DE102008053941B4

DE102008053941B4 - Drehmomentsteuersystem und Verfahren zum Betreiben eines solchen

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Publication number: DE102008053941B4
Application number: DE102008053941.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Livshiz; Christopher E. Whitney; Jeffrey M. Kaiser; Todd R. Shupe; Scott J. Chynoweth; Lan Wang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2016-02-11
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: US7788024B2; US20090118966A1; CN101435375B; CN101435375A; DE102008053941A1

Abstract

Drehmomentsteuersystem, umfassend: ein Modusermittlungsmodul (332), das festlegt, ob ein gewünschtes Drehmoment in einem Motordrehzahlsteuermodus (RPM-Steuermodus) anhand einer Motordrehzahl (RPM) oder in einem Drehmomentsteuermodus anhand einer Drehmomentanforderung ermittelt wird; und ein Drehmoment-Regelungsmodul (340), das eine erste Drehmomentkorrektur und eine zweite Drehmomentkorrektur basierend auf dem gewünschten Drehmoment und einem geschätzten Drehmoment ermittelt; wobei das Drehmoment-Regelungsmodul (340) umfasst: ein RPM-Drehmoment-Wechselmodul (444), das bei einem Wechsel vom RPM-Steuermodus zum Drehmomentsteuermodus die erste Drehmomentkorrektur speichert und die erste Drehmomentkorrektur basierend auf einer vorherigen, gespeicherten Drehmomentkorrektur modifiziert; ein Drehmoment-RPM-Wechselmodul (448), das bei einem Wechsel vom Drehmomentsteuermodus zum RPM-Steuermodus eine dritte Drehmomentkorrektur auf null setzt, wenn eine Drehmomentsteuerzeit kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und die dritte Drehmomentkorrektur basierend auf der ersten Drehmomentkorrektur ermittelt, wenn die Drehmomentsteuerzeit größer als der vorbestimmte Wert ist; ein Auswahlmodul (450), das eine vierte Drehmomentkorrektur ermittelt basierend auf: der zweiten Drehmomentkorrektur, wenn sich das Drehmomentsteuersystem in dem Drehmomentsteuermodus oder in dem RPM-Steuermodus befindet, ...

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuerung von Verbrennungsmotoren und insbesondere ein Lernen und Initialisieren eines Drehmomentintegrals einer drehmomentbasierten Steuerung von Verbrennungsmotoren.
Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoffgemisch in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Eine Luftströmung in den Motor wird mittels einer Drossel geregelt. Insbesondere stellt die Drossel eine Drosselfläche ein, welche die Luftströmung in den Motor vergrößert oder verkleinert. Wenn sich die Drosselfläche vergrößert, vergrößert sich die Luftströmung in den Motor. Ein Kraftstoffsteuersystem stellt die Rate ein, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoffgemisch an die Zylinder zu liefern. Eine Erhöhung der Luft und des Kraftstoffs an die Zylinder vergrößert die Drehmomentabgabe des Motors.
Motorsteuersysteme wurden entwickelt, um die Motordrehmomentabgabe zu steuern, um ein gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment zu erreichen. Herkömmliche Motorsteuersysteme steuern die Motordrehmomentabgabe jedoch nicht so genau wie gewünscht. Ferner schaffen herkömmliche Motorsteuersysteme kein so schnelles Ansprechen auf Steuersignale, wie es gewünscht ist, oder stimmen die Motordrehmomentsteuerung nicht zwischen verschiedenen Einrichtungen ab, welche die Motordrehmomentabgabe beeinflussen.
Aus der DE 102 43 143 A1 sind ein Drehmomentsteuersystem und ein entsprechendes Verfahren bekannt, bei denen die Steuerung in einem Bereich bis zu einer vorbestimmten Fahrpedalposition und bis zu einer vorbestimmten Motordrehzahl auf der Motordrehzahl und erst außerhalb dieses Bereichs auf einem gewünschten Drehmoment basiert.
Die US 2005/0251319 A1 beschreibt ein System und ein Verfahren zum Steuern eines Drehmoment-Einstellpunkts bei Übergängen zwischen Betriebsmodi mit unterschiedlichen gewünschten Drehmomenten.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Drehmomentsteuersystem und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen zu schaffen, bei denen eine Verzögerung beim Einstellen eines gewünschten Drehmoments, die durch eine zyklische Abhängigkeit mehrerer Aktuatoren bedingt ist, verringert wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Drehmomentsteuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5.
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Motorsteuermoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
3 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Drehmoment-Regelungsmoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
4 ein Flussdiagramm ist, das beispielhafte Schritte darstellt, die von dem Drehmoment-Regelungsmodul gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden.
Die folgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen einzuschränken. Zu Zwecken der Klarheit werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet, sollte der Ausdruck A, B und/oder C derart ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oders bedeutet. Es versteht sich, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe) und einen Speicher, die eines oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis der Schaltungslogik und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Motorsystems 100 dargestellt. Das Motorsystem 100 weist einen Motor 102 auf, der ein Luft/Kraftstoffgemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug basierend auf einem Fahrereingabemodul 104 zu erzeugen. Luft wird durch ein Drosselventil 112 in einen Ansaugkrümmer 110 gesaugt. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 befiehlt einem Drosselaktuatormodul 116, das Öffnen des Drosselventils 112 zu regeln, um die Luftmenge zu steuern, die in den Ansaugkrümmer 110 gesaugt wird.
Luft wird aus dem Ansaugkrümmer 110 in Zylinder des Motors 102 gesaugt. Während der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen kann, ist zu Darstellungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Lediglich beispielhaft kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder aufweisen. Das ECM 114 kann ein Zylinderaktuatormodul 120 anweisen, einige der Zylinder selektiv zu deaktivieren, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.
Luft wird aus dem Ansaugkrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 gesaugt. Das ECM 114 steuert die durch ein Kraftstoffeinspritzsystem 124 eingespritzte Kraftstoffmenge. Das Kraftstoffeinspritzsystem 124 kann Kraftstoff an einem zentralen Ort in den Ansaugkrümmer 110 einspritzen oder kann Kraftstoff an mehreren Orten in den Ansaugkrümmer 110 einspritzen, wie z. B. in der Nähe des Einlassventils jedes der Zylinder. Alternativ kann das Kraftstoffeinspritzsystem 124 Kraftstoff direkt in die Zylinder einspritzen.
Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit der Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoffgemisch in dem Zylinder 118. Ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 komprimiert das Luft/Kraftstoffgemisch. Basierend auf einem Signal von dem ECM 114 aktiviert ein Zündfunkenaktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118, welche das Luft/Kraftstoffgemisch zündet. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu der Zeit spezifiziert werden, zu der sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, bezeichnet als oberer Totpunkt (TDC), der Punkt, an dem das Luft/Kraftstoffgemisch am stärksten komprimiert ist.
Die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs treibt den Kolben abwärts, wodurch eine rotierende Kurbelwelle (nicht gezeigt) angetrieben wird. Der Kolben beginnt danach, sich wieder aufwärts zu bewegen, und treibt die Abfallprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 heraus. Die Abfallprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 134 aus dem Fahrzeug ausgestoßen.
Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen mehrere Einlassventile pro Zylinder und/oder die Einlassventile mehrerer Reihen von Zylindern steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen mehrere Auslassventile pro Zylinder und/oder die Auslassventile mehrerer Reihen von Zylindern steuern. Das Zylinderaktuatormodul 120 kann Zylinder deaktivieren, indem die Zufuhr von Kraftstoff und Zündfunken gestoppt wird und/oder ihre Auslass- und/oder Einlassventile deaktiviert werden.
Die Zeit, zu der das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann durch einen Einlass-Nockenphasensteller 148 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Die Zeit, zu der das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann durch einen Auslass-Nockenphasensteller 150 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Ein Phasenstelleraktuatormodul 158 steuert den Einlass-Nockenphasensteller 148 und den Auslass-Nockenphasensteller 150 basierend auf Signalen von dem ECM 114.
Das Motorsystem 100 kann eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Ansaugkrümmer 110 liefert. Beispielsweise stellt 1 einen Turbolader 160 dar. Der Turbolader 160 wird durch Abgase angetrieben, die durch das Abgassystem 134 strömen, und liefert eine komprimierte Luftladung an den Ansaugkrümmer 110. Die Luft, die verwendet wird, um die komprimierte Luftladung zu erzeugen, kann aus dem Ansaugkrümmer 110 entnommen werden.
Ein Ladedruckregelventil 164 kann ermöglichen, dass Abgas an dem Turbolader 160 vorbeiströmt, wodurch die Ausgabe des Turboladers (oder der Ladedruck) verringert wird. Das ECM 114 steuert den Turbolader 160 mittels eines Ladedruckaktuatormoduls 162. Das Ladedruckaktuatormodul 162 kann den Ladedruck des Turboladers 160 modulieren, indem die Position des Ladedruckregelventils 164 gesteuert wird. Die verdichtete Luftladung wird durch den Turbolader 160 an den Ansaugkrümmer 110 geliefert. Ein Zwischenkühler (nicht gezeigt) kann einen Teil der Wärme der komprimierten Luftladung dissipieren, die ermittelt wird, wenn Luft komprimiert wird, und die auch durch die Nähe zu dem Abgassystem 134 erhöht werden kann. Alternative Motorsysteme können einen Turbokompressor aufweisen, der komprimierte Luft an den Ansaugkrümmer 110 liefert und von der Kurbelwelle angetrieben wird.
Das Motorsystem 100 kann ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 170 aufweisen, das Abgas selektiv zurück zu dem Ansaugkrümmer 110 zurückleitet. Das Motorsystem 100 kann die Drehzahl der Kurbelwelle in Umdrehungen pro Minute (RPM) unter Verwendung eines RPM-Sensors 180 messen. Die Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in dem Motor 102 oder an anderen Orten angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkuliert, wie z. B. einem Kühler (nicht gezeigt).
Der Druck in dem Ansaugkrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorvakuum gemessen werden, wobei das Motorvakuum die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Ansaugkrümmer 110 ist. Die Luftmasse, die in den Ansaugkrümmer 110 strömt, kann unter Verwendung eines Luftmassenstromsensors (MAF-Sensors) 186 gemessen werden.
Das Drosselaktuatormodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 überwachen. Die Umgebungstemperatur der Luft, die in das Motorsystem 100 gesaugt wird, kann unter Verwendung eines Ansaugluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul 194 kommunizieren, um ein Wechseln von Gängen in einem Getriebe (nicht gezeigt) abzustimmen. Beispielsweise kann das ECM 114 das Drehmoment während eines Gangwechsels verringern.
Um sich abstrakt auf die verschiedenen Steuermechanismen des Motors 102 zu beziehen, kann jedes System, das einen Motorparameter variiert, als ein Aktuator bezeichnet werden. Beispielsweise kann das Drosselaktuatormodul 116 die Klappenposition und damit die Öffnungsfläche des Drosselventils 112 ändern. Das Drosselaktuatormodul 116 kann daher als ein Aktuator bezeichnet werden, und die Öffnungsfläche der Drossel kann als eine Aktuatorposition bezeichnet werden.
Auf ähnliche Weise kann das Zündfunkenaktuatormodul 126 als ein Aktuator bezeichnet werden, während die entsprechende Aktuatorposition ein Betrag einer Zündfunkenvorverstellung ist. Andere Aktuatoren umfassen das Ladedruckaktuatormodul 162, das AGR-Ventil 170, das Phasenstelleraktuatormodul 158, das Kraftstoffeinspritzsystem 124 und das Zylinderaktuatormodul 120. Der Ausdruck Aktuatorposition bezogen auf diese Aktuatoren kann dem Ladedruck, der AGR-Ventilöffnung, den Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerwinkeln, dem Luft/Kraftstoffverhältnis bzw. der Anzahl von aktivierten Zylindern entsprechen.
Wenn ein Motor von der Erzeugung eines Drehmoments zu der Erzeugung eines anderen Drehmoments wechselt, werden sich viele Aktuatorpositionen ändern, um das neue Drehmoment am effizientesten zu erzeugen. Beispielsweise können sich die Zündfunkenvorverstellung, die Drosselposition, die Regelung der Abgasrückführung (AGR) und die Positionen der Nockenphasensteller ändern. Die Änderung einer dieser Aktuatorpositionen erzeugt oft Motorzustände, die von Änderungen anderer Aktuatorpositionen profitieren würden, was dann zu Änderungen der ursprünglichen Aktuatoren führen könnte. Diese Rückkopplung führt zu einer iterativen Aktualisierung von Aktuatorpositionen, bis sie alle positioniert sind, um ein gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment am effizientesten zu erzeugen.
