DE102008019131B4

DE102008019131B4 - Verfahren und Vorrichtung, um einen momentanen Motorleistungsverlust für ein Motor/Antriebsstrangsystem zu bestimmen

Info

Publication number: DE102008019131B4
Application number: DE102008019131.0A
Authority: DE
Inventors: John L. Lahti; Anthony H. Heap
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2008-04-16
Publication date: 2016-02-04
Anticipated expiration: 2028-04-17
Also published as: US7493206B2; CN101289968A; CN101289968B; DE102008019131A1; US20080262698A1

Abstract

Erzeugnis, mit einem Speichermedium mit einem darin codierten maschinenausführbaren Programm, um einen Betrieb eines Verbrennungsmotors zu steuern, wobei das Programm umfasst: einen Code, um Motorbetriebsbedingungen zu überwachen; einen Code, um einen nominellen Leistungsverlust basierend auf einem Betriebspunkt des Motors zu bestimmen; einen Code, um eine Leistungsverlustkorrektur zu dem nominellen Leistungsverlust basierend auf den Motorbetriebsbedingungen und dem Motorbetriebspunkt zu bestimmen, wobei die Leistungsverlustkorrektur für Kombinationen eines Luft/Kraftstoffverhältnis-Modus des Motors, eines Motorzylinderaktivierungszustands und eines Motorbetriebstemperatur-Modus bestimmbar ist, und wobei die Leistungsverlustkorrektur mehrere jeweilige Leistungsverlustbeiträge umfasst; und einen Code, um einen Leistungsverlust für den Verbrennungsmotor basierend auf dem nominellen Leistungsverlust und der Leistungsverlustkorrektur abzuschätzen, wobei der Code, um die Leistungsverlustkorrektur zu bestimmen, ferner einen Code einer jeweiligen einzelnen ausführbaren Polynomgleichung für jeden Leistungsverlustbeitrag umfasst, die jeweils dazu dient, den jeweiligen Leistungsverlustbeitrag basierend auf einer Motordrehzahl und einer Drehmomentabgabe und mehreren Koeffizienten, welche den jeweiligen Leistungsverlustbeitrag charakterisieren, zu berechnen, wobei das Bestimmen der Leistungsverlustkorrektur basierend auf den Motorbetriebsbedingungen und dem Motorbetriebspunkt das Auswählen einer jeweiligen spezifischen Polynomgleichung auf der Grundlage von Kombinationen eines Luft/Kraftstoffverhältnis-Modus des Motors, eines Motorzylinderaktivierungszustands und eines Motorbetriebstemperatur-Modus umfasst, und wobei die Koeffizienten der einzelnen Polynomgleichungen für die jeweiligen Leistungsverlustbeiträge in einer endgültigen Polynomgleichung kombiniert sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Steuerungssysteme für Motor/Antriebsstrangsysteme.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Steuerungssysteme für Motor/Antriebsstränge, die Architekturen für Hybrid-Motor/Antriebsstränge einschließen, arbeiten dahingehend, Anforderungen eines Bedieners nach Leistung, z. B. Drehmoment und Beschleunigung, zu erfüllen, welche gegen andere Bedieneranforderungen und Vorschriften, z. B. Kraftstoff oder auch Emissionen, ausgeglichen bzw. abgewogen werden. Um eine Steuerung des Motor/Antriebsstrangs zu optimieren, ist es notwendig, Motorleistungsverluste, die mit Betriebsbedingungen während eines laufenden Betriebs verbunden sind, zu quantifizieren.
Systeme nach dem Stand der Technik, um momentane Motorleistungsverluste zu bestimmen, beruhten auf in einem bordeigenen Computer gespeicherten vorkalibrierten Tabellen, um Verluste zu bestimmen. Diese Systeme verbrauchen einen erheblichen Umfang an Speicherplatz und können oft Schwankungen in Betriebsbedingungen nicht Rechnung tragen. Der Speicherplatz wird weiter beeinträchtigt, wenn andere Motorbetriebsmodi, z. B. Zylinderdeaktivierung bzw. -abschaltung, eingeführt werden.
In DE 198 08 167 C1 werden ein Verfahren und ein Motorsteuergerät beschrieben, bei denen ein nomineller Leistungsverlust basierend auf einem Betriebspunkt bestimmt wird und ein Leistungsverlust für den Motor basierend auf dem nominellen Leistungsverlust und einer Leistungsverlustkorrektur abgeschätzt wird.
In DE 10 2004 058 621 A1 ist ein Motormodell offenbart, welches zum Modellieren von Größen statische, stückweise lineare Modelle verwendet.
In der Dissertation „Zylinderdruck-basierte Modellierung des Start-Warmlaufverhaltens von Ottomotoren” von V. Grajewski, Braunschweig, 2006, werden Berechnungen für unterschiedliche Verlustbeiwerte beschrieben.
Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Erzeugnis und ein Verfahren zu schaffen, um Motorleistungsverluste für Motorbetriebsbedingungen und eine Betriebssteuerung während eines laufenden Motorbetriebs schnell und effektiv zu bestimmen. Solch ein System wird nun beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Erzeugnis mit den Merkmalen des unabhängigen Erzeugnisanspruchs und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Erzeugnis geschaffen mit einem Speichermedium mit einem darin gespeicherten maschinenausführbaren Code, um einen Leistungsverlust für einen Verbrennungsmotor abzuschätzen. Der Code umfasst einen Code, um Motorbetriebsbedingungen zu überwachen. Ein nomineller Leistungsverlust wird basierend auf einem Motorbetriebspunkt bestimmt, der typischerweise eine Motordrehzahl und -last umfasst. Eine Leistungsverlustkorrektur zum nominellen Leistungsverlust wird basierend auf barometrischem Druck, Motortemperatur, Luft/Kraftstoffverhältnis und Katalysatortemperatur bestimmt. Die Leistungsverlustkorrektur ist bestimmbar für: einen Luft/Kraftstoffverhältnis-Modus des Motors, einen Motorzylinderaktivierungszustand und einen Motorbetriebstemperatur-Modus.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann eine physische Form in bestimmten Teilen und Anordnungen von Teilen annehmen, von der eine Ausführungsform im Detail beschrieben und in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht wird, welche einen Teil hiervon bilden und worin:
1 ein schematisches Diagramm einer beispielhaften Architektur für einen Motor/Antriebsstrang und ein Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2, 3 und 4 graphische Darstellungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind; und
5 eine graphische Darstellung in tabellarischer Form gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Die Erfindung umfasst ein Steuerungsschema, das als maschinenausführbarer Code in einem oder mehreren Steuerungsmodulen ausgeführt wird, um einen Leistungsverlust für einen Verbrennungsmotor während eines laufenden Betriebs abzuschätzen. Das Steuerungsschema berechnet einen Kraftstoffleistungsverlust zu einem Zeitpunkt während eines laufenden Motorbetriebs. Das Steuerungsschema führt eine von mehreren Polynomgleichungen aus, um die Kraftstoffleistungsverluste bezogen auf Emissionen und Kraftstoffverbrauch schnell zu berechnen, wobei eine Ausführung mehrerer Berechnungen während einer kurzen Zeitspanne ermöglicht wird. Ein Motorsteuerungsschema nutzt den abgeschätzten Leistungsverlust, um einen Betrieb des Motors zu steuern, um ein oder mehr spezifische Leistungskriterien, z. B. Aufwärmen des Motors, Emissionen und Kraftstoffverbrauch, zu erfüllen.
