DE102007043174B4

DE102007043174B4 - Drehmomentsteuerung für Motor mit Turbolader

Info

Publication number: DE102007043174B4
Application number: DE102007043174.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Livshiz; Douglas J. Babcock; Joseph R. Dulzo; Emil Ritzen; Anne E. Vondracek; Lennarth Zander
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2027-09-12
Also published as: US20080060356A1; CN100554735C; US7395147B2; DE102007043174A1; CN101144539A

Abstract

Motorsteuersystem für einen Motor (12) mit einer Drosselklappe (16), das umfasst:ein Modul (200) für Solldruck vor der Drosselklappe (16), das ein Drehmomentanforderungssignal empfängt und das einen Solldruck vor der Drosselklappe (16) bestimmt;ein Modul (212) für Luft pro Zylinder, das eine Soll-Luft pro Zylinder der Drosselklappe (16) bestimmt;ein Krümmer-Absolutdruck-Modul (204), das das Drehmomentanforderungssignal empfängt und das einen Soll-Krümmer-Absolutdruck bestimmt;ein Modul (201) für den Gesamtdruck vor der Drosselklappe (16), das anhand des Solldrucks vor der Drosselklappe (16) und eines gemessenen Drucks vor der Drosselklappe (16) einen Gesamtdruck vor der Drosselklappe (16) bestimmt;ein Umgehungsmodul (208), das anhand des Gesamtdrucks vor der Drosselklappe (16) und der Motordrehzahl ein Ventilsignal zur Steuerung der Stellung eines Turbinenumgehungsventils (56) erzeugt; undein Motorsteuermodul (218), das den gemessenen Druck vor der Drosselklappe (16) bestimmt und das die Motordrehzahl bestimmt, gekennzeichnet durcheinen Summierer (226), der den gemessenen Druck vor der Drosselklappe (16) von dem Solldruck vor der Drosselklappe (16) subtrahiert; undein Korrekturmodul (210), das die Differenz aus dem Solldruck vor der Drosselklappe (16) und dem gemessenen Druck vor der Drosselklappe (16) erhält und den gemessenen Druck vor der Drosselklappe (16) anhand eines vorgegebenen Korrekturfaktors korrigiert,wobei der Solldruck vor der Drosselklappe (16) auf der Soll-Luft pro Zylinder, dem Krümmer-Absolutdruck und der Motordrehzahl basiert.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Motorsteuersystem und ein Verfahren zur Erzeugung eines Ventilsignals zur Steuerung der Stellung eines Turbinenumgehungsventils.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Brennkraftmaschinen verbrennen ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft in Zylindern, um Kolben anzutreiben, die ein Antriebsmoment erzeugen. Der Luftstrom in den Motor wird durch eine Drosselklappe reguliert. Genauer stellt die Drosselklappe eine Drosselfläche ein, die den Luftdurchfluss in den Motor erhöht oder verringert. Wenn die Drosselfläche zunimmt, nimmt der Luftdurchfluss in den Motor zu. Ein Kraftstoffsteuersystem stellt ein Kraftstoffeinspritzsystem so ein, dass den Zylindern ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Gemisch bereitgestellt wird. Natürlich erhöht das Vermehren der Luft und des Kraftstoffs pro Volumeneinheit in den Zylindern die Drehmomentabgabe des Motors. Manche Motoren umfassen einen Turbolader, der durch Motorabgas angetrieben wird und der Luft, die in den Motor strömt, komprimiert. Durch Komprimieren der Luft kann der Anteil an Luft und Kraftstoff pro Einheitsfläche in dem Zylinder vermehrt werden. Daher kann eine größere Drehmomentabgabe erzielt werden.