Große Änderungen des Drehmoments verursachen oft signifikante Änderungen der Motoraktuatoren, die zyklisch signifikante Änderungen anderer Motoraktuatoren verursachen. Dies trifft insbesondere zu, wenn eine Ladedruckeinrichtung verwendet wird, wie z. B. ein Turbolader oder ein Turbokompressor. Wenn beispielsweise dem Motor befohlen wird, eine Drehmomentabgabe signifikant zu erhöhen, kann der Motor anfordern, dass der Turbolader den Ladedruck erhöht.
Bei verschiedenen Implementierungen ist, wenn der Ladedruck erhöht wird, ein Klopfen oder Motorklingeln wahrscheinlicher. Wenn der Turbolader dieses erhöhte Ladedruckniveau erreicht, kann es daher erforderlich sein, die Zündfunkenvorverstellung zu verringern. Sobald die Zündfunkenvorverstellung verringert ist, kann es erforderlich sein, dass der gewünschte Ladedruck des Turboladers erhöht wird, um das gewünschte vorausgesagte Drehmoment zu erreichen.
Diese zyklische Abhängigkeit bewirkt, dass der Motor das gewünschte vorausgesagte Drehmoment langsamer erreicht. Dieses Problem wird wegen des bereits langsamen Ansprechens des Ladedrucks des Turboladers verschlimmert, das allgemein als Turboloch bezeichnet wird. 2 stellt ein Motorsteuersystem dar, das in der Lage ist, die zyklische Abhängigkeit von Ladedruck und Zündfunkenvorverstellung zu beschleunigen.
3 stellt ein Drehmoment-Regelungsmodul dar, das eine Drehmomentkorrektur auf dem neuen Drehmomentniveau ermittelt und ein befohlenes Drehmoment basierend auf der Drehmomentkorrektur ermittelt. Das Drehmoment-Regelungsmodul gibt das befohlene Drehmoment an ein Steuermodul für ein vorausgesagtes Drehmoment aus. Das Steuermodul für das vorausgesagte Drehmoment schätzt die Luftströmung, die bei dem befohlenen Drehmoment vorhanden sein wird, und ermittelt gewünschte Aktuatorpositionen basierend auf der geschätzten Luftströmung. Das Steuermodul für das vorausgesagte Drehmoment ermittelt dann Motorparameter basierend auf den gewünschten Aktuatorpositionen und dem gewünschten vorausgesagten Drehmoment. Die Motorparameter können beispielsweise den gewünschten Krümmerabsolutdruck (MAP), die gewünschte Drosselfläche und/oder die gewünschte Luft pro Zylinder (APC) umfassen.
Mit anderen Worten kann das Steuermodul für das vorausgesagte Drehmoment die erste Iteration einer Aktualisierung der Aktuatorposition im Wesentlichen in einer Software ausführen. Die befohlenen Aktuatorpositionen sollten dann näher bei den endgültigen Aktuatorpositionen liegen. 4 stellt beispielhafte Schritte dar, die von dem Drehmoment-Regelungsmodul ausgeführt werden, um zu ermitteln, wann und wie diese modellierte Iteration ausgeführt wird.
Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des ECM 114 dargestellt. Das ECM 114 umfasst ein Fahrerinterpretationsmodul 314. Das Fahrerinterpretationsmodul 314 empfängt Fahrereingaben von dem Fahrereingabemodul 104. Die Fahrereingaben können beispielsweise eine Gaspedalposition umfassen. Das Fahrerinterpretationsmodul gibt ein Fahrerdrehmoment aus, das der Betrag eines Drehmoments ist, das von einem Fahrer mittels der Fahrereingaben angefordert wird.
Das ECM 114 umfasst ein Achsendrehmomentvermittlungsmodul 316. Das Achsendrehmomentvermittlungsmodul 316 vermittelt zwischen Fahrereingaben von dem Fahrerinterpretationsmodul 314 und anderen Achsendrehmomentanforderungen. Andere Achsendrehmomentanforderungen können eine Drehmomentverringerung, die während eines Gangwechsels von dem Getriebesteuermodul 194 angefordert wird, eine Drehmomentverringerung, die während eines Radschlupfs von einem Traktionssteuersystem angefordert wird, und Drehmomentanforderungen umfassen, um eine Geschwindigkeit von einem Tempomatsystem zu steuern.
Das Achsendrehmomentvermittlungsmodul 316 gibt ein vorausgesagtes Drehmoment und ein drehmomentgewünschtes Momentandrehmoment aus. Das vorausgesagte Drehmoment ist der Betrag des Drehmoments, der in der Zukunft erforderlich sein wird, um die Drehmoment- und/oder Geschwindigkeitsanforderungen des Fahrers zu erfüllen. Das drehmomentgewünschte Momentandrehmoment ist das Drehmoment, das zum momentanen Zeitpunkt angefordert wird, um temporäre Drehmomentanforderungen zu erfüllen, wie z. B. Drehmomentverringerungen, wenn Gänge gewechselt werden oder wenn das Traktionssteuermodul einen Radschlupf detektiert.
Das drehmomentgewünschte Momentandrehmoment kann durch Motoraktuatoren erreicht werden, die schnell ansprechen, während langsamere Motoraktuatoren darauf ausgerichtet sind, das vorausgesagte Drehmoment zu erreichen. Beispielsweise kann ein Zündfunkenaktuator in der Lage sein, die Zündfunkenvorverstellung schnell zu ändern, während Nockenphasensteller- oder Drosselaktuatoren im Ansprechen langsamer sein können. Das Achsendrehmomentvermittlungsmodul 316 gibt das vorausgesagte Drehmoment und das drehmomentgewünschte Momentandrehmoment an ein Antriebsdrehmomentvermittlungsmodul 318 aus.
Das Antriebsdrehmomentvermittlungsmodul 318 vermittelt zwischen dem vorausgesagten Drehmoment, dem drehmomentgewünschten Momentandrehmoment und Antriebsdrehmomentanforderungen. Antriebsdrehmomentanforderungen können Drehmomentverringerungen zum Schutz vor überhöhter Motordrehzahl und Drehmomenterhöhungen zum Schutz vor Abwürgen umfassen.
Ein Betätigungsmodusmodul 320 empfängt das vorausgesagte Drehmoment und das drehmomentgewünschte Momentandrehmoment von dem Antriebsdrehmomentvermittlungsmodul 318. Basierend auf einer Moduseinstellung ermittelt das Betätigungsmodusmodul 320, wie das vorausgesagte Drehmoment und das drehmomentgewünschte Momentandrehmoment erreicht werden. Beispielsweise kann das Betätigungsmodusmodul 320 in einem ersten Betriebsmodus das vorausgesagte Drehmoment an einen Fahrerdrehmomentfilter 322 ausgeben.