Bezug nehmend nun auf die Zeichnungen, worin die Darstellungen nur zum Zwecke einer Veranschaulichung der Erfindung und nicht zum Zwecke einer Beschränkung derselben dienen, stellt 1 ein schematisches Diagramm eines Motor/Antriebsstrangs und eines Steuerungssystems dar, das die Erfindung veranschaulicht. Die im Folgenden beschriebenen Elemente liefern eine koordinierte Steuerung des Motor/Antriebsstrangsystems. Der Motor/Antriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor 14 und ein elektromechanisches Getriebe 10, das wirksam ist, um über eine Abtriebswelle 65 eine Drehmomentabgabe an einen Antriebsstrang zu liefern. Das elektromechanische Getriebe 10 enthält ein Paar elektrische Maschinen MA, MB 46, 48. Der Motor, das Getriebe und die elektrischen Maschinen sind wirksam, um ein Drehmoment dazwischen gemäß vorbestimmten Steuerungsschemata und Parametern, die hierin nicht im Detail diskutiert werden, zu übertragen.
Der beispielhafte Verbrennungsmotor 14 umfasst einen Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern, der wahlweise betriebsfähig oder betreibbar ist, um Drehmoment über eine Welle 12 zum Getriebe zu übertragen, und kann entweder ein Motor mit Funkenzündung oder ein Motor mit Kompressionszündung sein. Der Motor ist wahlweise betriebsfähig in mehreren Betriebsmodi und Motorzuständen. Die Betriebsmodi des Motors umfassen einen Luft/Kraftstoffverhältnis-Steuerungsmodus mit einem stöchiometrischen Betriebsmodus oder einem fetten Betriebsmodus. Bei einem System, das einen Motor mit Kompressionszündung nutzt, kann es einen zusätzlichen oder alternativen Modus mit einem mageren Betriebsmodus geben. Die Betriebsmodi eines Motors schließen einen Motortemperatur-Verwaltungsmodus mit einem Aufwärmmodus und einem aufgewärmten Modus, typischerweise basierend auf einer Temperatur des Motorkühlmittels, ein. Der Aufwärmmodus beinhaltet typischerweise ein Verzögern einer Zündzeitpunktverstellung (oder Kraftstoffeinspritz-Zeitsteuerung) während eines anfänglichen Motorbetriebs, um eine Wärmeübertragung zum Motor während einer Verbrennung zu erhöhen. Beispielhafte Motorzustände umfassen eine normale Motorsteuerung ('ALL_CYL') und eine Motorsteuerung mit abgeschalteten bzw. deaktivierten Zylindern ('DEACT'). Im normalen Motorzustand werden alle Motorzylinder mit Kraftstoff versorgt und gezündet. Im Zustand einer Zylinderdeaktivierung bzw. -abschaltung ist typischerweise eine Hälfte der Zylinder z. B. eine Reihe eines V-Motors deaktiviert. Eine Reihe Zylinder wird typischerweise abgeschaltet bzw. deaktiviert, indem die Kraftstoffeinspritzung zu ihr unterbrochen wird.
Der beispielhafte Motor enthält ein (nicht dargestelltes) System zur Abgasnachbehandlung, das wirksam ist, um Bestandteile des Zufuhrstroms von Motorabgasen in unschädliche Gase zu oxidieren und/oder zu reduzieren. Betriebstemperatur(en) des Systems zur Abgasnachbehandlung sind entscheidend, da Temperaturen, die zu niedrig sind, zu einer ineffizienten Umwandlung einer Regelung unterliegender Abgasbestandteile führen können, z. B. Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid (CO), Nitride von Sauerstoff (NO_x) und Partikelstoff (PM). Zu hohe Temperaturen können Komponenten für die Nachbehandlung, besonders einen Katalysator, beschädigen. Steuerungs- und Betriebsschemata des Motors schließen ein, dass eine nicht optimale Motorsteuerung bewirkt wird, um Temperaturen und Bestandteile des Abgaszufuhrstroms zu steuern, um eine Temperatur des Nachbehandlungssystems entweder zu erhöhen oder zu verringern. Dies schließt Betriebsschemata ein, um das Nachbehandlungssystem effektiv anspringen zu lassen, d. h. exotherme Reaktionen darin zu induzieren. Daher können Leistungsverluste oder -ineffizienzen auftreten, die mit Motoremissionen verbunden sind.
In der dargestellten Ausführungsform empfängt das Getriebe 10 ein Eingangsdrehmoment von den drehmomenterzeugenden Einrichtungen, die den Motor 14 und die elektrischen Maschinen MA, MB 46, 48 einschließen, als Folge einer Energieumwandlung von Kraftstoff oder elektrischer Spannung, die in einer Speichereinrichtung für elektrische Energie (ESD) 25 gespeichert ist. Die elektrischen Maschinen MA, MB 46, 48 umfassen dreiphasige Wechselstrom-Elektromaschinen mit je einem innerhalb eines Stators drehbaren Rotor. Die ESD 25 ist über Gleichstrom-Übertragungsleiter 27 mit einem Getriebe-Leistungsinvertermodul (TPIM) 19 hochspannungs-gleichstrom-gekoppelt. Das TPIM 19 ist ein Element des Steuerungssystems. Das TPIM 19 überträgt elektrische Energie mittels Übertragungsleiter 29 zu und von der MA 46, und das TPIM 19 überträgt ähnlich elektrische Energie über Übertragungsleiter 31 zu und von der MB 48. Elektrischer Strom wird zu und von der ESD 25 dementsprechend übertragen, ob die ESD 25 geladen oder entladen wird. Das TPIM 19 enthält das Paar Leistungsinverter und jeweilige Motorsteuerungsmodule, die dafür ausgelegt sind, Motorsteuerungsbefehle zu empfangen und Inverterzustände davon zu steuern, um eine Motorantriebs- oder eine Regenerierungsfunktionalität zu liefern.