Es sind Motorsteuersysteme entwickelt worden, die das Motordrehmoment genau steuern, um ein gewünschtes Drehmoment zu erzielen. So offenbart WO 88/08486 A1 ein System zur Steuerung eines Turboladers mit einem Bypassventil. Das erfindungsgemäße Motorsteuersystem steuert demgegenüber die Motordrehmomentabgabe genauer. Außerdem spricht das erfindungsgemäße Motorsteuersystem auf Steuersignale schneller an.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Motorsteuersystem und ein Verfahren anzugeben, dass die Motordrehmomentabgabe genau steuert und schnell auf Steuersignale anspricht.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Motorsteuersystem gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 13.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Motorsteuersystem für einen Motor mit einer Drosselklappe umfasst ein Modul für Solldruck vor der Drosselklappe, das ein Drehmomentanforderungssignal empfängt und einen Solldruck vor der Drosselklappe bestimmt. Ein Modul für Luft pro Zylinder bestimmt eine Soll-Luft pro Zylinder der Drosselklappe. Ein Krümmer-Absolutdruck-Modul empfängt das Drehmomentanforderungssignal und bestimmt einen Soll-Krümmer-Absolutdruck bzw. Soll-Absolutladedruck. Der Solldruck vor der Drosselklappe basiert auf der Soll-Luft pro Zylinder, dem Krümmer-Absolutdruck und der Motordrehzahl. Ein Modul für den Gesamtdruck vor der Drosselklappe bestimmt einen Gesamtdruck vor der Drosselklappe anhand des Solldrucks vor der Drosselklappe und eines gemessenen Drucks vor der Drosselklappe. Ein Umgehungsmodul erzeugt ein Ventilsignal zur Steuerung der Stellung eines Turbinenumgehungsventils anhand des Gesamtdrucks vor der Drosselklappe und der Motordrehzahl. Ein Motorsteuermodul bestimmt den gemessenen Druck vor der Drosselklappe und bestimmt die Motordrehzahl. Ein Summierer subtrahiert den gemessenen Druck vor der Drosselklappe von dem Solldruck vor der Drosselklappe. Ein Korrekturmodul erhält die Differenz aus dem Solldruck vor der Drosselklappe und dem gemessenen Druck vor der Drosselklappe und korrigiert den gemessenen Druck vor der Drosselklappe anhand eines vorgegebenen Korrekturfaktors.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst ein System, das die Motorsteuerung enthält, ferner einen Turbolader, der durch Abgas von dem Motor angetrieben wird. Stromaufwärts von der Drosselklappe ist ein Drucksensor angeordnet, der einen Druck vor der Drosselklappe misst. Der Turbolader erhöht die Ladeluftdichte. Der Druckunterschied über die Drosselklappe und der Abgasdurchfluss durch diese regulieren ein Nivau des Drucks vor der Drosselklappe.
Gemäß einem nochmals weiteren Merkmal öffnet sich auf der Grundlage des Ventilsignals wahlweise ein Umgehungsventil.
Gemäß einem nochmals weiteren Merkmal erzeugt das Turbinenumgehungsmodul das Ventilsignal, wenn der gemessene Druck vor der Drosselklappe einen vorgegebenen Wert übersteigt.
Gemäß einem nochmals weiteren Merkmal erzeugt das Turbinenumgehungsmodul das Ventilsignal anhand einer Referenztabelle.
Gemäß einem nochmals weiteren Merkmal basiert die Referenztabelle auf der Motordrehzahl und dem Gesamtdruck vor der Drosselklappe.
Gemäß einem nochmals weiteren Merkmal bestimmt das Steuermodul einen Soll-Massen-Luftdurchfluss anhand der Soll-Luft pro Zylinder.
Gemäß einem nochmals weiteren Merkmal bestimmt das Motorsteuermodul eine Drosselfläche anhand des Soll-Massen-Luftdurchflusses.
Gemäß einem nochmals weiteren Merkmal bestimmt ein Drehmomentschätzmodul ein geschätztes Drehmoment anhand der Drehzahl und weiterer Motoreingaben.
Gemäß einem nochmals weiteren Merkmal korrigiert das Korrekturmodul das geschätzte Drehmoment anhand einer vorgegebenen Korrekturfaktors.
Gemäß einem nochmals weiteren Merkmal erzeugt eine Fahrer-Eingabevorrichtung das Drehmomentanforderungssignal.
Gemäß einem nochmals weiteren Merkmal ist die Fahrer-Eingabevorrichtung ein Fahrpedal.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird umfassender verständlich aus der genauen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen; in diesen zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Motorsystems, das einen Turbolader umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 einen Ablaufplan eines Motordrehmoment-Steuersystems; und
3 einen Blockschaltplan, der Module zeigt, die die Motordrehmomentsteuerung ausführen.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft, wobei keineswegs beabsichtigt ist, die Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungen zu beschränken. Der Klarheit wegen werden in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen zur Kennzeichnung von gleichartigen Elementen benutzt. Der Begriff „Modul“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, eigens zugewiesen oder für eine Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität besitzen. Die Redewendung „wenigstens eines von A, B und C“ sind in der Bedeutung als logischer Ausdruck (A ODER B ODER C) unter Verwendung eines nicht ausschließlichen logischen ODER aufzufassen. Wohlgemerkt können die Schritte in einem Verfahren in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden, ohne an den Prinzipien der vorliegenden Erfindung etwas zu ändern.