In dem ersten Betriebsmodus kann das Betätigungsmodusmodul 320 ein Momentandrehmomentsteuermodul 324 anweisen, die Zündfunkenvorverstellung auf einen Kalibrierwert zu setzen, der das maximal mögliche Drehmoment erreicht. Das Momentandrehmomentsteuermodul 324 kann Motorparameter steuern, die sich relativ gesehen schneller ändern als Motorparameter, die durch ein Steuermodul für ein vorausgesagtes Drehmoment 326 gesteuert werden. Beispielsweise kann das Momentandrehmomentsteuermodul 324 die Zündfunkenvorverstellung steuern, die einen befohlenen Wert zu der Zeit erreichen kann, zu welcher der nächste Zylinder zündet. In dem ersten Betriebsmodus wird das drehmomentgewünschte Momentandrehmoment von dem Steuermodul für das vorausgesagte Drehmoment 326 und von dem Momentandrehmomentsteuermodul 324 ignoriert.
In einem zweiten Betriebsmodus kann das Betätigungsmodusmodul 320 das vorausgesagte Drehmoment an den Fahrerdrehmomentfilter 322 ausgeben. Das Betätigungsmodusmodul 320 kann jedoch das Momentandrehmomentsteuermodul 324 anweisen, zu versuchen, das drehmomentgewünschte Momentandrehmoment zu erreichen, beispielsweise durch ein Verstellen des Zündfunkens nach spät.
In einem dritten Betriebsmodus kann das Betätigungsmodusmodul 320 das Zylinderaktuatormodul 120 anweisen, Zylinder falls erforderlich zu deaktivieren, um das drehmomentgewünschte Momentandrehmoment zu erreichen. In diesem Betriebsmodus wird das vorausgesagte Drehmoment an den Fahrerdrehmomentfilter 322 ausgegeben, und das drehmomentgewünschte Momentandrehmoment wird an ein erstes Auswahlmodul 328 ausgegeben. Lediglich beispielhaft kann das erste Auswahlmodul 328 ein Multiplexer oder ein Schalter sein.
In einem vierten Betriebsmodus gibt das Betätigungsmodusmodul 320 ein verringertes Drehmoment an den Fahrerdrehmomentfilter 322 aus. Das vorausgesagte Drehmoment kann nur so weit reduziert werden, wie es notwendig ist, um dem Momentandrehmomentsteuermodul 324 zu ermöglichen, das drehmomentgewünschte Momentandrehmoment unter Verwendung der Zündfunkenverstellung nach spät zu erreichen.
Der Fahrerdrehmomentfilter 322 empfängt das vorausgesagte Drehmoment von dem Betätigungsmodusmodul 320. Der Fahrerdrehmomentfilter 322 kann Signale von dem Achsendrehmomentvermittlungsmodul 316 und/oder dem Antriebsdrehmomentvermittlungsmodul 318 empfangen, die angeben, ob sich das vorausgesagte Drehmoment aus der Fahrereingabe ergibt. Wenn ja, kann der Fahrerdrehmomentfilter 322 hochfrequente Drehmomentänderungen herausfiltern, wie z. B. solche, die auf einer unebenen Straße durch die Modulation des Fahrerfußes auf dem Gaspedal verursacht werden. Der Fahrerdrehmomentfilter 322 gibt das vorausgesagte Drehmoment an ein Drehmomentsteuermodul 330 aus.
Das ECM 114 umfasst ein Modusermittlungsmodul 332. Lediglich beispielhaft kann das Modusermittlungsmodul 332 ein drehmomentgewünschtes vorausgesagtes Drehmoment von dem Drehmomentsteuermodul 330 empfangen. Das Modusermittlungsmodul 332 kann einen Steuermodus basierend auf dem drehmomentgewünschten vorausgesagten Drehmoment ermitteln. Wenn das drehmomentgewünschte vorausgesagte Drehmoment kleiner als ein kalibriertes Drehmoment ist, kann der Steuermodus ein RPM-Steuermodus sein. Wenn das drehmomentgewünschte vorausgesagte Drehmoment größer als das kalibrierte Drehmoment oder diesem gleich ist, kann der Steuermodus ein Drehmomentsteuermodus sein. Der Steuermodus MODE, kann durch die folgende Gleichung ermittelt werden:
wobei T_torque das drehmomentgewünschte vorausgesagte Drehmoment und CAL_T das kalibrierte Drehmoment ist.
Das Drehmomentsteuermodul 330 empfängt das vorausgesagte Drehmoment von dem Fahrerdrehmomentfilter 322, den Steuermodus von dem Modusermittlungsmodul 332 und ein RPM-gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment von einem RPM-Steuermodul 334. Das Drehmomentsteuermodul 330 ermittelt (d. h. initialisiert) ein Deltadrehmoment basierend auf dem vorausgesagten Drehmoment und dem RPM-gewünschten vorausgesagten Drehmoment, wenn der Steuermodus von dem RPM-Steuermodus zu dem Drehmomentsteuermodus wechselt. Das Deltadrehmoment T_delta kann durch die folgende Gleichung ermittelt werden: T_delta = T_RPMLC – T_zero, (2) wobei T_RPMLC ein gemäß einer zuletzt befohlenen RPM gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment ist und T_zero ein Drehmomentwert bei einer Nullposition des Gaspedals ist (d. h. wenn sich der Fuß des Fahrers nicht auf dem Gaspedal befindet), der basierend auf dem vorausgesagten Drehmoment ermittelt wird. Das Drehmomentsteuermodul 330 kann jeden Term der Gleichung, die das Deltadrehmoment definiert, auf null absenken, wenn der Steuermodus der Drehmomentsteuermodus ist. Lediglich beispielhaft kann das Deltadrehmoment linear, exponentiell und/oder stückweise abgesenkt werden.
Das Drehmomentsteuermodul 330 addiert das Deltadrehmoment mit dem vorausgesagten Drehmoment, um das drehmomentgewünschte vorausgesagte Drehmoment zu ermitteln. Das drehmomentgewünschte vorausgesagte Drehmoment T_torque kann durch folgende Gleichung ermittelt werden: T_torque = T_pp + T_zero + T_delta, (3) wobei T_pp ein Drehmomentwert bei der Gaspedalposition ist, der basierend auf dem vorausgesagten Drehmoment ermittelt wird.