Das Steuerungssystem verbindet geeignete Informationen und Eingaben und führt Algorithmen aus, um verschiedene Stellglieder zu steuern, um Steuerungsziele zu erreichen, einschließlich derartiger Parameter wie z. B. Kraftstoffverbrauch, Emissionen, Leistung, Fahrverhalten und Schutz von Hardware einschließlich Batterien der ESD 25 und MA, MB 46, 48. Die beispielhafte Ausführungsform ist eine Modularchitektur mit verteilter Steuerung, die ein Motor-Steuerungsmodul ('ECM') 23, ein Getriebe-Steuerungsmodul (ICM') 17, ein Akkumulator-Steuerungsmodul ('BPCM') 21 und das TPIM 19 einschließt. Ein Hybrid-Steuerungsmodul ('HCP') 5 liefert eine allumfassende Steuerung und Koordinierung der oben erwähnten Steuerungsmodule. Es gibt eine Nutzerschnittstelle ('UI') 13, die mit mehreren Einrichtungen wirksam verbunden ist, über die ein Fahrzeugbediener typischerweise einen Betrieb des Motor/Antriebsstrangs einschließlich des Getriebes 10 durch eine Forderung nach einer Drehmomentabgabe steuert oder leitet. Beispielhafte Eingabeeinrichtungen für einen Fahrzeugbediener zu der UI 13 umfassen ein Gaspedal, ein Bremspedal, einen Getriebewählhebel und einen Tempomat für die Fahrzeuggeschwindigkeit. Jedes der oben erwähnten Steuerungsmodule kommuniziert mit anderen Steuerungsmodulen, Sensoren und Stellgliedern über einen Bus 6 eines lokalen Netzwerkes ('LAN'). Der LAN-Bus 6 ermöglicht eine strukturierte Kommunikation von Steuerungsparametern und Befehlen zwischen den verschiedenen Steuerungsmodulen. Das genutzte spezifische Kommunikationsprotokoll ist anwendungsspezifisch. Der LAN-Bus und geeignete Protokolle sollen für eine robuste Nachrichtenübermittlung und Schnittstellenversorgung für viele Steuerungsmodule zwischen den oben erwähnten Steuerungsmodulen und anderen Steuerungsmodulen sorgen, die eine Funktionalität wie z. B. Antiblockierbremsen, Traktionssteuerung und Fahrzeugstabilität liefern.
Das HCP 5 liefert eine allumfassende Steuerung des Hybrid-Motor/Antriebsstrangsystems, das dazu dient, einen Betrieb des ECM 23, TCM 17, TPIM 19 und BPCM 21 basierend auf verschiedenen Eingangssignalen von der UI 13 und dem Motor/Antriebsstrang einschließlich des Akkumulators zu koordinieren. Das ECM 23 ist wirksam mit dem Motor 14 verbunden und dient dazu, Daten von einer Vielzahl von Sensoren zu erlangen bzw. eine Vielzahl von Stellgliedern des Motors 14 über mehrere getrennte Leitungen, die als vereinigte Leitung 35 zusammengefasst dargestellt ist, zu steuern. (Nicht dargestellte) Erfassungsvorrichtungen, die wirksam sind, um einen Motorbetrieb zu überwachen, umfassen typischerweise unter anderem einen Kurbelwellensensor, einen Absolutladedruck-(MAB)-Sensor und einen Sensor für eine Kühlmitteltemperatur. Das TCM 17 ist wirksam mit dem Getriebe 10 verbunden und dient dazu, Daten von einer Vielzahl von Sensoren zu erlangen und Befehlssignale an das Getriebe zu liefern, einschließlich eines Überwachens von Eingaben von Druckschaltern und eines selektiven Betätigens von Drucksteuersolenoiden und Magnetschaltern, um verschiedene Kupplungen zu betätigen, um verschiedene Betriebsmodi des Getriebes zu verwirklichen. Das BPCM 21 ist signaltechnisch mit einem oder mehreren Sensoren verbunden, die dazu dienen, die elektrischen Strom- oder Spannungsparameter der ESD 25 zu überwachen, um Information über den Zustand der Batterien an das HCP 5 zu liefern. Solche Information beinhaltet einen Batterieladungszustand ('SOC'), Batteriespannung und verfügbare Batterieleistung.
Jedes der oben erwähnten Steuerungsmodule umfasst vorzugsweise einen Mehrzweck-Digitalcomputer, der im Wesentlichen einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit, Speichermedien mit einem Direktzugriffsspeicher (RAM), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), und einem elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM), d. h. einem nicht flüchtigen Speicher, einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber, eine Schaltungsanordnung zur Analog-Digital-(A/D)- und Digital-Analog-(D/A)-Umwandlung und eine Schaltungsanordnung und Einrichtungen für Eingabe/Ausgabe (I/O), eine entsprechende Signalformungs- und Pufferschaltung enthält. Jedes Steuerungsmodul hat einen Satz von Steuerungsalgorithmen mit einem maschinenausführbaren Code und Kalibrierungen, die im ROM liegen und ausführbar sind, um die jeweiligen Funktionen jedes Computers bereitzustellen. Eine Informationsübertragung zwischen verschiedenen Computern wird vorzugsweise unter Verwendung des oben erwähnten LAN 6 bewerkstelligt.
Algorithmen für eine Steuerung und Zustandsabschätzung in jedem der Steuerungsmodule werden typischerweise während voreingestellter Schleifenzyklen ausgeführt, so dass jeder Algorithmus zumindest einmal je Schleifenzyklus ausgeführt wird. Algorithmen werden von einer der zentralen Verarbeitungseinheiten ausgeführt und dienen dazu, Eingaben von den Erfassungsvorrichtungen zu überwachen und Steuerungs- und Diagnoseroutinen auszuführen, um einen Betrieb der jeweiligen Einrichtung unter Verwendung voreingestellter Kalibrierungen zu steuern. Schleifenzyklen werden typischerweise in regelmäßigen Intervallen, z. B. alle 3,125, 6,25, 12,5, 25, 50 und 100 Millisekunden (ms) während eines laufenden Motor- und Fahrzeugbetriebs ausgeführt. Alternativ dazu können Algorithmen als Antwort auf ein Eintreten eines Ereignisses ausgeführt werden.
Der maschinenausführbare Code wird in einer Speichereinrichtung eines der Steuerungsmodule gespeichert, das dahingehend tätig ist, einen Leistungsverlust für den beispielhaften Verbrennungsmotor zu einem Zeitpunkt, d. h. augenblicklich bzw. unverzögert, abzuschätzen. Dies beinhaltet ein Überwachen und Bestimmen von Motorbetriebsbedingungen. Ein nomineller Leistungsverlust wird für einen Motorbetriebspunkt, d. h. Drehzahl und Last des Motors, oder eine Drehmomentabgabe bestimmt. Eine Leistungsverlustkorrektur wird berechnet und genutzt, um den nominellen Leistungsverlust einzustellen.
