DE102008019133A1

DE102008019133A1 - Verfahren und Vorrichtung, um ein Aufwärmen eines Motors zu optimieren

Info

Publication number: DE102008019133A1
Application number: DE102008019133A
Authority: DE
Inventors: Anthony H. Ann Arbor Heap; John L. Novi Lahti
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: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2028-04-17
Also published as: US7487030B2; DE102008019133B4; CN101289985B; CN101289985A; US20080262694A1

Abstract

Geschaffen werden ein Verfahren und eine Vorrichtung, um einen Energieverlust eines Verbrennungsmotors während eines Aufwärmens des Motors zu minimieren. Dies beinhaltet ein Überwachen von Motorbetriebsbedingungen und Abschätzen eines zukünftigen Energieverlustes. Ein Leistungsverlust und eine Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlustes werden bestimmt. Ein Motorsteuerungsschema, das effektiv ist, um den Leistungsverlust und die Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlustes zu minimieren, wird während des Aufwärmens des Motors ausgeführt.

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 einen Betrieb 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 Computer an Bord 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.
Es besteht ein Bedarf daran, den Gesamtenergieverbrauch während eines Aufwärmens eines Motors zu minimieren. Dies schließt einen Bedarf an einem System ein, um Motorleistungsverluste für Motorbetriebsbedingungen und eine Motorsteuerung während eines laufenden Betriebs schnell und effektiv zu bestimmen und darauf basierend einen Motorbetrieb zu steuern. Solch ein System wird nun beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden ein Verfahren und ein Erzeugnis geschaffen mit einem Speichermedium, das einen darin gespeicherten maschinenausführbaren Code aufweist, der effektiv ist, um einen Energieverlust eines Verbrennungsmotors während eines Aufwärmens des Motors zu minimieren. Dies beinhaltet einen Code, um Motorbetriebsbedingungen zu überwachen und einen zukünftigen Energieverlust abzuschätzen. Ein Leistungsverlust und eine Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlusts werden bestimmt. Ein Motorsteuerungsschema, das wirksam ist, um den Leistungsverlust und die Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlusts zu minimieren, wird bestimmt und während des Aufwärmens eines Motors ausgeführt.
Diese und andere Aspekte der Erfindung werden dem Fachmann beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann eine physische Form in bestimmten Teilen und einer Anordnung von Teilen annehmen, von der eine Ausführungsform im Detail beschrieben und in den beiliegenden Zeichnungen, welche einen Teil hiervon bilden, veranschaulicht ist, und worin:
1 ein schematisches Diagramm einer beispielhaften Architektur für einen Motor/Antriebsstrang und ein Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine schematische Darstellung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
3 eine graphische Darstellung gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
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 Abtriebselle 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 selektiv funktionsfähig bzw. wirksam 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 selektiv betriebsfähig in mehreren Betriebsmodi und Motorzuständen. Die Betriebsmodi des Motors umfassen einen Luft/Kraftstoffverhältnis-Betrieb mit einem eines stöchiometrischen Betriebsmodus und eines reichen bzw. 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, um eine Wärmeübertragung von einer Verbrennung zum Nachbehandlungssystem zu erhöhen. Beispielhafte Motorzustände umfassen einen normalen Motorbetrieb ('ALL_CYL') und einen Motorbetrieb 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 Kraftstoffeinspritzung zu ihr unterbrochen wird.