Eine weitere Diskussion der Funktionalität des Drehmomentsteuermoduls 330 ist in dem US-Patent US 7 021 282 B1 zu finden, das dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung, das am 4. April 2006 erteilt wurde und den Titel ”Coordinated Engine Torque Control” trägt und dessen Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Das Drehmomentsteuermodul 330 gibt das drehmomentgewünschte vorausgesagte Drehmoment an ein zweites Auswahlmodul 336 aus. Lediglich beispielhaft kann das zweite Auswahlmodul 336 ein Multiplexer oder ein Schalter sein.
Das ECM 114 umfasst ein RPM-Trajektorienmodul 338. Das RPM-Trajektorienmodul 338 ermittelt eine gewünschte RPM basierend auf einem Standardblock zur RPM-Steuerung, der im Detail in dem US-Patent US 6 405 587 B1 beschrieben ist, das dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung, das am 18. Juni 2002 erteilt wurde und den Titel ”System and Method of Controlling the Coastdown of a Vehicle” trägt und dessen Offenbarung hierin ausdrücklich in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Lediglich beispielhaft kann die gewünschte RPM eine gewünschte Leerlauf-RPM, eine stabilisierte RPM, eine Ziel-RPM oder eine derzeitige RPM umfassen.
Das RPM-Steuermodul 334 empfängt die gewünschte RPM von dem RPM-Trajektorienmodul 338, den Steuermodus von dem Modusermittlungsmodul 332, ein RPM-Signal von dem RPM-Sensor 180, ein MAF-Signal von dem MAF-Sensor 186 und das drehmomentgewünschte vorausgesagte Drehmoment von dem Drehmomentsteuermodul 330. Das RPM-Steuermodul 334 ermittelt beispielsweise aus einer Nachschlagetabelle ein Minimaldrehmoment, das erforderlich ist, um die gewünschte RPM aufrechtzuerhalten. Das RPM-Steuermodul 334 ermittelt ein Reservedrehmoment. Das Reservedrehmoment ist ein zusätzlicher Drehmomentbetrag, der berücksichtigt wird, um unbekannte Lasten zu kompensieren, die das Motorsystem 100 plötzlich belasten können.
Das RPM-Steuermodul 334 ermittelt ein Laufdrehmoment basierend auf dem MAF-Signal. Das Laufdrehmoment T_run wird basierend auf der folgenden Beziehung ermittelt: T_run = f(APC_act, RPM, S, I, E), (4) wobei APC_act ein tatsächlicher Wert für die Luft pro Zylinder ist, der basierend auf dem MAF-Signal ermittelt wird, wobei S die Zündfunkenvorverstellung ist, wobei I die Einlass-Nockenphasenstellerpositionen sind und E die Auslass-Nockenphasenstellerpositionen sind.
Das RPM-Steuermodul 334 vergleicht die gewünschte RPM mit dem RPM-Signal, um eine RPM-Korrektur zu ermitteln. Das RPM-Steuermodul 334 addiert den RPM-Korrektur mit dem Minimum- und dem Reservedrehmoment, um das RPM-gewünschte vorausgesagte Drehmoment zu ermitteln. Das RPM-Steuermodul 334 subtrahiert das Reservedrehmoment von dem Laufdrehmoment und addiert diesen Wert mit der RPM-Korrektur, um ein RPM-gewünschtes Momentandrehmoment zu ermitteln.
Bei verschiedenen Implementierungen kann das RPM-Steuermodul 334 die RPM-Korrektur einfach als gleich der Differenz zwischen der gewünschten RPM und dem RPM-Signal ermitteln. Alternativ kann das RPM-Steuermodul 334 ein Proportional-Integral-Steuerschema (PI-Steuerschema) verwenden, um die gewünschte RPM aus dem RPM-Trajektorienmodul 338 zu erfüllen. Die RPM-Korrektur kann eine RPM-Proportionale oder einen proportionalen Offset basierend auf der Differenz zwischen der gewünschten RPM und dem RPM-Signal umfassen. Die RPM-Korrektur kann auch ein RPM-Integral oder einen Offset basierend auf einem Integral der Differenz zwischen der gewünschten RPM und dem RPM-Signal umfassen. Die RPM-Proportionale P_rpm kann durch folgende Gleichung ermittelt werden: P_RPM = K_P·(RPM_des – RPM), (5) wobei K_P eine vorbestimmte Proportionalitätskonstante ist. Das RPM-Integral I_RPM kann durch folgende Gleichung ermittelt werden: I_RPM = K_I·∫(RPM_des – RPM)∂t, (6) wobei K_I eine vorbestimmte Integrationskonstante ist.
Eine weitere Diskussion der PI-Steuerung ist in der US 2008/0 120 009 A1 zu finden, wobei die entsprechende Anmeldung dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung, am 23. Januar 2007 eingereicht wurde und den Titel ”Engine Torque Control at High Pressure Ratio” trägt. Eine zusätzliche Diskussion bezüglich der PI-Steuerung der Motordrehzahl ist in der US 2008/0 125 951 A1 zu finden, wobei die entsprechende Anmeldung dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung, am 28. November 2006 eingereicht wurde und den Titel ”Torque Based Engine Speed Control” trägt.
Das RPM-Steuermodul 334 ermittelt (d. h. initialisiert) das RPM-Integral basierend auf dem Minimaldrehmoment und dem drehmomentgewünschten vorausgesagten Drehmoment, wenn der Steuermodus von dem Drehmomentsteuermodus zu dem RPM-Steuermodus wechselt. Das RPM-Integral I_RPM kann durch die folgende Gleichung ermittelt werden: I_RPM = T_torqueLC – T_min, (7) wobei T_torqueLC ein gemäß einem zuletzt befohlenen Drehmoment gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment ist und T_min das Minimaldrehmoment ist.
Das RPM-gewünschte vorausgesagte Drehmoment T_RPM kann durch die folgende Gleichung ermittelt werden: T_RPM = T_min + T_res + P_RPM + I_RPM, (8) wobei T_res das Reservedrehmoment ist. Eine weitere Diskussion der Funktionalität des RPM-Steuermoduls 334 ist in der US 2008/0 125 951 A1 zu finden, wobei die entsprechende Anmeldung dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung, am 28. November 2006 eingereicht wurde und den Titel ”Torque Based Speed Control” trägt. Das RPM-Steuermodul 334 gibt das RPM-gewünschte vorausgesagte Drehmoment an das zweite Auswahlmodul 336 und das RPM-gewünschte Momentandrehmoment an das erste Auswahlmodul 328 aus.