Ein Bestimmen von Motorbetriebsbedingungen umfasst eine Überwachung von Eingaben von verschiedenen Motorüberwachungseinrichtungen und einer Motorbetriebszeit, um die Motordrehzahl (UpM bzw. RPN), die Motorlast (Bremsmoment Nm), den barometrischen Druck und die Motorkühlmitteltemperatur zu bestimmen. Ein Luft/Kraftstoffverhältnis des Motors ist typischerweise ein befohlener Parameter und kann direkt gemessen oder basierend auf Motorbetriebsbedingungen abgeschätzt werden. Die Temperatur des Systems zur Abgasnachbehandlung (z. B. ein Katalysator) kann auf der Basis von Betriebsbedingungen abgeschätzt werden.
Der nominelle Leistungsverlust wird auf der Basis des Motorbetriebspunkts bestimmt, der eine Eingangsdrehzahl (Ni) und ein Eingangsmoment (Ti) umfasst, die von dem Motor und der Last stammen. Der nominelle Leistungsverlust wird vorzugsweise während jedes 50 ms dauernden Motorschleifenzyklus bestimmt. Der nominelle Leistungsverlust kann bestimmt werden aus einer vorbestimmten Kalibrierungstabelle, die für den beispielhaften, über einen Bereich von Drehzahl- und Lastbedingungen des Motors unter nominellen Motorbetriebsbedingungen für Temperatur, barometrischen Druck und stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhältnis (d. h. EQR = 1,0) arbeitenden Motor bestimmt wurde. Eine beispielhafte Kalibrierungstabelle ist graphisch in 2 dargestellt, deren Inhalt in einem ROM eines der Steuerungsmodule ausgeführt wird.
Eine Bestimmung des nominellen Motorleistungsverlustes und einer Leistungsverlustkorrektur umfasst ein Ausführen einer von mehreren eingebetteten Polynomgleichungen, welche eine jeweilige Leistungsverlustkorrektur auf der Basis der aktuellen tatsächlichen Betriebsbedingungen, d. h. barometrischer Druck, Motortemperatur, Luft/Kraftstoffverhältnis und Katalysatortemperatur, berechnet. Die spezifische Polynomgleichung wird während eines laufenden Betriebs basierend auf einer Motorsteuerung mit einem Luft/Kraftstoffverhältnis im fetten Steuerungsmodus oder stöchiometrischen Steuerungsmodus, einer Motorsteuerung in dem normalen Zustand oder dem Zylinderdeaktivierungszustand und einer Motorsteuerung in dem Aufwärmmodus oder dem aufgewärmten Modus ausgewählt. Dies wird nun im Detail beschrieben.
Der nominelle Motorleistungsverlust wird ausgewertet unter Verwendung von Gl. 1 unten:
Der erste Term auf der rechten Seite der Gleichung repräsentiert den Betrag der Motorleistung, den man erwartet, wenn die Umwandlung von Kraftstoffenergie bei maximalem Wirkungsgrad stattfindet. Der Term
ist ein konstanter Term, der für ein spezifisches Motordesign abgeleitet wird. Der Term P_ENG umfasst die tatsächliche, vom Motor erzeugte Leistung. Die Differenz zwischen den beiden Termen bestimmt den nominellen Motorleistungsverlust. Bei der Motordrehzahl und -last des Spitzenwirkungsgrads (d. h. niedrigster bremsspezifischer Kraftstoffverbrauch) ist der Leistungsverlust des Motors Null. Obgleich dieser Punkt den niedrigsten Motorleistungsverlust aufweist, müssen die Leistungsverluste anderer Komponenten berücksichtigt werden, um den gesamten Leistungsverlust zu minimieren. Wie mit Verweis auf 2 gezeigt ist, ist der nominelle Motorleistungsverlust am niedrigsten in dem Bereich, wo entweder der Wirkungsgrad hoch oder der Kraftstoffverbrauch niedrig ist. Der Spitzenwirkungsgrad tritt typischerweise bei einer Motordrehzahl auf etwa 2.000 UpM (RPM) und einem Zustand mit weit offener Drossel auf. Niedriger Kraftstoffverbrauch tritt bei niedriger Drehzahl und bei geringer Last auf.
Der Leistungsverlust eines Motors bezieht sich normalerweise auf einen Leistungsverlust, der mit dem Kraftstoffverbrauch zusammenhängt; aber er kann alternativ ausgedrückt werden bezüglich der Menge erzeugter Emissionen, wie in Gl. 2 veranschaulicht ist:
In diesem Fall repräsentiert der erste Term auf der rechten Seite der Gleichung die Motorleistung, die man für die Menge an Emissionen erwartet, die gerade erzeugt werden, falls das Verhältnis von Leistung zu Emissionsrate beim Maximum liegt (d. h. niedrigste bremsspezifische Emissionen). Der Term
ist wieder ein konstanter Term, der für einen gegebenen Motorentwurf abgeleitet wurde. Diese Gleichung kann im Hinblick auf beliebige Emissionskomponenten einschließlich z. B. HC, CO und NO_x geschrieben werden.
Der nominelle Leistungsverlust wird basierend auf dem Motorbetriebspunkt mit der Motordrehzahl und dem Drehmoment bestimmt. Der nominelle Leistungsverlust wird vorzugsweise während jedes 50 ms andauernden Motorschleifenzyklus aus einer vorbestimmten Kalibrierungstabelle bestimmt, die für den beispielhaften, über einen Bereich von Motordrehzahl- und Lastbedingungen unter nominellen Motorbetriebsbedingungen für Temperatur, barometrischen Druck und stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhältnis (d. h. EQR = 1,0) arbeitenden Motor bestimmt wurde. Um den Motorleistungsverlust genau auszuwerten, muss der Kraftstoffverbrauch über alle Drehzahlen und Lasten für alle möglichen Betriebsbedingungen abgeschätzt werden. Änderungen der Kühlungstemperatur oder des barometrischen Drucks können diese Werte signifikant beeinflussen. Um Änderungen des nominellen Leistungsverlustes wegen eines Motorbetriebs unter Nicht-Standardbedingungen zu berücksichtigen, wird die Leistungsverlustkorrektur ΔP_{LOSS_ENG} zum nominellen Leistungsverlust P_{LOSS_ENG} addiert.