Der Motor enthält ein (nicht dargestelltes) System zur Abgasnachbehandlung, das wirksam ist, um Bestandteile des Zufuhrstroms von Motorabgasen in inerte 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 geregelter Abgasbestandteile führen können, z. B. Kohlenwasserstoffe HC, Kohlenmonoxid CO, Nitride von Sauerstoff NOX und Partikeistoff PM. Zu hohe Temperaturen können Komponenten für die Nachbehandlung, besonders einen Katalysator beschädigen. Steuerungs- und Betriebsschemata des Motors schließen ein, dass ein nicht optimaler Motorbetrieb bewirkt wird, um Temperaturen des Zufuhrstroms von Abgasen und Bestandteile zu steuern, um entweder eine Temperatur des Nachbehandlungssystems zu erhöhen oder zu verringern. Dies schließt einen Betrieb 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 elektrischem Potential, das in einer Speichereinrichtung für elektrische Energie (ESD) 25 gespeichert ist. Die elektrischen Maschinen MA, MB 46, 48 umfassen jeweils eine dreiphasige Wechselstrom-Elektromaschine mit 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 synthetisiert passende Information und Eingaben und führt Algorithmen aus, um verschiedene Stellglieder zu steuern, um Steuerungsziele zu erreichen, einschließlich derartiger Parameter wie z. B. Kraftstoffverbrauch, Emission, 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 ('TCM') 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, 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) Abfühleinrichtungen, die wirksam sind, um einen Motorbetrieb zu überwachen, umfassen typischerweise unter anderem einen Kurbelwellensensor, einen Absolutladedruck-(MAB)-Sensor und einen Kühlsensor 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 Verstellens von Solenoiden, 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 nicht flüchtigen Speicher, z. B. einem Nur-Lese-Speicher (ROM) und einem elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM), 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 Steuerungsmodul werden typischerweise während voreingestellter Schleifenzyklen ausgeführt, so dass jeder Algorithmus zumindest einmal je Schleifenzyklus ausgeführt wird. Algorithmen, die in den Einrichtungen mit nicht flüchtigem Speicher gespeichert sind, werden von einer der zentralen Verarbeitungseinheiten ausgeführt und dienen dazu, Eingaben von den Abfühleinrichtungen 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.
Die Erfindung wird verkörpert und reduziert, um über Algorithmen in Form eines maschinenausführbaren Codes, der vorzugsweise in einer Einrichtung mit einem nicht flüchtigen Speicher eines der Steuerungsmodule gespeichert ist, praktisch ausgeführt zu werden. Die Algorithmen optimieren einen Leistungsverlust des Verbrennungsmotors während eines Motorbetriebszyklus, der ein Aufwärmen des Motors einschließt. Dies umfasst ein Überwachen von Betriebsbedingungen und des Motorbetriebs. Für die Zwecke dieser Erfindung umfassen Betriebsbedingungen Umgebungsbedingungen der Umgebungstemperatur und des barometrischen Drucks und Motorbetriebsbedingungen, die eine Kühlmitteltemperatur, eine Temperatur des Systems zur Abgasnachbehandlung und Abgasemissionen umfassen. Motorsteuerungsschemata umfassen ein Steuern von Aspekten des Motorbetriebs einschließlich des Betriebspunktes für Motordrehzahl/Drehmoment, d. h. Ni und Ti, die oben erwähnten Motorbetriebsmodi (Luft/Kraftstoffverhältnis-Modus und den Modus zur Verwaltung der Motortemperatur) und des Motorzustands (normaler oder deaktivierter Motorzustand). Ein zukünftiger Energieverlust für den Motorbetriebszyklus wird abgeschätzt, und ein gegenwärtiger Leistungsverlust und eine zeitbezogene Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlusts für den Motorbetriebszyklus werden über Bereiche des Motorbetriebs bestimmt. Ein Motorsteuerungsschema wird ausgewählt, das wirksam ist, um die Drehmomentanforderungen des Bedieners im Wesentlichen zu erfüllen und den aktuellen Leistungsverlust und die zeitbezogene Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlusts während der Aufwärmperiode des Motors zu minimieren. Das ausgewählte Motorsteuerungsschema wird dem ECM oder dem HCP zur Ausführung übermittelt. Dies wird nun im Detail beschrieben.
Der gegenwärtige Motorleistungsverlust umfasst eine Abschätzung des Leistungsverlustes für den beispielhaften Verbrennungsmotor zu diesem Zeitpunkt, der im gegenwärtigen Motorsteuerungsschema unter gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen arbeitet. Dies beinhaltet ein Überwachen und Bestimmen von Motorbetriebsbedingungen und einer Motorsteuerung, um einen momentanen Leistungsverlust zu bestimmen, der einen nominalen Leistungsverlust für den Motorbetriebspunkt und eine Korrektur des Leistungsverlustes umfasst. Eine Bestimmung eines momentanen Leistungsverlustes ist beschrieben in der gleichzeitig anhängigen und gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung Nr. 11/737,197 (Attorney Docket Nr. POOO187-PTH-CD) mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS TO DETERMINE INSTANTANEOUS ENGINE POWER LÖSS FOR A POWERTAIN SYSTEM", was in seiner Gesamtheit durch Verweis eingebezogen ist. Dies wird nun im Detail beschrieben.
