahme Bestandteil dieses Patents, bestimmt ist.
  • In dem Fall, in dem nur die Drossel 16 berücksichtigt wird, modelliert das Motordrehmoment-Steuersystem der vorliegenden Erfindung Ve als eine Funktion von ma und Ne. Beispielsweise wird ein Modell wie folgt vorgesehen: Ve = k0 + k1Ne + k2ma (6)wobei k0, k1 und k2 Kalibrationskoeffizienten sind. Insbesondere werden k0, k1 und k2 basierend auf ma und Ne anhand einer im Speicher gespeicherten Nachschlage-Tabelle bestimmt. Die Nachschlage-Tabelle ist eine zweidimensionale Tabelle, die Kalibrationskoeffizientenwerte für vorgegebene Motordrehzahl- und Luftmassenbereiche enthält. Jeder Bereich erstreckt sich zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert. Beispielsweise schließt jeder Motordrehzahlbereich eine minimale Motordrehzahl und eine maximale Motordrehzahl ein. Das Steuermodul 40 wählt die Kalibrationskoeffizienten des Luftmassenbereiches und des Motordrehzahlbereiches aus, die den momentanen Werten von ma und Ne entsprechen.
  • Unter Berücksichtigung der Drossel 16, des AGR-Systems 36 und der Nocken-Phasenlageneinstellvorrichtungen 32, 34 wird P * / m gemäß der folgenden Gleichung bestimmt:
    Figure 00090001
    wobei magr die Masse der von dem AGR-System zurückgeführten Luft und Ve eine Funktion von Pm, Ne, Φi und Φe ist. Φi und Φe werden von dem Steuermodul 40 basierend auf den Positionen der Nocken- Phasenlageneinstellvorrichtungen bestimmt. In diesem Fall modelliert das Motordrehmoment-Steuersystem der vorliegenden Erfindung Ve als eine Funktion von ma, Ne, Φi und Φe. Beispielsweise wird ein Modell wie folgt vorgesehen: Ve = k0 + k1Ne + k2ma + k3Φi + k4Φe (8)wobei k0, k1, k2, k3 und k4 Kalibrationskoeffizienten sind. Insbesondere werden k0, k1, k2, k3 und k4 basierend auf ma, Ne, Φi und Φe anhand einer im Speicher gespeicherten Nachschlage-Tabelle bestimmt. Die Nachschlage-Tabelle ist eine mehrdimensionale Tabelle, die in ähnlicher Weise ausgebildet ist, wie weiter oben in Bezug auf die Gleichung (6) beschrieben worden ist.
  • Nachdem es P * / m wie oben beschrieben bestimmt hat, ermittelt das Motordrehmoment-Steuersystem Aeff nach der folgenden Gleichung:
    Figure 00100001
    wobei Φ auf einem Druckverhältnis (PR) gemäß den folgenden Beziehungen basiert:
    Figure 00100002
    wobei PR das Verhältnis von P * / m zum Umgebungsdruck (Pamb) und Pkri tisch ist. Pkritisch ist definiert als das Druckverhältnis, bei dem die Geschwindigkeit der Luft, die an der Drossel vorüberströmt, der Schallgeschwindigkeit gleich ist. Diese Bedingung wird als abgedrosselte oder kritische Strömung bezeichnet. Das kritische Druckverhältnis ist bestimmt durch:
    Figure 00110001
    wobei γ das Verhältnis der spezifischen Wärmemengen für Luft ist und im Bereich von ungefähr 1,3 bis 1,4 liegt.
  • Das Motordrehmoment-Steuersystem bestimmt den Wert von P * / m , um den gewünschten Luftstrom an der Drossel 16 zu erzeugen. Der Luftstrom ermöglicht, dass die richtige Menge Luft in die Zylinder 18 gelangt, damit der Motor 12 TREQ liefert. Da das Steuermodul die Drosselklappe in eine stationäre Position befiehlt, kann davon ausgegangen werden, dass ṁth gleich ṁa ist. Insbesondere ist im stationären Zustand der Strom durch die Drossel (ṁth) gleich dem Strom in die Zylinder (aus dem Einlasskrümmer heraus) (ṁa). Da Aeff und P * / m Sollwertvorgaben sind und eine bestimmte Zeit erforderlich ist, um diese Werte zu erreichen (z. B. ungefähr 100 ms), kann näherungsweise angenommen werden, dass ṁth gleich ṁa ist.
  • Anhand 2 werden nun die Schritte genauer beschrieben, die von dem Motordrehmoment-Steuersystem ausgeführt werden. Im Schritt 200 bestimmt die Steuerung, ob TREQ erzeugt worden ist. Wenn TREQ nicht erzeugt worden ist, geht die Steuerung zum Schritt 200 zurück. Wenn TREQ erzeugt worden ist, bestimmt die Steuerung im Schritt 202 ma und ṁa , die erforderlich sind, um TREQ zu erzielen. Im Schritt 204 berechnet die Steuerung Ve basierend auf ma, Ne oder ma, Ne, Φi und Φe. Im Schritt 206 bestimmt die Steuerung P * / m auf der Grundlage von ma und Ve. Im Schritt 208 bestimmt die Steuerung Aeff auf der Grundlage von P * / m. Die Steuerung stellt im Schritt 210 die Drossel so ein, dass Aeff erzielt wird, und geht wieder zum Schritt 200 zurück.
  • Zusammengefasst betrifft die Erfindung ein Drehmoment-Steuersystem für einen Motor 12, das eine Drosselklappe enthält, deren Position einstellbar ist, um einen ersten Luftmassenstrom in den Motor 12 zu regulieren. Ein Steuermodul 40 bestimmt einen ersten Luftmassenstrom in den Motor 12 und überwacht eine Motordrehzahl. Das Steuermodul 40 berechnet einen Füllungsgrad des Motors 12 auf der Grundlage des ersten Luftmassenstroms und der Motordrehzahl und berechnet den gewünschten Ansaugunterdruck auf der Grundlage des Füllungsgrades.