Die Leistungsverlustkorrektur ΔP_{LOSS_ENG} wird basierend auf den die Umgebungstemperatur und Katalysatortemperatur, den barometrischen Druck und das Luft/Kraftstoffverhältnis einschließenden Betriebsbedingungen und unter Ausführung einer von mehreren eingebetteten Polynomgleichungen berechnet, welche eine jeweilige Leistungsverlustkorrektur basierend auf den aktuellen tatsächlichen Betriebsbedingungen berechnet. Die jeweilige Leistungsverlustkorrektur wird basierend auf der Drehzahl (Ni) und dem Drehmoment (Ti), die vom Motor stammen, unter Verwendung der maschinenausführbaren Gleichung gemäß Gl. 3 bestimmt: ΔP_{LOSS_ENG} = C0 + C1·Ti + C2·Ti² + C3·Ni + C4·Ni·Ti + C5·Ni·Ti² C6·Ni² + C7·Ni²·Ti + C8·Ni²·Ti² (3)
Die Koeffizienten C₀–C₈ sind vorzugsweise kalibriert und unter Verwendung einer Kurvenanpassung nach der Methode der kleinsten Quadrate ausgewertet, die unter Verwendung von über die Bereiche von Motoreingangsdrehzahlen und -lasten erzeugten Motordaten und des Motorsteuerungsschemas mit den Betriebsmodi und -zuständen abgeleitet wird. Die Koeffizienten C₀–C₈ werden für die Luft/Kraftstoffverhältnis-Betriebsmodi, die den stöchiometrischen und den fetten Betriebsmodus umfassen, und die Motortemperatur-Modi erzeugt, die den Aufwärm- und aufgewärmten Modus umfassen. Die Koeffizienten C₀–C₈ werden ferner für die Motorzustände eines normalen Motorbetriebs und einer Zylinderabschaltung erzeugt. Die Koeffizienten können in Arrays innerhalb einer der Speichereinrichtungen für jeden der Betriebsmodi und Motorzustände für eine Wiedergewinnung bzw. Abfrage während des laufenden Motorbetriebs gespeichert werden. Bezug nehmend nun auf 3 wird eine veranschaulichende Leistungsverlustkorrektur dargestellt, die für eine bestimmte Betriebsbedingung mit niedriger Umgebungslufttemperatur (–20C) und einem niedrigen barometrischen Druck (70 kPa Höhe) bei einem Aquivalenzverhältnis von 1,0 (stöchiometrisch) bestimmt wurde. 4 umfasst eine graphische Darstellung einer punktweisen Summierung der 2 und 3, die einen gesamten Leistungsverlust für die mit Verweis auf 3 beschriebenen spezifischen Bedingungen repräsentiert.
Wie vorher erwähnt wurde, gibt es mehrere Polynomgleichungen für die jeweiligen Leistungsverlustkorrekturen, die jeweils mit einem der Steuerungsmodule ausführbar sind. In der beispielhaften Ausführungsform gibt es acht Polynomgleichungen, die für Kombinationen einer Motorsteuerung abgeleitet wurden, welche umfassten: Steuerungsmodi für fettes und stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhältnis, d. h. ein Luft/Kraftstoff-Äquivalenzverhältnis von etwa 0,7 (fett) und 1,0 (stöchiometrisch); normale Zustände und Zylinderdeaktivierungszustände; und eine Motorbetriebstemperatur mit dem Aufwärmmodus und dem aufgewärmten Modus, d. h. eine Kühlmitteltemperatur bei oder um 90°C. Im Betrieb überwacht das Motorsystem einen laufenden Betrieb einschließlich der Motordrehzahl (UpM bzw. RPM), der Last (Bremsmoment oder NMEP in N – m), des barometrischen Drucks, der Kühlmitteltemperatur und des Luft/Kraftstoffverhältnisses.
Jede der Gleichungen für eine Leistungsverlustkorrektur umfasst ein Summieren von Ergebnissen von individuell ausgeführten Polynomgleichungen, was im Folgenden dargestellt wird. Die individuell ausgeführten Polynomgleichungen umfassen: einen Leistungsverlust, der sich auf einen ergänzenden Kraftstoff bezieht, der für eine Motorsteuerung notwendig ist, wie in Gl. 4 gezeigt ist; einen Leistungsverlust, der sich auf HC-Emissionen bezieht, wie in Gl. 5 dargestellt ist; einen Leistungsverlust, der sich auf NO_x-Emissionen bezieht, wie in Gl. 6 gezeigt ist; einen Leistungsverlust, der sich auf ein Aufwärmen von Kühlmittel und Motoröl bezieht, wie in Gl. 7 gezeigt ist; einen Leistungsverlust, der sich auf ein Aufwärmen eines Katalysators bezieht, um HC-Emissionen einzuhalten, wie in Gl. 8 gezeigt ist; einen Leistungsverlust, der sich auf ein Aufwärmen eines Katalysators bezieht, um NO_x-Emissionen einzuhalten, wie in Gl. 9 gezeigt ist; einen Leistungsverlust, der sich auf Motorsteuerungen bezieht, um eine Übertemperatur eines Katalysators zu verhindern oder zu mildern, wie in Gl. 10 gezeigt ist; und einen Leistungsverlust, der sich auf Motorsteuerungen bezieht, um eine Übertemperatur von Kühlmittel zu verhindern oder zu mildern, wie mit Verweis auf Gl. 11 gezeigt wird.
Der Leistungsverlust, der sich auf einen ergänzenden Kraftstoff bezieht, der für eine stabile Motorsteuerung unter den aktuellen Betriebsbedingungen notwendig ist, wird vorzugsweise unter Verwendung von Gl. 4 wie folgt berechnet:
Der Leistungsverlust, der sich auf eine Kraftstoffbeschickung, um HC-Emissionen zu optimieren, bezieht, wird vorzugsweise unter Verwendung von Gl. 5 wie folgt berechnet.
Der Leistungsverlust, der sich auf eine Kraftstoffbeschickung, um NO_x-Emissionen zu optimieren, bezieht, wird vorzugsweise unter Verwendung von Gl. 6 wie folgt berechnet.