Das zweite Auswahlmodul 336 empfängt das drehmomentgewünschte vorausgesagte Drehmoment von dem Drehmomentsteuermodul 330 und das RPM-gewünschte vorausgesagte Drehmoment von dem RPM-Steuermodul 334. Das Modusermittlungsmodul 332 steuert das zweite Auswahlmodul 336, um auszuwählen, ob das drehmomentgewünschte vorausgesagte Drehmoment oder das RPM-gewünschte vorausgesagte Drehmoment verwendet werden sollte, um das gewünschte vorausgesagte Drehmoment zu ermitteln. Das Modusermittlungsmodul 332 weist daher das zweite Auswahlmodul 336 an, entweder das gewünschte vorausgesagte Drehmoment von dem Drehmomentsteuermodul 330 oder von dem RPM-Steuermodul 334 auszugeben.
Das Modusermittlungsmodul 332 kann das gewünschte vorausgesagte Drehmoment basierend auf dem Steuermodus auswählen. Das Modusermittlungsmodul 332 kann auswählen, dass das gewünschte vorausgesagte Drehmoment auf dem drehmomentgewünschten vorausgesagten Drehmoment basiert, wenn der Steuermodus der Drehmomentsteuermodus ist. Das Modusermittlungsmodul 332 kann auswählen, dass das gewünschte vorausgesagte Drehmoment auf dem RPM-gewünschten vorausgesagten Drehmoment basiert, wenn der Steuermodus der RPM-Steuermodus ist. Das zweite Auswahlmodul 336 gibt das gewünschte vorausgesagte Drehmoment an ein Drehmoment-Regelungsmodul 340 aus.
Das Drehmoment-Regelungsmodul 340 empfängt das gewünschte vorausgesagte Drehmoment von dem zweiten Auswahlmodul 336, den Steuermodus von dem Modusermittlungsmodul 332 und ein geschätztes Drehmoment von einem Drehmomentschätzmodul 342. Das geschätzte Drehmoment kann als der Drehmomentbetrag definiert werden, der unmittelbar erzeugt werden könnte, indem die Zündfunkenvorverstellung auf einen kalibrierten Wert gesetzt wird. Dieser Wert kann derart kalibriert werden, dass er die minimale Zündfunkenvorverstellung ist, die das größte Drehmoment für eine gegebene RPM und für eine gegebene Luft pro Zylinder erreicht. Das Drehmomentschätzmodul 342 kann das MAF-Signal von dem MAF-Sensor 186 und das RPM-Signal von dem RPM-Sensor 180 verwenden, um das geschätzte Drehmoment zu ermitteln. Eine weitere Diskussion der Drehmomentschätzung ist in dem US-Patent US 6 704 638 B2 zu finden, das dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung, das am 9. März 2004 erteilt wurde und den Titel ”Torque Estimator for Engine RPM and Torque Control” trägt und dessen Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Das Drehmoment-Regelungsmodul 340 vergleicht das gewünschte vorausgesagte Drehmoment mit dem geschätzten Drehmoment, um eine Drehmomentkorrektur zu ermitteln. Das Drehmoment-Regelungsmodul 340 addiert die Drehmomentkorrektur mit dem gewünschten vorausgesagten Drehmoment, um ein befohlenes Drehmoment zu ermitteln.
Bei verschiedenen Implementierungen kann das Drehmoment-Regelungsmodul 340 die Drehmomentkorrektur einfach als gleich der Differenz zwischen dem gewünschten vorausgesagten Drehmoment und dem geschätzten Drehmoment ermitteln. Alternativ kann das Drehmoment-Regelungsmodul 340 ein PI-Steuerschema verwenden, um das gewünschte vorausgesagte Drehmoment von dem zweiten Auswahlmodul 336 zu erfüllen. Die Drehmomentkorrektur kann eine Drehmoment-Proportionale oder einen proportionalen Offset basierend auf der Differenz zwischen dem gewünschten vorausgesagten Drehmoment und dem geschätzten Drehmoment umfassen. Die Drehmomentkorrektur kann auch ein Drehmomentintegral oder einen Offset basierend auf einem Integral der Differenz zwischen dem gewünschten vorausgesagten Drehmoment und dem geschätzten Drehmoment umfassen. Die Drehmomentkorrektur T_PI kann durch die folgende Gleichung ermittelt werden: T_PI = K_P·(T_des – T_est) + K_I·∫(T_des – T_est)∂t, (9) wobei K_P eine vorbestimmte Proportionalitätskonstante und K_I eine vorbestimmte Integrationskonstante ist.
Das Drehmoment-Regelungsmodul 340 gibt das befohlene Drehmoment an das Steuermodul für das vorausgesagte Drehmoment 326 aus. Das Steuermodul für das vorausgesagte Drehmoment 326 empfängt das befohlene Drehmoment, den Steuermodus von dem Modusermittlungsmodul 332, das MAF-Signal von dem MAF-Sensor 186, das RPM-Signal von dem RPM-Sensor 180 und das MAP-Signal von dem MAP-Sensor 184. Das Steuermodul für das vorausgesagte Drehmoment 326 wandelt das befohlene Drehmoment in gewünschte Motorparameter um, wie z. B. einen gewünschten Krümmerabsolutdruck (MAP), eine gewünschte Drosselfläche und/oder eine gewünschte Luft pro Zylinder (APC). Lediglich beispielhaft kann das Steuermodul für das vorausgesagte Drehmoment 326 die gewünschte Drosselfläche ermitteln, die an das Drosselaktuatormodul 116 ausgegeben wird. Das Drosselaktuatormodul 116 regelt dann das Drosselventil 112, um die gewünschte Drosselfläche zu erzeugen.
Das erste Auswahlmodul 328 empfängt das drehmomentgewünschte Momentandrehmoment von dem Betätigungsmodusmodul 320 und das RPM-gewünschte Momentandrehmoment von dem RPM-Steuermodul 334. Das Modusermittlungsmodul 332 steuert das erste Auswahlmodul 328, um auszuwählen, ob das drehmomentgewünschte Momentandrehmoment oder das RPM-gewünschte Momentandrehmoment verwendet werden sollte, um ein gewünschtes Momentandrehmoment zu ermitteln. Das Modusermittlungsmodul 332 weist daher das erste Auswahlmodul 328 an, das gewünschte Momentandrehmoment entweder von dem Antriebsdrehmomentvermittlungsmodul 318 oder von dem RPM-Steuermodul 334 auszugeben.