In 1 umfasst ein Motorsystem 10 einen Motor 12, der ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff verbrennt, um ein Antriebsmoment zu erzeugen. Die Luft wird durch eine Drosselklappe 16 in einen Einlasskrümmer 14 angesaugt oder gedrückt (wenn der Druck vor der Drosselklappe (PTP) größer als der barometrische Druck ist). Die Drosselklappe 16 reguliert den Massen-Luftdurchfluss in den Einlasskrümmer 14. Obwohl drei Zylinder 18 gezeigt sind, kann das System für koordinierte Drehmomentsteuerung der vorliegenden Erfindung wohlgemerkt in Motoren implementiert sein, die mehrere Zylinder einschließlich, jedoch nicht darauf begrenzt, 2, 4, 5, 6, 8, 10 und 12 Zylinder, enthalten.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung (nicht gezeigt) spritzt Kraftstoff ein, der mit der Luft, wenn sie durch einen Ansaug- bzw. Einlasskanal in den Zylinder 18 angesaugt wird, vereinigt wird. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann eine Einspritzvorrichtung sein, die einem elektronischen oder mechanischen Kraftstoffeinspritzsystem 20, einer Düse oder einem Schlitz eines Vergasers oder einem anderen System zum Vermischen von Kraftstoff mit Einlassluft zugeordnet ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird so gesteuert, dass sie ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-(L/K)-Verhältnis in jedem Zylinder bereitstellt.
Ein Einlassventil 22 öffnet und schließt sich wahlweise, um ein Eindringen des Luft/Kraftstoff-Gemischs in den Zylinder 18 zu ermöglichen. Die Einlassventilstellung wird durch eine Einlassnockenwelle 24 reguliert. Ein Kolben (nicht gezeigt) komprimiert das Luft/Kraftstoff-Gemisch in den Zylindern 18. Eine Zündkerze 26 löst die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs aus, wodurch der Kolben in den Zylindern 18 angetrieben wird. Obwohl eine Zündkerze 26 gezeigt ist, kann wohlgemerkt ein anderes Verfahren zum Einleiten der Verbrennung angewandt werden.
Der Kolben treibt seinerseits eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) an, um ein Antriebsmoment zu erzeugen. Abgas in den Zylindern 18 wird aus einem Auslasskanal (nicht gezeigt) gezwungen, wenn ein Auslassventil 28 in einer geöffneten Stellung ist. Die Stellung des Auslassventils 28 wird durch eine Auslassnockenwelle 30 reguliert. Das Abgas wird in einem Abgassystem (nicht gezeigt) behandelt und an die Umgebung abgegeben. Obwohl ein einziges Einlassventil 22 und ein einziges Auslassventil 28 gezeigt sind, kann die Maschine 12 wohlgemerkt mehrere Einlass- und Auslassventile 22, 28 pro Zylinder 18 aufweisen.
Das Motorsystem 10 kann einen Einlassnockenwellen-Phasensteller 32 und einen Auslassnockenwellen-Phasensteller 34 umfassen, die die Steuerzeiten der Drehung der Einlass- bzw. Auslassnockenwellen 24, 30 regulieren. Genauer gesagt kann die Steuerzeit oder der Phasenwinkel der Einlass- und Auslassnockenwellen 24, 30 zueinander oder in Bezug auf einen Ort des Kolbens in dem Zylinder 18 oder die Kurbelwellenstellung verzögert oder vorverlegt sein. In dieser Weise kann die Stellung der Einlass- und Auslassventile 22, 28 zueinander oder in Bezug auf einen Ort des Kolbens in dem Zylinder 18 reguliert werden. Durch Regulieren der Stellung des Einlassventils 22 und des Auslassventils 30 kann die in den Zylinder 18 aufgenommene Luft/Kraftstoff-Gemischmenge und daher das Maschinendrehmoment reguliert werden.