Der Leistungsverlust, der sich auf eine Kraftstoffbeschickung bezieht, um ein Aufwärmen des Kühlmittels und Motoröls zu bewirken, wird vorzugsweise unter Verwendung von Gl. 7 wie folgt berechnet:
Der Leistungsverlust, der sich auf eine Kraftstoffbeschickung bezieht, um eine Katalysatoraufwärmung zu bewirken, um HC-Emissionen zu erfüllen, wird vorzugsweise unter Verwendung von Gl. 8 wie folgt berechnet:
Der Leistungsverlust, der sich auf eine Kraftstoffbeschickung, um ein Aufwärmen des Katalysators zu bewirken, um NO_x-Emissionen zu erfüllen, bezieht, wird vorzugsweise unter Verwendung von Gl. 9 wie folgt berechnet:
Der Leistungsverlust, der sich auf eine Kraftstoffbeschickung, um einen Übertemperatur-Betrieb des Katalysators zu verhindern, bezieht, wird vorzugsweise unter Verwendung von Gl. 10 wie folgt berechnet:
Der Leistungsverlust, der sich auf eine Kraftstoffbeschickung, um einen Übertemperatur-Betrieb des Motors zu verhindern, bezieht, wird vorzugsweise unter Verwendung von Gl. 11 wie folgt berechnet:
Die Terme in Gl. 4–11 sind vorkalibriert und als Arrays im Speicher basierend auf den Betriebsbedingungen und der Motorsteuerung gespeichert. T_CAT umfasst eine Katalysatortemperatur, typischerweise ein geschätzter Wert. Der Term T_COOL umfasst eine typischerweise gemessene Kühlmitteltemperatur. Die Terme mit m für Kraftstoff, HC-Emissionen und NO_x-Emissionen umfassen Kraftstoff-Massenstromraten, die sich auf eine Kraftstoffbeschickung und Erzeugung von HC- und NO_x-Emissionen beziehen. Die Terme E_FUEL, E_HC und E_NOX umfassen Energieverluste, die sich auf den ergänzenden Kraftstoff beziehen, und um HC- und NO_x-Emissionen einzuhalten. Die Terme dT/dt sind vorkalibrierte Terme, welche mit der Motordrehzahl, dem Drehmoment und der Temperatur variieren. Die Terme dE/dT sind vorkalibrierte Terme, welche mit der verstrichenen Zeit und Temperatur variieren, und basieren auf Off-Line-Energieverlustberechnungen. Diese Werte sind in Tabellen mit Achsen der Motorlaufzeit und Katalysatortemperatur oder alternativ in Tabellen mit Achsen der Motorlaufzeit und Kühlmitteltemperatur gespeichert.
Die Koeffizienten β₁(t, T_CAT) – β₈(t, T_CAT) umfassen Gewichtungsfaktoren für jede der Leistungsverlustgleichungen und werden für einen Bereich von verstrichenen Motorlaufzeiten t seit einem Start des Motors und abgeschätzter Katalysatortemperaturen T_CAT (oder alternativ Kühlmitteltemperaturen T_COOL) bestimmt. Die Koeffizienten werden vorzugsweise kalibriert und ausgewertet mittels Verwendung einer Kurvenanpassung nach der Methode der kleinsten Quadrate unter Verwendung von Motordaten. Die Koeffizienten werden in Kalibrierungstabellen innerhalb eines ROM für verschiedene Betriebsbedingungen gespeichert und sind während des laufenden Motorbetriebs abrufbar. Eine zweidimensionale Kalibrierungstabelle, die das Array veranschaulicht ist, mit Verweis auf 5 dargestellt. Die Kalibrierungstabelle (oder das Array) umfasst mehrere Zellen, die für einen Bereich diskreter Katalysatortemperaturen angeordnet sind, die von 0°C bis 1000°C reichen, und diskreter Motorlaufzeiten t von 0 Sekunden bis 150 Sekunden oder mehr. Wie dargestellt ist, enthält eine der Zellen Koeffizienten β₁(t, T_CAT) bis β₈(t, T_CAT) bei t = 0 Sekunden und T_CAT = 0°C. Es versteht sich, dass jede der Zellen in dem Array vorbestimmte Werte für die Koeffizienten β₁(t, T_CAT) bis β₈(t, T_CAT) enthält. Typischerweise sind die Koeffizienten so kalibriert, dass β₁ + β₂ + β₃ = 1, β₄ + β₅ + β₆ = 1, β₁ = β₄, β₂ = β₅ und β₃ = β₆ gelten. Der Term β₇ ist eine subjektive Kalibrierung, die genutzt wird, um einen Motorbetrieb zu unterbinden (engl. penalize) (Drehzahl und Last), der die Katalysatortemperatur erhöht, wenn die Katalysatortemperatur hoch ist. Eine Steuerung der Katalysatortemperatur unter Verwendung dieses Verfahrens reduziert oder eliminiert einen Bedarf an Kraftstoffanreicherungsbedingungen, die gewöhnlich genutzt werden, um die Katalysatortemperatur zu reduzieren. Der Term β₈ ist eine subjektive Kalibrierung, die genutzt wird, um einen Motorbetrieb (Drehzahl und Last) zu unterbinden, der die Kühlmitteltemperatur erhöht, wenn die Kühlmitteltemperatur zu hoch ist. Es wird eine lineare Interpolation genutzt, um die Koeffizienten zu bestimmen, wenn die Betriebsbedingungen zwischen Tabellenwerten liegen.
Gl. 3 stellt – mit anderen Worten gesagt – eine Prototypen-Polynomgleichung für Gl. 4–11 dar. Jede der Gl. 4–11 wird jeweils in einer Form gemäß Gl. 3 mit speziell kalibrierten Koeffizienten C0–C8 und Eingaben der Drehzahl und des Drehmoments des Motors ausgeführt. Dies beinhaltet Formen von Gl. 4–11, die für jeden Luft/Kraftstoffverhältnis-Steuerungsmodus, der den stöchiometrischen Betriebsmodus oder den fetten Betriebsmodus umfasst, und jeden Motortemperatur-Modus erzeugt werden, der den Aufwärm-Modus und den aufgewärmten Modus umfasst. Die Koeffizienten C0–C8 werden ferner für jeden der Motorzustände erzeugt, die einen normalen Motorbetrieb ('ALL_CYL') und einen Motorbetrieb mit abgeschalteten bzw. deaktivierten Zylindern ('DEACT') umfassen. Die Polynomkoeffizienten für C0–C8 werden während eines laufenden Betriebs für jede der Gleichungen ausgewertet und dann in einem der Steuerungsmodule mit einer verhältnismäßig langsamen Rate von einmal pro Sekunde in einer endgültigen Polynomgleichung kombiniert. Die β-Terme bestimmen die Gewichtung zwischen den verschiedenen Typen des Motorleistungsverlusts, wie im Folgenden beschrieben wird. Diese endgültige Polynomgleichung wird mehrere hundert Mal je Sekunde als Teil der Optimierungsroutinen ausgewertet, die typischerweise mit einer viel schnelleren Rate laufen.