Eine Bestimmung der Betriebsbedingungen umfasst ein Überwachen von Eingaben von verschiedenen Motorabfühleinrichtungen und des Motorbetriebs, um eine Motordrehzahl (UpM bzw. RPM), eine Motorlast (Bremsmoment Nm), einen barometrischen Druck und eine Temperatur des Motorkühlmittels zu bestimmen. Das 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 (d. h. eines Katalysators) kann basierend auf Betriebsbedingungen unter Verwendung von Algorithmen abgeschätzt werden, die in einem der Steuerungsmodule eingebettet sind.
Der nominelle Motorleistungsverlust wird ausgewertet unter Verwendung von Gl. 1 unten:
wobei der erste Term auf der rechten Seite der Gleichung den Betrag der Motorleistung repräsentiert, 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.
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, unter nominellen Motorbetriebsbedingungen für Temperatur, barometrischem Druck und stöchiometrischem Luft/Kraftstoffverhältnis (d. h. EQR = 1,0) über einen Bereich der Drehzahl- und Lastbedingungen des Motors 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 be rücksichtigen, 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 Leistungsverlustkorrektur basierend auf den aktuellen tatsächlichen Betriebsbedingungen berechnet. Die Leistungsverlustkorrektur wird basierend auf der Drehzahl (Ni) und dem Drehmoment (Ti), die vom Motor stammen, bestimmt. Die Leistungsverlustgleichung wird bestimmt mit Verweis auf Gl. 2: ΔPLOSS_ENG = C0 + C1·Ti + C2·Ti2 + C3·Ni + C4·Ni·Ti + C5·Ni·Ti2 C6·Ni2 + C7·Ni2·Ti + C8·Ni2·Ti2 (2)
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.
Die Leistungsverlustkorrektur ΔP_{LOSS_ENG} umfasst eine Summe mehrerer Polynomgleichungen wie folgt.
Ein Leistungsverlust, der sich auf einen ergänzenden Kraftstoff bezieht, der für einen stabilen Motorbetrieb unter den aktuellen Betriebsbedingungen notwendig ist, wird vorzugsweise unter Verwendung von Gl. 3 wie folgt berechnet:
Ein Leistungsverlust, der sich auf eine Kraftstoffbeschickung, um HC-Emissionen zu optimieren, bezieht, wird vorzugsweise unter Verwendung von Gl. 4 wie folgt berechnet.
Ein Leistungsverlust, der sich auf eine Kraftstoffbeschickung, um NO_x-Emissionen zu optimieren, bezieht, wird vorzugsweise unter Verwendung von Gl. 5 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. 6 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. 7 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. 8 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. 9 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. 10 wie folgt berechnet:
Die Terme in Gl. 3–10 werden vorkalibriert und als Arrays im Speicher basierend auf den Betriebsbedingungen und dem Motorbetrieb und der Steuerung 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 dTcool/dt und dTcat/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 und Kühlmitteltemperaturen T_COOL bestimmt. Sie 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. 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 pönalisieren (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 pönalisieren, 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.
Die Gl. 3 bis 10 werden jeweils in Form von Gl. 2 mit speziell kalibrierten Koeffizienten C0–C8 und Eingaben der Drehzahl und des Drehmoments des Motors ausgeführt. Dies beinhaltet Formen von Gl. 3 bis 10, die für jeden Luft/Kraftstoffverhältnis-Steuerungsmodus, der sowohl den stöchiometrischen Betriebsmodus als auch den fetten Betriebsmodus umfasst, und jeden der Motortemperatur-Modi erzeugt werden, die den Aufwärm- Modus und den aufgewärmten Modus umfassen. 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 einen einzigen Satz Koeffizienten C0–C8 zur Verwendung mit Gl. 2 kombiniert und werden mit einer verhältnismäßig langsamen Geschwindigkeit bzw. Rate von einmal pro Sekunde in einem der Steuerungsmodule aktualisiert. Die β-Terme bestimmen die Gewichtung zwischen den verschiedenen Typen des Motorleistungsverlusts, wie im Folgenden beschrieben wird. Die endgültige Polynomgleichung wird jede Sekunde als Teil der Optimierungsroutinen Hunderte von Malen ausgewertet, die typischerweise mit einer viel schnelleren Geschwindigkeit laufen.