Das Modusermittlungsmodul 332 kann das gewünschte Momentandrehmoment basierend auf dem Steuermodus auswählen. Das Modusermittlungsmodul 332 kann auswählen, dass das gewünschte Momentandrehmoment auf dem drehmomentgewünschten Momentandrehmoment basiert, wenn der Steuermodus der Drehmomentsteuermodus ist. Das Modusermittlungsmodul 332 kann auswählen, dass das gewünschte Momentandrehmoment auf dem RPM-gewünschten Momentandrehmoment basiert, wenn der Steuermodus der RPM-Steuermodus ist. Das erste Auswahlmodul 328 gibt das gewünschte Momentandrehmoment an das Momentandrehmomentsteuermodul 324 aus.
Das Momentandrehmomentsteuermodul 324 empfängt das gewünschte Momentandrehmoment von dem ersten Auswahlmodul 328 und das geschätzte Drehmoment von dem Drehmomentschätzmodul 342. Das Momentandrehmomentsteuermodul 324 kann die Zündfunkenvorverstellung unter Verwendung des Zündfunkenaktuatormoduls 126 einstellen, um das gewünschte Momentandrehmoment zu erreichen. Das Momentandrehmomentsteuermodul 324 kann dann eine kleinere Zündfunkenvorverstellung auswählen, die das geschätzte Drehmoment auf das gewünschte Momentandrehmoment verringert.
Nun auf 3 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Drehmoment-Regelungsmoduls 340 dargestellt. Das Drehmoment-Regelungsmodul 340 umfasst ein PI-Modul 442. Das PI-Modul 442 empfängt das gewünschte vorausgesagte Drehmoment von dem zweiten Auswahlmodul 336 und das geschätzte Drehmoment von dem Drehmomentschätzmodul 342.
Das PI-Modul 442 vergleicht das gewünschte vorausgesagte Drehmoment mit dem geschätzten Drehmoment, um eine erste Drehmomentkorrektur und eine zweite Drehmomentkorrektur zu ermitteln. Das PI-Modul 442 kann das PI-Steuerschema oder andere Steuerschemata verwenden, um dem gewünschten vorausgesagten Drehmoment zu genügen. Die erste und die zweite Drehmomentkorrektur können jeweils eine Drehmomentproportionale und/oder ein Drehmomentintegral aufweisen.
Ein RPM-Drehmoment-Wechselmodul 444 empfängt die erste Drehmomentkorrektur von dem PI-Modul 442. Lediglich beispielhaft kann das RPM-Drehmoment-Wechselmodul 444 eine vorherigen Drehmomentkorrektur basierend auf der ersten Drehmomentkorrektur und einem vorherigen Drehmomentintegral ermitteln. Das vorherige Drehmomentintegral kann ein zuvor gespeichertes (d. h. gelerntes) Drehmomentintegral einer vorherigen ersten Drehmomentkorrektur sein. Um die vorherige Drehmomentkorrektur zu ermitteln, kann das RPM-Drehmoment-Wechselmodul 444 das Drehmomentintegral der ersten Drehmomentkorrektur auf das vorherige Drehmomentintegral setzen. Das RPM-Drehmoment-Wechselmodul 444 kann dann das Drehmomentintegral der ersten Drehmomentkorrektur als das vorherige Drehmomentintegral speichern (d. h. lernen).
Das Drehmoment-Regelungsmodul 340 umfasst ein Drehmomentzeitsteuermodul 446. Das Drehmomentzeitsteuermodul 446 empfängt das geschätzte Drehmoment von dem Drehmomentschätzmodul 342 und den Steuermodus von dem Modusermittlungsmodul 332. Das Drehmomentzeitsteuermodul 446 erhöht eine Drehmomentsteuerzeit, wenn der Steuermodus der Drehmomentsteuermodus ist und wenn das geschätzte Drehmoment größer als ein kalibriertes Drehmoment ist. Die Drehmomentsteuerzeit Δt kann durch die folgende Gleichung ermittelt werden: Δt_k = Δt_k-1 + 1, wenn T_est > CAL_T (10) wobei T_est das geschätzte Drehmoment ist und CAL_T das kalibrierte Drehmoment ist.
Ein Drehmoment-RPM-Wechselmodul 448 empfängt die erste Drehmomentkorrektur von dem PI-Modul 442 und die Drehmomentsteuerzeit von dem Drehmomentzeitsteuermodul 446. Das Drehmoment-RPM-Wechselmodul 448 ermittelt eine dritte Drehmomentkorrektur basierend auf der ersten Drehmomentkorrektur, wenn die Drehmomentsteuerzeit größer als eine kalibrierte Zeit ist. Das Drehmoment-RPM-Wechselmodul 448 setzt das Drehmomentintegral der ersten Drehmomentkorrektur auf null und ermittelt die dritte Drehmomentkorrektur basierend auf der neuen ersten Drehmomentkorrektur, wenn die Drehmomentsteuerzeit kleiner als die kalibrierte Zeit ist. Das Drehmomentintegral der dritten Drehmomentkorrektur I_T0 kann durch folgende Gleichung ermittelt werden:
wobei CAL_t die kalibrierte Zeit ist und ΔT_des eine Änderung des gewünschten vorausgesagten Drehmoments ist.
Ein Auswahlmodul 450 empfängt die zweite Drehmomentkorrektur von dem PI-Modul 442, die vorherige Drehmomentkorrektur von dem RPM-Drehmoment-Wechselmodul 444 und die dritte Drehmomentkorrektur von dem Drehmoment-RPM-Wechselmodul 448. Das Modusermittlungsmodul 332 steuert das Auswahlmodul 450, um auszuwählen, ob die zweite Drehmomentkorrektur, die vorherige Drehmomentkorrektur oder die dritte Drehmomentkorrektur verwendet werden sollte, um eine vierte Drehmomentkorrektur zu ermitteln. Das Modusermittlungsmodul 332 weist daher das Auswahlmodul 450 an, die vierte Drehmomentkorrektur anhand des PI-Moduls 442, des RPM-Drehmoment-Wechselmoduls 444 oder des Drehmoment-RPM-Wechselmoduls 448 zu ermitteln.
Das Auswahlmodul 450 ermittelt die vierte Drehmomentkorrektur anhand des PI-Moduls 442, wenn der Steuermodus der Drehmomentsteuermodus ist. Das Auswahlmodul 450 ermittelt die vierte Drehmomentkorrektur anhand des PI-Moduls 442, wenn der Steuermodus der RPM-Steuermodus ist. Mit anderen Worten wird das Drehmomentintegral der vierten Drehmomentkorrektur anhand des PI-Moduls 442 gelernt, wenn der Steuermodus der Drehmomentsteuermodus oder der RPM-Steuermodus ist.