Das Motorsystem 10 kann außerdem ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) (nicht gezeigt) umfassen. Das AGR-System umfasst typischerweise ein AGR-Ventil, das den Abgasdurchfluss zurück in den Einlasskrümmer 14 reguliert. Das AGR-System ist im Allgemeinen ausgeführt, um Emissionen zu regulieren. Die Abluftmasse, die in den Einlasskrümmer 14 zurückgeführt wird, kann jedoch die Drehmomentabgabe der Maschine negativ beeinflussen.
Ein Steuermodul 40 betreibt den Motor auf der Grundlage der Drehmomentsteuerungslösung der vorliegenden Erfindung. Die Drehmomentsteuerungslösung umfasst das Regulieren des Drehmoments auf der Grundlage der Betätigung bzw. des Betriebs der Drosselklappe 16 und eines Turboladers 41. Genauer erzeugt das Steuermodul 40 anhand einer Motordrehmomentanforderung (T_REQ) und eines Drosselklappenstellungssignals, das durch einen Drosselklappenstellungssensor (TPS) 42 erzeugt wird, ein Drosselklappensteuersignal. T_REQ wird auf der Grundlage einer Fahrer-Eingabevorrichtung (driver input device, DID) 43 wie etwa einer Stellung eines Fahrpedals (nicht gezeigt) erzeugt. Das Steuermodul 40 befiehlt die Drosselklappe 16 in eine statische bzw. stationäre Stellung, um eine wirksame Drosselfläche (A_THR) zu erreichen. Ein Drosselklappenstellglied (nicht gezeigt) stellt die Drosselklappenstellung anhand des Drosselklappensteuersignals ein. Das Drosselklappenstellglied kann einen Elektromotor oder einen Schrittmotor umfassen, der eine begrenzte und/oder grobe Steuerung der Drosselklappenstellung bewirkt. Das Steuermodul 40 kann außerdem das Kraftstoffeinspritzsystem 20, die Nockenwellen-Phasensteller 32, 34 und das AGR-System (nicht gezeigt) steuern, um T_REQ zu erreichen.
Ein Sensor 44 für den Druck vor der Drosselklappe misst den Luftdruck in einem Bereich, der sich stromaufwärts von der Drosselklappe befindet, (PTP_MEAS). Ein Massen-Luftdurchfluss-(mass airflow, MAF)-Sensor 46 spricht auf die Masse der des Einlassluftstroms an und erzeugt ein MAF-Signal. Ein Motoröltemperatursensor 50 spricht auf eine Öltemperatur an und erzeugt ein Motortemperatursignal. Ein Motordrehzahlsensor 52 spricht auf eine Motordrehzahl (d. h. RPM) des Motors 12 an und erzeugt ein Motordrehzahlsignal. Die durch die Sensoren erzeugten Signale werden durch das Steuermodul 40 empfangen.
A_THR wird anhand eines Soll-Krümmer-Luftdurchflusses (MAF_DES) und eines Soll-Krümmer-Absolutdrucks (MAP_DES) bestimmt. MAF_DES wird anhand einer Soll-Luft pro Zylinder (APC_DES) bestimmt ist durch die folgenden Beziehungen gekennzeichnet: $A P C_{D E S} = T_{A P C}^{- 1} (T_{R E Q}, S, I, E, A F, O T, N);$
und $M A F_{D E S} = \frac{A P C_{D E S} \cdot R}{k_{C Y L}}$
wobei:

S die Zündfunken-Steuerzeit ist;
I der Einlassnocken-Phasenwinkel ist;
E der Auslassnocken-Phasenwinkel ist;
AF das Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist;
OT die Öltemperatur ist; und
N die Anzahl von Zylindern ist.

MAP_DES wird anhand von RPM und T_REQ bestimmt und ist durch die folgende Gleichung gekennzeichnet: $M A P_{D E S} = T_{M A P}^{- 1} ((T_{R E Q} + f (Δ T)), S, I, E, A F, O T, N)$
wobei ΔT die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Drehmomentschätzung ist. Die Berechnungen von MAF_DES, APC_DES und MAP_DES sind in der gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung Nr. 10/664,172 , eingereicht am 17. September 2003, deren Offenbarungsgehalt hier durch Verweis ausdrücklich aufgenommen ist, ausführlich besprochen.