Die Polynomgleichung für einen Leistungsverlust, der sich in Gl. 3–10 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 Betriebsmodus als auch fetten Betriebsmodus, z. B. Luft/Kraftstoff-Aquivalenzverhältnis von 1,0 und 0,7. Eine Bestimmung eines Leistungsverlusts unter einer spezifischen Motorbetriebsbedingung 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 für den nominellen Leistungsverlust und unter Ausführung der Polynomgleichung für die Leistungsverlustkorrektur, d. h. Gl. 2, berechnet wird, wobei die Koeffizienten C0–C8 basierend auf dem aktuellen Motorsteuerungsschema und den Betriebsbedingungen bestimmt werden. Die Polynomgleichung, die ein Summieren des nominellen Leistungsverlustes und von Ergebnissen aus Gl. 3 bis 10 umfasst, repräsentiert den gesamten Motorleistungsverlust für eine schnelle Ausführung. Die endgültigen Koeffizienten für die Polynomgleichung von Gl. 2 werden auf vorkalibrierte Faktoren und Gewichtungsfaktoren gestützt. 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.
Eine Systemoptimierung, um einen momentanen Leistungsverlust zu minimieren, kann keinen minimalen Energieverlust über einen Betriebszyklus, z. B. eine Periode eines Motorbetriebs zwischen einem Motorstart und einem Motorstop, erreichen. Arbeitsvorgänge, um den Motor und das System zur Nachbehandlung von Abgasen aufzuwärmen, mögen nicht den besten kurzzeitigen Kraftstoffverbrauch oder die niedrigsten momentanen Emissionen liefern. Um den Kraftstoffverbrauch und Abgasemissionen über einen kompletten Zyklus zu minimieren, bestimmt die Optimierungsroutine den Energieverlust während des Zyklus.
Der zukünftige Energieverlust umfasst den Energiebetrag, der erforderlich ist, um einen Zyklus abzuschließen, basierend darauf, was die vorherrschenden Betriebsbedingungen sind, wie durch Gl. 11 dargestellt ist:
Die Grenzen des Integrals reichen von der momentanen Zeit t bis zur maximalen Zeit t_max. Während eines Betriebs nimmt, während die Zeit t zunimmt, der Wert des Integrals ab, und d. h. es ist weniger Energie erforderlich, um das gewünschte Ergebnis eines aufgewärmten Motors zu erreichen. Dies ist graphisch mit Verweis auf 3 dargestellt, wie im Folgenden beschrieben wird.
Während eines Betriebs im Modus zum Aufwärmen des Motors umfasst ein Minimieren des gesamten Energieverlustes ein Betreiben des Motors, um den Energieverlust während des Rests des Betriebszyklus zu minimieren, d. h. bis die Temperatur des Motorkühlmittels 90°C oder eine andere Zieltemperatur erreicht. Ein zukünftiger Energieverlust wird wie folgt in Gl. 12 ausgedrückt: F LOSS_FUTURE (t, TCOOL, TCAT) = PLOSS_TOTAL (t, TCOOL, TCAT). Δt + FLOSS_FUTURE(t + Δt, TCOOL + ΔTCOOL, TCAT + ΔTCAT) (12)wobei T_COOL und T_CAT die Temperaturen des Kühlmittels und Katalysators umfassen. Dies kann auf Gl. 13 reduziert werden:
Ein Minimieren des Energieverlusts kann erreicht werden, indem der Leistungsverlust und die Änderungsgeschwindigkeit des zukünftigen Energieverlusts minimiert werden. Der Ableitung Gl. 13 oben kann in kontinuierlicher Form als partielle Ableitungen wie in Gl. 14 ausgedrückt werden:
wobei die partiellen Ableitungen für Änderungen der Energie basierend auf der Kühlmitteltemperatur und basierend auf der Katalysatortemperatur abgeleitet werden, wobei
einen vorkalibrierten Faktor umfasst, der als Array im Speicher gespeichert ist und als Funktion der Motorbetriebszeit und der Kühlmitteltemperatur unter Verwendung von einzelnen Kühlmitteltemperaturen, die von kalt, z. B. –30°C, bis aufgewärmt, z. B. 90°C, reichen, bestimmt wird. Die Kalibrierungswerte für den Motor werden unter Verwendung einer standardisierten Motor- und Fahrzeugtest-Prozedur entwickelt. Der Term
umfasst eine vorkalibrierte Polynomgleichung basierend auf Gl. 2 für eine Änderung der Kühlmitteltemperatur basierend auf der Zeit. Es gibt mehrere Polynomgleichungen für den Term
die während eines laufenden Betriebs basierend auf den Mo torzuständen ausgewählt werden, die einen normalen Motorbetrieb und einem Motorbetrieb mit abgeschalteten Zylindern umfassen. Überdies gibt es Polynomgleichungen, die für einzelne Kühlmitteltemperaturen entwickelt werden, die von kalt, z. B. –30°C, bis aufgewärmt, z. B. 90°C, reichen. Die Polynomgleichungen werden entwickelt unter Verwendung von Wärmeabführungsdaten und eines thermischen Modells des Motors, um eine Aufwärmrate bzw. -geschwindigkeit des Kühlmittels vorherzusagen. Der Term dTcat/dt repräsentiert einen vorkalibrierten Wert für eine Änderung der Katalysatortemperatur basierend auf der Zeit für die spezifische Fahrzeug- und Systemanwendung.