Claims (25)

  1. Drehmoment-Steuersystem für einen Motor (12), umfassend: eine Drosselklappe, deren Position einstellbar ist, um einen ersten Luftmassenstrom in den Motor (12) zu regulieren; und ein Steuermodul (40), das einen ersten Luftmassenstrom in den Motor (12) bestimmt, eine Drehzahl des Motors (12) überwacht, einen Füllungsgrad des Motors (12) auf der Grundlage des ersten Luftmassenstroms und der Drehzahl des Motors (12) berechnet und einen gewünschten Ansaugunterdruck auf der Grundlage des Füllungsgrades berechnet.
  2. Drehmoment-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllungsgrad auf Kalibrationsparametern basiert.
  3. Drehmoment-Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrationsparameter auf der Grundlage der Motordrehzahl und des ersten Luftmassenstroms bestimmt sind.
  4. Drehmoment-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine Einlassnockenwelle (24) umfasst, die den Luftstrom in einen Zylinder des Motors (12) reguliert, wobei der Fül lungsgrad ferner auf einem Phasenwinkel der Einlassnockenwelle (24) basiert.
  5. Drehmoment-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Auslassnockenwelle (30) umfasst, die einen Abgasstrom von einem Zylinder des Motors (12) reguliert, wobei der Füllungsgrad auf einem Phasenwinkel der Auslassnockenwelle (30) basiert.
  6. Drehmoment-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Ansaugunterdruck auf dem ersten Luftmassenstrom basiert.
  7. Drehmoment-Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Ansaugunterdruck auf einer Temperatur des ersten Luftmassenstroms basiert.
  8. Drehmoment-Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Abgasrückführungs- (AGR-) System (36) umfasst, das einen zweiten Luftmassenstrom in den Motor (12) reguliert, wobei der gewünschte Ansaugunterdruck auf dem zweiten Luftmassenstrom basiert.
  9. Verfahren zum Bestimmen eines gewünschten Ansaugunterdrucks auf der Grundlage einer Motordrehmoment-Anforderung eines Motors (12), wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen eines ersten Luftmassenstroms in den Motor (12); Überwachen einer Motordrehzahl; Berechnen eines Füllungsgrades des Motors (12) auf der Grundlage des ersten Luftmassenstroms und der Motordrehzahl; und Berechnen des gewünschten Ansaugunterdrucks auf der Grundlage des Füllungsgrades.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllungsgrad auf Kalibrationsparametern basiert.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrationsparameter auf der Grundlage der Motordrehzahl und des ersten Luftmassenstroms bestimmt werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllungsgrad auf einem Phasenwinkel einer Einlassnockenwelle (24) basiert.
  13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllungsgrad auf einem Phasenwinkel einer Auslassnockenwelle (30) basiert.
  14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Ansaugunterdruck auf dem ersten Luftmassenstrom basiert.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Ansaugunterdruck auf einer Temperatur des ersten Luftmassenstroms basiert.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Ansaugunterdruck auf der Grundlage eines zweiten Luftmassenstroms durch ein Abgasrückführungs- (AGR-) System (36) in den Motor (12) bestimmt ist.
  17. Verfahren zum Bestimmen einer Drosselklappenposition, umfassend: Bestimmen eines ersten Luftmassenstroms in den Motor (12); Überwachen einer Motordrehzahl; Berechnen eines Füllungsgrades des Motors (12) auf der Grundlage des ersten Luftmassenstroms und der Motordrehzahl; Berechnen des gewünschten Ansaugunterdrucks auf der Grundlage des Füllungsgrades; und Berechnen der Drosselklappenposition auf der Grundlage des gewünschten Ansaugunterdrucks.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllungsgrad auf Kalibrationsparametern basiert.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Kalibrationsparameter auf der Grundlage der Motordrehzahl und des ersten Luftmassenstroms bestimmt sind.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllungsgrad auf einem Phasenwinkel einer Einlassnockenwelle (24) basiert.
  21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllungsgrad auf einem Phasenwinkel einer Auslassnockenwelle (30) basiert.
  22. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: Erzeugen einer Motordrehmoment-Anforderung; und Bestimmen der ersten Masse an Luft auf der Grundlage der Motordrehmoment-Anforderung.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Ansaugunterdruck auf der ersten Luftmasse basiert.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Ansaugunterdruck auf einer Temperatur der ersten Luftmasse basiert.
  25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Ansaugunterdruck auf der Grundlage einer zweiten Masse strömender Luft bestimmt ist, die von einem Abgasrückführungs- (AGR-) System (36) geliefert wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007043440B3 (de) * 2007-09-12 2009-04-02 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Ermitteln einer in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine eingefangenen Luftmasse
US10557422B2 (en) 2015-06-12 2020-02-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Air charge determination method, engine control unit and internal combustion engine