Der Turbolader 41 umfasst eine Turbine (nicht gezeigt), die durch Motorabgas angetrieben wird, um einen Kompressor (nicht gezeigt) zu betreiben. Genauer wird Luft in den Kompressor (nicht gezeigt) angesaugt und darin komprimiert. Der Turbolader 41 schickt die komprimierte Luft zu der Drosselklappe 16. Die Drosselklappe 16 reguliert die Menge an zu den Zylindern 18 geschickter Luft anhand von A_THR. Die komprimierte Luft wird mit Kraftstoff vermischt und in den Zylindern 18 verbrannt. Wenn das Luftvolumen in den Zylindern zunimmt, nimmt der Druck, der sich stromaufwärts von der Drosselklappe akkumuliert, (d. h. der Druck vor der Drosselklappe (PTP)) zu.
Eine zweite Leitung 54 ist mit dem Turbolader 41 gekoppelt, wobei sich ihre Öffnung stromaufwärts von der Turbine befindet. In der zweiten Leitung 54 ist ein Umgehungsventil 56 angeordnet, das sich wahlweise öffnet, um Abgasenergie um die Turbine umzuleiten. Durch Umleiten von Abgasenergie wird die Drehzahl der Turbine verringert und PTP gesenkt.
PTP kann reguliert werden, um T_REQ zu erreichen. Ein Soll-PTP (PTP_DES) basiert auf RPM, APC_DES und MAP_DES. Ein Gesamt-PTP (PTP_TOTAL), das auf PTP_DES und einem korrigierten gemessenen PTP (PTP_MEAS) basiert, kann durch die folgenden Beziehungen gekennzeichnet sein: $P T P_{D E S} = f (R P M, A P C_{D E S}) + M A P_{D E S};$
und $P T P_{T O T A L} = P T P_{D E S} + P I D (P T P_{D E S} - P T P_{M E A S})$
Demgemäß kann das Umgehungsventil 56 entsprechend einer vorgegebenen Verweistabelle, die auf PTP_TOTAL und RPM basiert, eingestellt werden. Die Verweistabelle kann durch die folgende Gleichung gekennzeichnet sein: $V A L V E_{B Y P A S S} = f (P T P_{T O T A L}, R P M)$
Alternativ kann das Umgehungsventil bzw. Bypass-Ventil 56 auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen PTP_TOTAL und einem PTP-Schwellenwert PTP_THR eingestellt werden. Genauer kann das Steuermodul 40 PTP_TO _TAL mit PTP_THR vergleichen. Wenn PTP_TOTAL PTP_THR übersteigt, gibt das Steuermodul ein Signal aus, das das Umgehungsventil 56 öffnet. Wenn PTP_TOTAL unter PTP_THR abfällt, befiehlt das Steuermodul 40 dem Umgehungsventil 56, zu schließen.
Die Berechnungen von MAF_DES, APC_DES und MAP_DES sind in der gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung Nr. 10/664,172 , eingereicht am 17. September 2003, deren Offenbarungsgehalt hier durch Verweis in seiner Gesamtheit ausdrücklich aufgenommen ist, ausführlich besprochen.
Um nun auf 2 Bezug zu nehmen, ermittelt die Steuerung im Schritt 100, ob der Motor 12 läuft. Wenn der Motor 12 nicht läuft, endet die Steuerung im Schritt 101. Wenn der Motor 12 läuft, erzeugt die Steuerung im Schritt 102 T_REQ auf der Grundlage der Fahrer-Eingabevorrichtung 43. Im Schritt 104 misst die Steuerung das momentane RPM bzw. Ist-RPM und das momentanen MAP bzw. Ist-MAP. Die Steuerung bestimmt im Schritt 106 MAP_DES anhand von RPM und T_REQ. Im Schritt 108 bestimmt die Steuerung anhand von T_REQ eine Soll-Luft pro Zylinder (APC_DES).
Im Schritt 110 bestimmt die Steuerung einen Drehmomentschätzwert (T_EST). T_EST wird anhand von RPM, des Zündfunkens und eines Verdünnungsschätzwerts unter Verwendung einer Schätzeinrichtung für statisches bzw. stationäres Drehmoment bestimmt, wie in dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 6,704,638 , erteilt am 9. März 2004, dessen Offenbarungsgehalt hier durch Verweis in seiner Gesamtheit ausdrücklich aufgenommen ist, ausführlich besprochen ist. Im Schritt 112 berechnet die Steuerung anhand von T_REQ und T_EST eine Luft-pro-Zylinder-Korrektur (APC_CORR). Die Steuerung korrigiert im Schritt 114 APC_DES anhand von APC_CORR.