Die Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlustes während des Aufwärmens des Motors wird bestimmt, indem die Änderungsgeschwindigkeit des zukünftigen Energieverlustes basierend auf der obigen Gl. 14 berechnet und ein Motorbetriebspunkt mit einem minimalen Wert für den gesamten Motorleistungsverlust P_LOSSTOTAL basierend auf einer Kombination eines momentanen Leistungsverlustes und einer Änderungsgeschwindigkeit des zukünftigen Energieverlustes bestimmt wird.
Bezug nehmend nun auf 2 ist eine Minimierungsroutine dargestellt, um einen minimalen Wert für den gesamten Motorleistungsverlust P_LOSSTOTAL gemäß der Ausführungsform der Erfindung zu bestimmen. Die Minimierungsroutine wird ausgeführt, um ein bevorzugtes Motorsteuerungsschema zu bestimmen, welches den Leistungsverlust minimiert. Die Minimierungsroutine umfasst vorzugsweise eine Ausführung einer zweidimensionalen Suchmaschine 260 ("2D-Suchmaschine"), die in einem der Steuerungsmodule codiert wurde. Die zweidimensionale Suchmaschine 260 erzeugt iterativ mehrere Motorbetriebszustände über Bereiche zulässiger Motorbetriebszustände für eine Ausführung in einer iterativen Schleife 266. Die Motorbetriebszustände umfassen Motordrehzahl und Motordrehmoment [N_I, T_I]_j, und die Bereiche umfassen Motordrehzahlen und Motordrehmomente N_iMin, N_iMax, T_iMin, T_iMax. Die Bereiche von Motordrehzahlen und Motordrehmomenten können erreichbare Drehzahlen und Drehmomente des Motors umfassen, z. B. von einem Leerlaufbetrieb des Motors bis zu einem Motorbetrieb im roten Bereich, oder können eine Teilmenge davon umfassen, wobei die Bereiche aus Gründen beschränkt sind, die mit Betriebscharakteristiken wie z. B. Geräusch, Vibration und Härte zusammenhängen beziehen. Der Index "j" bezieht sich auf eine spezifische Iteration und läuft von einem Wert von 1 bis n. Die Anzahl von Iterationen n kann durch irgendeines mehrerer Verfahren entweder innerhalb der Suchmaschine oder als Teil des gesamten Verfahrens erzeugt werden. Die parametrischen Werte für Motordrehzahl und Motordrehmoment [N_I, T_I]_j werden in eine Systemgleichung 262 eingegeben, aus der ein Wert für einen gesamten Motorleistungsverlust (P_LOSSTOTAL)_j bestimmt wird. Die Systemgleichung 362 umfasst vorzugsweise einen Algorithmus, der Gl. 1 und Gl. 2 oben mit den Koeffizienten C0–C8 ausführt, die wie hier oben beschrieben abgeleitet wurden.
Der gesamte Leistungsverlust P_LOSSTOTAL, der für jede Iteration bestimmt wird, wird zurückgeleitet und in der Suchmaschine 260 in Abhängigkeit von Spezifikationen der Suchmaschine erfasst oder analysiert. Die Suchmaschine wertet iterativ parametrische Werte für den gesamten Leistungsverlust (P_LOSSTOTAL)_j aus und wählt neue Werte für [N_I, T_I]_j basierend auf einer Rückkopplung aus, um nach einem minimalen gesamten Leistungsverlust zu suchen. Die Suchmaschine 260 identifiziert bevorzugte Werte für [N_I, T_I] bei einem bevorzugten Leistungsverlust, d. h. dem minimalen gesamten Leistungsverlust (P_LOSSTOTAL)_j, der aus all den iterativ berechneten parametrischen Werten abgeleitet wird. Der bevorzugte gesamte Leistungsverlust und entsprechende Werte für Eingangsdrehzahl und Eingangsdrehmoment [N_I, T_I, P_LOSSTOTAL]_PREF werden an eines der Steuerungsmodule zur Ausführung oder weiteren Auswertung ausgegeben.