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006177241A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
US7085647B1 (en) * 2005-03-21 2006-08-01 Daimlerchrysler Corporation Airflow-based output torque estimation for multi-displacement engine
US20080098734A1 (en) * 2006-10-27 2008-05-01 Jan-Ola Olsson Engine Control Method
US7433775B2 (en) * 2006-11-17 2008-10-07 Gm Global Technology Operations, Inc. Engine torque control at high pressure ratio
US7463970B2 (en) * 2006-11-28 2008-12-09 Gm Global Technology Operations, Inc. Torque based engine speed control
US7519466B2 (en) * 2007-05-08 2009-04-14 Gm Global Technology Operations, Inc. Cam phaser compensation in a hybrid vehicle system
US7698049B2 (en) * 2008-01-09 2010-04-13 Gm Global Technology Operations, Inc. Speed control in a torque-based system
US8224519B2 (en) 2009-07-24 2012-07-17 Harley-Davidson Motor Company Group, LLC Vehicle calibration using data collected during normal operating conditions
US8550054B2 (en) * 2009-12-08 2013-10-08 GM Global Technology Operations LLC Linear tranformation engine torque control systems and methods for increasing torque requests
US8744716B2 (en) * 2009-12-16 2014-06-03 GM Global Technology Operations LLC Speed control systems and methods for internal combustion engines
US8364373B2 (en) * 2010-08-30 2013-01-29 GM Global Technology Operations LLC Method for controlling internal combustion engines in hybrid powertrains
US9091224B2 (en) * 2012-06-05 2015-07-28 Hondata, Inc. Engine control unit using speed density conversion
US9714617B2 (en) * 2013-02-25 2017-07-25 GM Global Technology Operations LLC System and method for limiting a volumetric efficiency of an engine during engine cranking to reduce emission
US9664124B2 (en) * 2013-11-11 2017-05-30 Fca Us Llc Techniques for coordinated variable valve timing and electronic throttle control
US9797793B1 (en) * 2015-04-28 2017-10-24 Brunswick Corporation Methods and systems for predicting manifold pressure
US11248546B1 (en) 2020-10-26 2022-02-15 Tula Technology, Inc. Fast torque response for boosted engines
US11635035B2 (en) 2020-10-26 2023-04-25 Tula Technology, Inc. Fast torque response for boosted engines

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US545617A (en) * 1895-09-03 Nut-lock
US4996959A (en) * 1988-07-13 1991-03-05 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Ignition timing control system for automotive engine
AU637718B2 (en) * 1990-08-31 1993-06-03 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Ignition timing controlling system for engine
US5497329A (en) * 1992-09-23 1996-03-05 General Motors Corporation Prediction method for engine mass air flow per cylinder
US5423208A (en) * 1993-11-22 1995-06-13 General Motors Corporation Air dynamics state characterization
US5465617A (en) * 1994-03-25 1995-11-14 General Motors Corporation Internal combustion engine control
US5677482A (en) * 1995-04-06 1997-10-14 Ford Global Technologies, Inc. Determining throttle position sensor output
DE19723210B4 (de) * 1996-06-03 2005-04-28 Nissan Motor Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
US5753805A (en) * 1996-12-02 1998-05-19 General Motors Corporation Method for determining pneumatic states in an internal combustion engine system
US6250292B1 (en) * 2000-03-06 2001-06-26 Brunswick Corporation Method of controlling an engine with a pseudo throttle position sensor value
US6308671B1 (en) * 2000-09-11 2001-10-30 Delphi Technologies, Inc. Method of increasing torque and/or reducing emissions by varying the timing of intake and/or exhaust valves
JP2002130042A (ja) * 2000-10-19 2002-05-09 Denso Corp 内燃機関の筒内充填空気量検出装置
US6636796B2 (en) * 2001-01-25 2003-10-21 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for engine air-charge estimation
US6761146B1 (en) * 2003-06-17 2004-07-13 General Motors Corporation Model following torque control
US6840215B1 (en) * 2003-09-17 2005-01-11 General Motors Corporation Engine torque control with desired state estimation
US7004144B2 (en) * 2003-09-17 2006-02-28 General Motors Corporation Dynamical torque control system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007043440B3 (de) * 2007-09-12 2009-04-02 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Ermitteln einer in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine eingefangenen Luftmasse
US8001833B2 (en) 2007-09-12 2011-08-23 Continental Automotive Gmbh Method for determining the trapping efficiency and/or a scavenging air mass of an internal combustion engine
US10557422B2 (en) 2015-06-12 2020-02-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Air charge determination method, engine control unit and internal combustion engine

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