Im Schritt 116 bestimmt die Steuerung MAF_DES anhand des korrigierten APC_DES. A_THR wird im Schritt 118 anhand von MAF_DES bestimmt. Im Schritt 120 stellt die Steuerung die Drosselklappe 16 anhand von A_THR ein. Die Steuerung misst im Schritt 122 einen Druck vor der Drosselklappe. Im Schritt 124 bestimmt die Steuerung einen Solldruck vor der Drosselklappe (PTP_DES) anhand von RPM, APC_DES und MAP_DES. Die Steuerung korrigiert im Schritt 126 PTP_DES und bestimmt PTP_TOTAL.
Die Steuerung erzeugt im Schritt 128 anhand von RPM und PTP_TOTAL ein Umgehungssignal. Das Umgehungssignal steuert die Stellung des Umgehungsventils 56. Im Schritt 130 stellt die Steuerung die Stellung des Umgehungsventils 56 ein. Im Schritt 132 betreibt die Steuerung den Motor auf der Grundlage der Drosselklappenstellung und der Umgehungsventilstellung und kehrt zum Schritt 100 zurück.
Im Zusammenhang mit 3 werden nun beispielhafte Module, die die koordinierte Drehmomentsteuerung ausführen, besprochen. Die Module umfassen ein PTP_DES-Berechnungsmodul 200, ein PTP_TOTAL-Berechnungsmodul 201, ein T_EST-Berechnungsmodul 202, ein MAP_DES-Berechnungsmodul 204, ein Modul für gemessenen Druck vor der Drosselklappe (PTP_MEAS) 206, ein Umgehungsventilmodul 208, ein Drehmomentkorrekturmodul 210, ein APCDES-Berechnungsmodul 212, ein MAF_DES-Berechnungsmodul 214, ein A_THR-Berechnungsmodul 216 und ein Motorsteuermodul 218.
Das Motorsteuermodul 218 empfängt ein Signal für gemessene Drosselklappenstellung, ein Signal für gemessene Umgehungsventilstellung und ein PTP_SENSOR-Signal. Das Signal für gemessene Drosselklappenstellung gibt eine momentane Stellung der Drosselklappe 16 an. Das Signal für gemessene Umgehungsventilstellung gibt eine momentane Stellung des Umgehungsventils 56 an. Anhand der Stellungen der Drosselklappe 16 und des Umgehungsventils 56 gibt das Motorsteuermodul 218 einen gemessenen Druck vor der Drosselklappe (PTP_MEAS) und ein gemessenes Drehmoment (T_MEAS) aus. Zusätzlich bestimmt das Motorsteuermodul 218 die Drehzahl des Motors (RPM) und außerdem einen gemessenen Druck vor der Drosselklappe (PTP_MEAS) anhand eines von dem PTP-Sensor 44 empfangenen Signals.
Das T_EST-Berechnungsmodul 202 berechnet T_EST anhand von RPM und gibt T_EST an einen Summierer 222 aus. Der Summierer 222 gibt die Differenz zwischen T_REQ und T_EST (T_TOTAL) aus, die an das Drehmomentkorrekturmodul 210 ausgegeben wird. Durch das Drehmomentkorrekturmodul 210 wird ein korrigiertes Drehmoment (T_CORR) berechnet, das an einen Summierer 224 ausgegeben wird.
Der Summierer 224 gibt die Summe von T_REQ und T_CORR an das APC-_DES-Berechnungsmodul und das MAP_DES-Berechnungsmodul 204 aus. Das APCDES-Berechnungsmodul 212 berechnet APC_DES anhand von T_REQ und T_TOTAL. APC_DES wird an das MAF_DES-Berechnungsmodul 214 und an das PTP_DES-Berechnungsmodul 200 ausgegeben. Das MAP_DES-Berechnungsmodul 204 berechnet anhand von T_REQ und T_CORR MAP_DES, das an das PTP_DES-Berechnungsmodul 200 ausgegeben wird.