Wie vorher erwähnt wurde, gibt es mehrere Polynomgleichungen für eine Leistungsverlustkorrektur, die jeweils innerhalb eines der Steuerungsmodule ausführbar sind. In der beispielhaften Ausführungsform gibt es acht Polynomgleichungen, die für Kombinationen von Motorsteuerungsschemata abgeleitet wurden, welche umfassen: Luft/Kraftstoffverhältnis-Steuerungsmodi für fett und stöchiometrisch, d. h. ein Luft/Kraftstoff-Äquivalenzverhältnis von etwa 0,7 (fett) und 1,0 (stöchiometrisch); normale Zustände und Zustände mit Zylinderabschaltung; und eine Motorbetriebstemperatur mit dem Aufwärmmodus und dem aufgewärmten Modus, d. h. eine Kühlmitteltemperatur bei oder um 90°C. Im Betrieb überwacht das Motorsystem den laufenden Betrieb einschließlich der Motordrehzahl (RPM), der Last (Bremsmoment oder NMEP in N-m), des barometrischen Drucks, der Kühlmitteltemperatur und des Luft/Kraftstoffverhältnisses.
Der Betrieb des Systems erfordert eine Systemkalibrierung bei der Vorproduktion. 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 tätig sind, und im Abschaltungsmodus und in einem stöchiometrischen Betrieb und fetten Betrieb, und in einem aufgewärmten Modus und in einem Aufwärmmodus. Ein Modell für das Motordrehmoment und den Luftstrom wird vorzugsweise verwendet, um einen Kraftstoffverbrauch für nicht standardmäßige Bedingungen auszuwerten, z. B. niedrige Kühlmitteltemperatur und/oder barometrischen Druck. Der Motor kann bei verschiedenen Kühlmitteltemperaturen und barometrischen Drücken ge testet werden, um eine Kraftstoffverbrauchskorrektur zu verifizieren und Emissionen zu messen. Daten über die Wärmeabführung des Motors und ein thermisches Modell des Motors können verwendet werden, um eine Aufwärmgeschwindigkeit für das Kühlmittel vorherzusagen, und mit einem Fahrzeugtest verifiziert werden. Ähnlich kann ein bekanntes mathematisches Modell genutzt werden, um Kalibrierungstabellen zu erzeugen.
Bezug nehmend nun auf 3 sind Leistungsergebnisse eines Betriebs des beispielhaften Systems während eines Aufwärmens des Motors graphisch dargestellt. Diese Ergebnisse basieren auf einem Systemmodell unter Verwendung eines Motors, der in einem nicht optimierten Betrieb betrieben wurde, und des gleichen Motors, der in einem optimierten Betrieb unter Verwendung des hierin oben beschriebenen Steuerungsschemas betrieben wurde. Die Ergebnisse stellen die Temperatur T_COOL des Motorkühlmittels, den zukünftigen Energieverlust E_LOSSFUTURE und den gesamten Leistungsverlust P_LOSSTOTAL dar, die sich aus einem Betrieb des Motors während eines Aufwärmens des Motors über einen vorbestimmten Motorbetriebszyklus ergeben. Ein Betrieb unter Verwendung des optimierten Steuerungsschemas ergibt einen anfänglichen größeren gesamten Leistungsverlust, dargestellt als P_LOSSTOTAL mit neun Leistungseinheiten für den optimierten Betrieb„ verglichen mit sieben Leistungseinheiten für den nicht optimierten Betrieb während der Zeitperiode zwischen 't' und 't + Δt'. Die insgesamt niedrigeren Energiekosten, um eine Temperatur des aufgewärmten Motorkühlmittels zu erreichen, haben einen geringeren gesamten Energieverlust zur Folge, dargestellt als 39 Energieeinheiten für den optimierten Betrieb, verglichen mit 42 Energieeinheiten für den nicht optimierten Betrieb während der Zeitperiode zwischen 't' und 't_MAX", die angibt, dass die Kühlmitteltemperatur 90°C erreicht.