Die Polynomgleichung für einen Leistungsverlust, der sich in Gl. 4–11 widerspiegelt, liefert die Korrektur für die Standardberechnung des Leistungsverlusts. Ableitungen und Koeffizienten der Gleichungen werden für den normalen Betriebsmodus, d. h. alle Zylinder aktiv, und für einen Modus mit Zylinderabschaltung, d. h. die Hälfte der Zylinder aktiv, bestimmt. Diese Ableitungen und Koeffizienten der Gleichungen werden ferner abgeleitet für je einen standardmäßigen und einen niedrigen barometrischen Druck, z. B. 100 kPa und 70 kPa. Diese Ableitungen und Koeffizienten der Gleichungen werden ferner abgeleitet für sowohl den stöchiometrischen Modus als auch fetten Modus, wobei z. B. das Luft/Kraftstoff-Aquivalenzverhältnis von 1,0 und 0,7 gesteuert wird. Eine Bestimmung eines Leistungsverlusts unter einer spezifischen Bedingung der Motorbetriebssteuerung kann ein Bestimmen eines Leistungsverlustes unter Verwendung der Standardgleichungen und einer Interpolation dazwischen umfassen, um einen Leistungsverlust unter den Echtzeit-Betriebsbedingungen zu bestimmen.
Dieser Ansatz ermöglicht, dass ein Motorleistungsverlust einschließlich komplexer Kennlinien des Motorleistungsverlustes unter Verwendung eines einzigen Tabellensuchvorgangs und einer Polynomgleichung, d. h. Gl. 3, berechnet wird, wobei die Koeffizienten C0–C8 basierend auf der aktuellen Motorsteuerung und den Betriebsbedingungen bestimmt werden. Die Polynomgleichung, die ein Summieren des nominellen Leistungsverlustes und von Ergebnissen aus Gl. 4 bis 11 umfasst, repräsentiert den gesamten Motorleistungsverlust für eine schnelle Ausführung. Die endgültigen Koeffizienten für die Polynomgleichung von Gl. 3 werden auf vorkalibrierte Faktoren und Gewichtungsfaktoren gestützt, wie oben beschrieben wurde. Diese Bestimmung der Koeffizienten kann mit einer verhältnismäßig langsamen Aktualisierungsrate, z. B. einmal pro Sekunde, durchgeführt werden. Die Polynomgleichung wird in der Optimierungsroutine viele Male vor der nächsten Aktualisierung verwendet. Da detaillierte Modelle des Kraftstoffverbrauchs und von Emissionen des Motors in der Steuerungssoftware genutzt werden, können der Kraftstoffverbrauch und die gesamten Emissionen mit einfachen Simulationsroutinen vorhergesagt werden. Dies ermöglicht, dass Effekte von Kalibrierungsänderungen quantifiziert werden, bevor Emissionstests stattfinden, was die Effizienz einer Systemkalibrierung verbessern kann.
Das System erfordert eine Systemkalibrierung im Vorlauf. Typischerweise umfasst dies ein Betreiben eines repräsentativen Motors und Fahrzeugs unter bekannten, wiederholbaren Fahrzeugbetriebsbedingungen unter normalen Motorbetriebsbedingungen, um eine Basislinie zu erhalten. Der Motor kann dann getestet werden, wobei alle Zylinder arbeiten und im Deaktivierungs- bzw. Abschaltungsmodus, und bei einem stöchiometrischen Betriebsmodus und einem fetten Betriebsmodus, und mit einem aufgewärmten Katalysator und in einem Modus zum Aufwärmen des Katalysators. Ein Modell für das Motordrehmoment und den Luftstrom wird vorzugsweise verwendet, um einen Kraftstoffverbrauch für nicht standardmäßige Bedingungen, z. B. niedrige Kühlmitteltemperatur und/oder barometrischen Druck, auszuwerten. Der Motor kann bei verschiedenen Kühlmitteltemperaturen und barometrischen Drücken getestet werden, um eine Kraftstoffverbrauchskorrektur zu verifizieren und Emissionen zu messen. Daten über eine Wärmeabführung des Motors und ein thermisches Modell des Motors können genutzt werden, um eine Aufwärmrate für das Kühlmittel vorherzusagen, und mit einem Fahrzeugtest verifiziert werden. Ähnlich kann ein bekanntes mathematisches Modell verwendet werden, um Kalibrierungstabellen zu erzeugen. Ein thermisches Modell für einen Kaltstart des Katalysators kann verwendet werden, um eine Aufwärmrate vorherzusagen, und verifiziert werden.
Das Motorsteuerungsschema nutzt den abgeschätzten Leistungsverlust, um Betrieb und Leistung des Motors zu steuern, um spezifische Kriterien zu erfüllen. Dies beinhaltet ein Steuern eines Leistungsverlusts, um ein Aufwärmen des Motors und des Systems zur Abgasnachbehandlung zu optimieren, Steuern des Leistungsverlustes, um den Kraftstoffverbrauch des Motors zu minimieren, und Steuern eines Leistungsverlustes, um spezifische Emissionsziele zu erreichen.
Die Erfindung wurde mit besonderem Verweis auf die Ausführungsformen und Modifikationen dazu beschrieben.

Claims

Erzeugnis, mit einem Speichermedium mit einem darin codierten maschinenausführbaren Programm, um einen Betrieb eines Verbrennungsmotors zu steuern, wobei das Programm umfasst: einen Code, um Motorbetriebsbedingungen zu überwachen; einen Code, um einen nominellen Leistungsverlust basierend auf einem Betriebspunkt des Motors zu bestimmen; einen Code, um eine Leistungsverlustkorrektur zu dem nominellen Leistungsverlust basierend auf den Motorbetriebsbedingungen und dem Motorbetriebspunkt zu bestimmen, wobei die Leistungsverlustkorrektur für Kombinationen eines Luft/Kraftstoffverhältnis-Modus des Motors, eines Motorzylinderaktivierungszustands und eines Motorbetriebstemperatur-Modus bestimmbar ist, und wobei die Leistungsverlustkorrektur mehrere jeweilige Leistungsverlustbeiträge umfasst; und einen Code, um einen Leistungsverlust für den Verbrennungsmotor basierend auf dem nominellen Leistungsverlust und der Leistungsverlustkorrektur abzuschätzen, wobei der Code, um die Leistungsverlustkorrektur zu bestimmen, ferner einen Code einer jeweiligen einzelnen ausführbaren Polynomgleichung für jeden Leistungsverlustbeitrag umfasst, die jeweils dazu dient, den jeweiligen Leistungsverlustbeitrag basierend auf einer Motordrehzahl und einer Drehmomentabgabe und mehreren Koeffizienten, welche den jeweiligen Leistungsverlustbeitrag charakterisieren, zu berechnen, wobei das Bestimmen der Leistungsverlustkorrektur basierend auf den Motorbetriebsbedingungen und dem Motorbetriebspunkt das Auswählen einer jeweiligen spezifischen Polynomgleichung auf der Grundlage von Kombinationen eines Luft/Kraftstoffverhältnis-Modus des Motors, eines Motorzylinderaktivierungszustands und eines Motorbetriebstemperatur-Modus umfasst, und wobei die Koeffizienten der einzelnen Polynomgleichungen für die jeweiligen Leistungsverlustbeiträge in einer endgültigen Polynomgleichung kombiniert sind.