Das 214 berechnet MAF_DES anhand von APC_DES und gibt MAF_DES an das A_THR-Berechnungsmodul 216 aus. Das A_THR-Berechnungsmodul 216 bestimmt eine Fläche der Drosselklappe 16, die einen Luftdurchfluss zu den Zylindern 18 liefert, der ausreicht, um T_REQ zu erreichen. A_THR wird an die Drosselklappe 16 ausgegeben und dazu verwendet, die Drosselklappenstellung einzustellen. A_THR kann außerdem dazu verwendet werden, weitere Vorrichtungen (z. B. den Einlassnockenwellen-Phasensteller 32, den Auslassnockenwellen-Phasensteller 34, das AGR-System (nicht gezeigt) und das Einlasskrümmer-Abstimmventil 60) so einzustellen, dass T_REQ erreicht wird.
Das PTP_DES-Berechnungsmodul 200 bestimmt ein PTP_DES anhand von RPM, APC_DES und MAP_DES. PTP_DES wird an einen Summierer 226 und das PTP_TOTAL-Berechnungsmodul 201 ausgegeben. Der Summierer 226 empfängt PTP_DES und PTP_MEAS und gibt die Differenz aus PTP_DES und PTP_MEAS an das PTP_MEAS-Korrekturmodul 206 aus. Das PTP_MEAS-Korrekturmodul 206 gibt ein korrigiertes PTP_MEAS an das PTP_TOTAL-Berechnungsmodul 201 aus. Das PTP_TOTAL-Berechnungsmodul gibt PTP_TOTAL auf der Grundlage von PTP_MEAS und PTP_DES aus.
Das Umgehungsmodul 208 empfängt PTP_MEAS und PTP_DES und gibt ein Umgehungsventilsignal aus. Das Umgehungsventilsignal wird dazu verwendet, die Stellung des Umgehungsventils 56 so einzustellen, dass T_REQ erreicht wird.

Claims

Motorsteuersystem für einen Motor (12) mit einer Drosselklappe (16), das umfasst: ein Modul (200) für Solldruck vor der Drosselklappe (16), das ein Drehmomentanforderungssignal empfängt und das einen Solldruck vor der Drosselklappe (16) bestimmt; ein Modul (212) für Luft pro Zylinder, das eine Soll-Luft pro Zylinder der Drosselklappe (16) bestimmt; ein Krümmer-Absolutdruck-Modul (204), das das Drehmomentanforderungssignal empfängt und das einen Soll-Krümmer-Absolutdruck bestimmt; ein Modul (201) für den Gesamtdruck vor der Drosselklappe (16), das anhand des Solldrucks vor der Drosselklappe (16) und eines gemessenen Drucks vor der Drosselklappe (16) einen Gesamtdruck vor der Drosselklappe (16) bestimmt; ein Umgehungsmodul (208), das anhand des Gesamtdrucks vor der Drosselklappe (16) und der Motordrehzahl ein Ventilsignal zur Steuerung der Stellung eines Turbinenumgehungsventils (56) erzeugt; und ein Motorsteuermodul (218), das den gemessenen Druck vor der Drosselklappe (16) bestimmt und das die Motordrehzahl bestimmt, gekennzeichnet durch einen Summierer (226), der den gemessenen Druck vor der Drosselklappe (16) von dem Solldruck vor der Drosselklappe (16) subtrahiert; und ein Korrekturmodul (210), das die Differenz aus dem Solldruck vor der Drosselklappe (16) und dem gemessenen Druck vor der Drosselklappe (16) erhält und den gemessenen Druck vor der Drosselklappe (16) anhand eines vorgegebenen Korrekturfaktors korrigiert, wobei der Solldruck vor der Drosselklappe (16) auf der Soll-Luft pro Zylinder, dem Krümmer-Absolutdruck und der Motordrehzahl basiert.
System, das das Motorsteuersystem nach Anspruch 1 umfasst und umfasst: einen Turbolader (41), der durch Abgas von dem Motor (12) angetrieben wird; und einen Drucksensor (44), der stromaufwärts von der Drosselklappe (16) angeordnet ist und der einen Druck vor der Drosselklappe (16) misst, wobei der Turbolader (41) komprimierte Luft zu dem Motor (12) schickt und wobei eine Turbinendrehzahl des Turboladers ein Niveau des Drucks vor der Drosselklappe (16) reguliert.
System nach Anspruch 2, das ein Turbinenumgehungsventil (56) umfasst, das sich auf der Grundlage des Ventilsignals wahlweise öffnet.