Claims

Erzeugnis, mit einem Speichermedium mit einem darin codierten, maschinenausführbaren Programm, um einen Energieverlust eines Verbrennungsmotors zu minimieren, wobei das Programm umfasst: einen Code, um Motorbetriebsbedingungen zu überwachen; einen Code, um einen zukünftigen Energieverlust abzuschätzen; einen Code, um einen Leistungsverlust und eine Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlustes zu bestimmen; einen Code, um einen Motorbetriebspunkt zu bestimmen, der den Leistungsverlust und die Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlusts während eines Aufwärmens des Motors minimiert; und einen Code, um den Motor bei dem Motorbetriebspunkt zu betreiben, der den Leistungsverlust und die Änderungsgeschwindigkeit in dem abgeschätzten zukünftigen Energieverlust während eines Aufwärmens des Motors minimiert.
Erzeugnis nach Anspruch 1, wobei der Code, um den Motorbetriebspunkt, der den Leistungsverlust während eines Aufwärmens des Motors minimiert, zu bestimmen, umfasst: einen Code, um eine zweidimensionale Suchmaschine auszuführen, um mehrere Drehzahl- und Drehmomentzustände des Motors iterativ zu erzeugen; einen Code, um einen Leistungsverlust und eine Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlustes für jeden der iterativ erzeugten Drehzahl- und Drehmomentzuständen des Motors zu berechnen; und einen Code, um bevorzugte Drehzahl- und Drehmomentzustände des Motors, um den Leistungsverlust während des Aufwärmens des Motors zu minimieren, zu identifizieren.
Erzeugnis nach Anspruch 2, wobei der Code, um den Motor bei dem Betriebspunkt zu betreiben, der den Leistungsverlust und die Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlustes während eines Aufwärmens des Motors minimiert, ferner einen Code umfasst, um einen Betrieb des Motors bei den identifizierten bevorzugten Drehzahl- und Drehmomentzuständen des Motors zu steuern.
Erzeugnis nach Anspruch 3, wobei, der Code, um den Motor beim Betriebspunkt zu betreiben, ferner einen Code umfasst, um einen eines Luft/Kraftstoffverhältnis-Modus des Motors, eines Motorzylinderaktivierungszustands und eines Motorbetriebstemperatur-Modus zu steuern.
Erzeugnis nach Anspruch 1, wobei der Code, um eine Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlustes während eines Aufwärmens des Motors zu berechnen, umfasst: einen Code, um eine Änderung der Energie basierend auf einer Motorkühlmitteltemperatur zu bestimmen, die durch eine zeitbezogene Änderungsgeschwindigkeit der Motorkühlmitteltemperatur berücksichtigt wird.
Erzeugnis nach Anspruch 5, wobei die Änderung der Energie basierend auf einer Motorkühlmitteltemperatur und die zeitbezogene Änderungsgeschwindigkeit der Motorkühlmitteltemperatur vorbestimmte Kalibrierungswerte umfassen, die basierend auf einer verstrichenen Zeit des Motorbetriebs und der Kühlmitteltemperatur ausgewählt werden.
Erzeugnis nach Anspruch 1, wobei der Code, um den Leistungsverlust zu bestimmen, umfasst: einen Code, um einen nominellen Leistungsverlust und eine Leistungsverlustkorrektur basierend auf Motorbetriebsbedingungen zu bestimmen.
Erzeugnis nach Anspruch 7, wobei die Motorbetriebsbedingungen einen barometrischen Druck, eine Motortemperatur, Abgasemissionen und/oder eine Katalysatortemperatur umfassen.
Erzeugnis nach Anspruch 7, wobei der Code, um die Leistungsverlustkorrektur zu bestimmen, ferner auf einen Luft/Kraftstoffverhältnis-Modus des Motors, einen Motorzylinderaktivierungszustand und einen Motorbetriebstemperatur-Modus gestützt wird.
Erzeugnis nach Anspruch 1, ferner mit: einem Speichermedium mit einem darin codierten maschinenausführbaren Programm, um einen Energieverlust des Verbrennungsmotors zu minimieren, der dafür eingerichtet ist, das Drehmoment an ein elektromechanisches Getriebe zu übertragen.
Erzeugnis nach Anspruch 10, wobei das elektromechanische Getriebe erste und zweite elektrische Maschinen umfasst, die dafür eingerichtet sind, Drehmoment dorthin zu übertragen.