Erzeugnis nach Anspruch 1, wobei die Leistungsverlustkorrektur, die für Kombinationen des Luft/Kraftstoffverhältnis-Modus des Motors bestimmbar ist, ferner einen stöchiometrischen oder einen fetten Betrieb umfasst.
Erzeugnis nach Anspruch 1, wobei die Leistungsverlustkorrektur, die für Kombinationen des Motorzylinderaktivierungszustands bestimmbar ist, einen normalen Zustand oder einen Deaktivierungszustand umfasst.
Erzeugnis nach Anspruch 1, wobei die Leistungsverlustkorrektur, die für Kombinationen des Motorbetriebstemperatur-Modus bestimmbar ist, ferner einen Aufwärmmodus oder einen aufgewärmten Modus umfasst.
Erzeugnis nach Anspruch 1, wobei die überwachten Motorbetriebsbedingungen einen barometrischen Druck, eine Motortemperatur, ein Luft/Kraftstoffverhältnis und eine Katalysatortemperatur umfassen.
Erzeugnis nach Anspruch 1, wobei der Motorbetriebspunkt eine Motordrehzahl und eine Drehmomentabgabe umfasst.
Erzeugnis nach Anspruch 6, wobei der Code, um den nominellen Leistungsverlust basierend auf dem Motorbetriebspunkt zu bestimmen, ein vorkalibriertes Array umfasst, das basierend auf der Motordrehzahl und der Drehmomentabgabe abrufbar ist.
Erzeugnis nach Anspruch 1, wobei die Koeffizienten für die Polynomgleichung für einen jeweiligen Leistungsverlustbeitrag basierend auf einer ergänzenden Kraftstoffbeschickung, um den Motor zu betreiben, bestimmt werden.
Erzeugnis nach Anspruch 1, wobei die Koeffizienten für die Polynomgleichung für einen jeweiligen Leistungsverlustbeitrag basierend auf einer Kraftstoffbeschickung, um Kohlenwasserstoff- und NO_x-Emissionen zu optimieren, bestimmt werden.
Erzeugnis nach Anspruch 1, wobei die Koeffizienten für die Polynomgleichung für einen jeweiligen Leistungsverlustbeitrag basierend auf einer ergänzenden Kraftstoffbeschickung, um ein Aufwärmen von Kühlmittel und Motoröl zu bewirken, bestimmt werden.
Erzeugnis nach Anspruch 1, wobei die Koeffizienten für die Polynomgleichung für einen jeweiligen Leistungsverlustbeitrag basierend auf einer Kraftstoffbeschickung, um ein Katalysatoraufwärmen zu bewirken, um Ziele von HC-Emissionen und NO_x-Emissionen zu erreichen, bestimmt werden.
Erzeugnis nach Anspruch 1, wobei die Koeffizienten für die Polynomgleichung für einen jeweiligen Leistungsverlustbeitrag basierend auf einer Kraftstoffbeschickung, um einen Betrieb bei Übertemperatur des Katalysators zu verhindern, bestimmt werden.
Erzeugnis nach Anspruch 1, wobei der Code, um den nominellen Leistungsverlust zu bestimmen, ferner einen Code einer Polynomgleichung zum Bestimmen des nominellen Leistungsverlusts basierend auf der Motordrehzahl und der Drehmomentabgabe umfasst, und wobei die endgültige Polynomgleichung die Polynomgleichung für den nominellen Leistungsverlust umfasst.
Verfahren zum Betreiben eines Motors, mit den Schritten: Abschätzen eines augenblicklichen Leistungsverlustes für einen Verbrennungsmotor, mit: Überwachen von Motorbetriebsbedingungen; Bestimmen eines nominellen Leistungsverlustes bei einem Motorbetriebspunkt basierend auf den Motorbetriebsbedingungen; Bestimmen einer Leistungsverlustkorrektur zu dem nominellen Leistungsverlust basierend auf den Motorbetriebsbedingungen und dem Motorbetriebspunkt, wobei die Leistungsverlustkorrektur bestimmbar ist für Kombinationen eines Luft/Kraftstoffverhältnis-Modus des Motors, eines Motorzylinderaktivierungszustands und eines Motorbetriebstemperatur-Modus und wobei die Leistungsverlustkorrektur mehrere jeweilige Leistungsverlustbeiträge umfasst; und Steuern des Motors basierend auf dem abgeschätzten augenblicklichen Leistungsverlust, wobei das Bestimmen der Leistungsverlustkorrektur ferner das Ausführen einer jeweiligen einzelnen ausführbaren Polynomgleichung für jeden Leistungsverlustbeitrag umfasst, die jeweils dazu dient, den jeweiligen Leistungsverlustbeitrag basierend auf einer Motordrehzahl und einer Drehmomentabgabe und mehreren Koeffizienten, welche den jeweiligen Leistungsverlustbeitrag charakterisieren, zu berechnen, wobei das Bestimmen der Leistungsverlustkorrektur basierend auf den Motorbetriebsbedingungen und dem Motorbetriebspunkt das Auswählen einer jeweiligen spezifischen Polynomgleichung auf der Grundlage von Kombinationen eines Luft/Kraftstoffverhältnis-Modus des Motors, eines Motorzylinderaktivierungszustands und eines Motorbetriebstemperatur-Modus umfasst, und wobei die Koeffizienten der einzelnen Polynomgleichungen für die jeweiligen Leistungsverlustbeiträge in einer endgültigen Polynomgleichung kombiniert sind.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Kombinationen für die Leistungsverlustkorrektur umfassen: den Luft/Kraftstoffverhältnis-Modus des Motors mit einem stöchiometrischen oder einem fetten Betrieb; den Motorzylinderaktivierungszustand mit einem normalen Zustand oder einem Deaktivierungszustand; und den Motorbetriebstemperatur-Modus mit einem Aufwärm- oder einem aufgewärmten Modus.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bestimmen des nominellen Leistungsverlust ferner das Ausführen einer Polynomgleichung zum Bestimmen des nominellen Leistungsverlusts basierend auf der Motordrehzahl und der Drehmomentabgabe umfasst, und wobei die endgültige Polynomgleichung die Polynomgleichung für den nominellen Leistungsverlust umfasst.