Motorsteuersystem nach Anspruch 1, bei dem das Umgehungsmodul (208) das Ventilsignal dann erzeugt, wenn der gemessene Druck vor der Drosselklappe (16) einen vorgegebenen Wert übersteigt.
Motorsteuersystem nach Anspruch 1, bei dem das Turbinenumgehungsmodul (208) das Ventilsignal anhand einer Referenztabelle erzeugt.
Motorsteuersystem nach Anspruch 5, bei dem die Referenztabelle auf der Motordrehzahl und dem Gesamtdruck vor der Drosselklappe (16) basiert.
Motorsteuersystem nach Anspruch 9, bei dem das Motorsteuermodul (218) anhand der Soll-Luft pro Zylinder einen Soll-Massen-Luftdurchfluss bestimmt.
Motorsteuersystem nach Anspruch 1, bei dem das Motorsteuermodul (218) anhand des Massen-Luftdurchflusses eine Drosselfläche bestimmt.
Motorsteuersystem nach Anspruch 1, das ein Drehmomentschätzmodul (202) umfasst, das anhand der Drehzahl ein geschätztes Drehmoment bestimmt.
Motorsteuersystem nach Anspruch 9, bei dem das Korrekturmodul (210) das geschätzte Drehmoment anhand eines vorgegebenen Korrekturfaktors korrigiert.
System nach Anspruch 2, das eine Fahrer-Eingabevorrichtung (43) umfasst, die das Drehmomentanforderungssignal erzeugt.
System nach Anspruch 11, bei dem die Fahrer-Eingabevorrichtung (43) ein Fahrpedal ist.
Verfahren zum Steuern des Drehmoments, das umfasst: Empfangen eines Drehmomentanforderungssignals; Bestimmen eines Solldrucks vor der Drosselklappe (16); Bestimmen einer Soll-Luft pro Zylinder der Drosselklappe (16); Bestimmen eines Soll-Krümmer-Absolutdrucks; Bestimmen eines Gesamtdrucks vor der Drosselklappe (16) anhand des Solldrucks vor der Drosselklappe (16) und eines gemessenen Drucks vor der Drosselklappe (16); Erzeugen eines Ventilsignals zur Steuerung der Stellung eines Turbinenumgehungsventils (56) anhand des Gesamtdrucks vor der Drosselklappe (16) und der Motordrehzahl; und Bestimmen des gemessenen Drucks vor der Drosselklappe (16) und Bestimmen der Motordrehzahl, gekennzeichnet durch Subtrahieren des gemessenen Drucks vor der Drosselklappe (16) von dem Solldruck vor der Drosselklappe (16); und Korrigieren des gemessenen Drucks vor der Drosselklappe (16) anhand eines vorgegebenen Korrekturfaktors und anhand der Differenz aus dem Solldruck vor der Drosselklappe (16) und dem gemessenen Druck vor der Drosselklappe (16), wobei der Solldruck vor der Drosselklappe auf der Soll-Luft pro Zylinder, dem Krümmer-Absolutdruck und der Motordrehzahl basiert.
Verfahren nach Anspruch 13, das umfasst: Messen eines Drucks vor der Drosselklappe (16); und Liefern von komprimierter Luft zu dem Motor (12).
Verfahren nach Anspruch 14, das das wahlweise Öffnen eines Turbinenumgehungsventils (56) auf der Grundlage des Ventilsignals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, das das Erzeugen des Ventilsignals, wenn der gemessene Druck vor der Drosselklappe (16) einen vorgegebenen Wert übersteigt, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, das das Erzeugen des Ventilsignals anhand einer Referenztabelle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Referenztabelle auf der Motordrehzahl und dem Gesamtdruck vor der Drosselklappe (16) basiert.
Verfahren nach Anspruch 13, das das Bestimmen eines Soll-Massen-Luftdurchflusses anhand der Soll-Luft pro Zylinder umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, das das Bestimmen einer Drosselfläche anhand des Soll-Massen-Luftdurchflusses umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, das das Schätzen eines Drehmoments anhand der Drehzahl umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, das das Korrigieren des geschätzten Drehmoments anhand eines vorgegebenen Korrekturfaktors umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, das das Erzeugen des Drehmomentanforderungssignals auf der Grundlage einer Fahrer-Eingabevorrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem die Fahrer-Eingabevorrichtung ein Fahrpedal ist.