Erzeugnis nach Anspruch 11, ferner mit: dem Verbrennungsmotor und ersten und zweiten elektrischen Maschinen und dem elektromechanischen Getriebe, das selektiv wirksam ist, um Drehmomente dazwischen zu übertragen, um eine Bedieneranforderung nach einer Drehmomentabgabe vom Getriebe im Wesentlichen zu erfüllen.
Erzeugnis, mit einem Speichermedium mit einem darin gespeicherten maschinenausführbaren Code, um einen Energieverlust während eines Aufwärmens eines Verbrennungsmotors zu minimieren, der dahingehend funktionsfähig ist, Drehmoment an ein elektromechanisches Getriebe zu übertragen, wobei der Code umfasst: einen Code, um einen zukünftigen Energieverlust abzuschätzen; einen Code, um einen Leistungsverlust und eine Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlustes zu bestimmen; und einen Code, um ein Motorsteuerungsschema auszuführen, um den Leistungsverlust und die Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlustes während des Aufwärmens des Motors zu minimieren, wobei das Motorsteuerungsschema einen eines Luft/Kraftstoffverhältnis-Modus des Motors, eines Motorzylinderaktivierungszustands und eines Motorbetriebstemperatur-Modus umfasst.
Erzeugnis nach Anspruch 13, wobei das Motorsteuerungsschema, um den Leistungsverlust während eines Aufwärmens des Motors zu minimieren, ferner umfasst: einen Code, um eine zweidimensionale Suchmaschine auszuführen, um mehrere Drehzahl- und Drehmomentzustände des Motors iterativ zu erzeugen; einen Code, um einen Leistungsverlust und eine Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlustes für jeden der iterativ erzeugten Drehzahl- und Drehmomentzustände des Motors zu berechnen; und einen Code, um bevorzugte Drehzahl- und Drehmomentzustände des Motors, die dahingehend wirksam sind, den Leistungsverlust zu minimieren, zu identifizieren.
Verfahren, um einen Energieverlust eines Verbrennungsmotors zu minimieren, der dafür eingerichtet ist, Drehmoment an ein elektromechanisches Getriebe zu übertragen, wobei der Verbrennungsmotor und das elektromechanische Getriebe selektiv wirksam sind, um Drehmoment zwischen diesen zu übertragen, mit den Schritten: Überwachen von Motorbetriebsbedingungen; Abschätzen eines zukünftigen Energieverlustes; Bestimmen eines Leistungsverlustes und einer Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlustes; Bestimmen eines Motorsteuerungsschemas, das wirksam ist, um den Leistungsverlust und die Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlustes während eines Aufwärmens des Motors zu minimieren; und Ausführen des Motorsteuerungsschemas, um den Leistungsverlust und die Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlustes während eines Aufwärmens des Motors zu minimieren.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei ein Bestimmen des Motorsteuerungsschemas, das wirksam ist, um den Leistungsverlust während eines Aufwärmens des Motors zu minimieren, umfasst: iteratives Erzeugen mehrerer Drehzahl- und Drehmomentzustände des Motors; Berechnen eines Leistungsverlustes und einer Änderungsgeschwindigkeit des abgeschätzten zukünftigen Energieverlustes für jeden der iterativ erzeugten Drehzahl- und Drehmomentzustände des Motors; und Identifizieren von Drehzahl- und Drehmomentzuständen des Motors, welche den Leistungsverlust minimieren.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei ein Berechnen einer Leistung für den Verbrennungsmotor umfasst: Bestimmen von Motorbetriebsbedingungen; Bestimmen eines nominellen Leistungsverlustes und einer Leistungsverlustkorrektur basierend auf barometrischem Druck, Motortemperatur, Luft/Kraftstoffverhältnis und Katalysatortemperatur; wobei die Leistungsverlustkorrektur bestimmbar ist für: einen Luft/Kraftstoffverhältnis-Modus des Motors; einen Motorzylinderaktivierungszustand; und einen Motorbetriebstemperatur-Modus.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Leistungsverlustkorrektur ferner umfasst: den Luft/Kraftstoffverhältnis-Modus des Motors mit einem stöchiometrischen oder einem fetten Betrieb; den Motorzylinderaktivierungszustand mit einem normalen oder einem Deaktivierungszustand; und einen Motorbetriebstemperatur-Modus mit einem Aufwärm- oder einem aufgewärmten Modus.