Das Auswahlmodul 450 ermittelt die vierte Drehmomentkorrektur anhand des RPM-Drehmoment-Wechselmoduls 444, wenn der Steuermodus von dem RPM-Steuermodus zu dem Drehmomentsteuermodus wechselt. Mit anderen Worten wird das Drehmomentintegral der vierten Drehmomentkorrektur auf das vorherige Drehmomentintegral initialisiert, wenn der Steuermodus von dem RPM-Steuermodus zu dem Drehmomentsteuermodus wechselt. Das Auswahlmodul 450 ermittelt die vierte Drehmomentkorrektur anhand des Drehmoment-RPM-Wechselmoduls 448, wenn der Steuermodus von dem Drehmomentsteuermodus zu dem RPM-Steuermodus wechselt. Mit anderen Worten wird das Drehmomentintegral die vierte Drehmomentkorrektur auf null oder auf das Drehmomentintegral der zweiten Drehmomentkorrektur initialisiert, wenn der Steuermodus von dem Drehmomentsteuermodus zu dem RPM-Steuermodus wechselt.
Ein Summationsmodul 452 empfängt die vierte Drehmomentkorrektur von dem Auswahlmodul 450 und das gewünschte vorausgesagte Drehmoment von dem zweiten Auswahlmodul 336. Das Summationsmodul 452 addiert die vierte Drehmomentkorrektur und das gewünschte vorausgesagte Drehmoment, um das befohlene Drehmoment zu ermitteln. Das Summationsmodul 452 gibt das befohlene Drehmoment an das Steuermodul für das vorausgesagte Drehmoment 326 aus.
Nun auf 4 Bezug nehmend, stellt ein Flussdiagramm beispielhafte Schritte dar, die von dem Drehmoment-Regelungsmodul 340 ausgeführt werden. Die Steuerung beginnt bei Schritt 602, bei dem der Steuermodus als ein vorheriger Steuermodus gespeichert wird. Die Steuerung fährt bei Schritt 604 fort, bei dem das Drehmomentintegral als das vorherige Drehmomentintegral gespeichert wird.
Die Steuerung fährt bei Schritt 606 fort, bei dem der Steuermodus ermittelt wird. Die Steuerung fährt bei Schritt 608 fort, bei dem die Steuerung ermittelt, ob der Steuermodus der Drehmomentsteuermodus oder der RPM-Steuermodus ist. Wenn der Steuermodus der Drehmomentsteuermodus ist, fährt die Steuerung bei Schritt 610 fort; ansonsten fährt die Steuerung bei Schritt 612 fort.
Bei Schritt 610 ermittelt die Steuerung, ob der vorherige Steuermodus der Drehmomentsteuermodus oder der RPM-Steuermodus ist. Wenn der vorherige Steuermodus der Drehmomentsteuermodus ist, fährt die Steuerung bei Schritt 614 fort; ansonsten fährt die Steuerung bei Schritt 616 fort. Bei Schritt 614 wird das geschätzte Drehmoment ermittelt. Die Steuerung fährt bei Schritt 618 fort, bei dem Steuerung ermittelt, ob das geschätzte Drehmoment größer als das kalibrierte Drehmoment ist. Wenn das geschätzte Drehmoment größer als das kalibrierte Drehmoment ist, fährt die Steuerung bei Schritt 620 fort; ansonsten fährt die Steuerung bei Schritt 622 fort. Bei Schritt 620 wird die Drehmomentsteuerzeit erhöht. Die Steuerung fährt bei Schritt 622 fort. Bei Schritt 616 wird das Drehmomentintegral auf das vorherige Drehmomentintegral gesetzt. Die Steuerung kehrt zu Schritt 602 zurück.
Bei Schritt 612 ermittelt die Steuerung, ob der vorherige Steuermodus der Drehmomentsteuermodus oder der RPM-Steuermodus ist. Wenn der vorherige Steuermodus der Drehmomentsteuermodus ist, fährt die Steuerung bei Schritt 624 fort; ansonsten fährt die Steuerung bei Schritt 626 fort. Bei Schritt 624 ermittelt die Steuerung, ob die Drehmomentsteuerzeit kleiner als die kalibrierte Zeit ist. Wenn die Drehmomentsteuerzeit kleiner als die kalibrierte Zeit ist, fährt die Steuerung bei Schritt 628 fort; ansonsten fährt die Steuerung bei Schritt 630 fort. Bei Schritt 628 wird die Drehmomentsteuerzeit auf null gesetzt. Die Steuerung fährt bei Schritt 632 fort, bei dem das Drehmomentintegral auf null gesetzt wird. Die Steuerung kehrt zu Schritt 602 zurück. Bei Schritt 630 wird die Drehmomentsteuerzeit auf null gesetzt. Die Steuerung fährt bei Schritt 626 fort. Bei Schritt 626 wird das geschätzte Drehmoment ermittelt. Die Steuerung fährt bei Schritt 622 fort.
Bei Schritt 622 wird das gewünschte vorausgesagte Drehmoment ermittelt. Die Steuerung fährt bei Schritt 634 fort, bei dem das Drehmomentintegral basierend auf dem gewünschten vorausgesagten Drehmoment und dem geschätzten Drehmoment ermittelt wird. Die Steuerung kehrt zu Schritt 602 zurück.

Claims

Drehmomentsteuersystem, umfassend: ein Modusermittlungsmodul (332), das festlegt, ob ein gewünschtes Drehmoment in einem Motordrehzahlsteuermodus (RPM-Steuermodus) anhand einer Motordrehzahl (RPM) oder in einem Drehmomentsteuermodus anhand einer Drehmomentanforderung ermittelt wird; und ein Drehmoment-Regelungsmodul (340), das eine erste Drehmomentkorrektur und eine zweite Drehmomentkorrektur basierend auf dem gewünschten Drehmoment und einem geschätzten Drehmoment ermittelt; wobei das Drehmoment-Regelungsmodul (340) umfasst: ein RPM-Drehmoment-Wechselmodul (444), das bei einem Wechsel vom RPM-Steuermodus zum Drehmomentsteuermodus die erste Drehmomentkorrektur speichert und die erste Drehmomentkorrektur basierend auf einer vorherigen, gespeicherten Drehmomentkorrektur modifiziert; ein Drehmoment-RPM-Wechselmodul (448), das bei einem Wechsel vom Drehmomentsteuermodus zum RPM-Steuermodus eine dritte Drehmomentkorrektur auf null setzt, wenn eine Drehmomentsteuerzeit kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und die dritte Drehmomentkorrektur basierend auf der ersten Drehmomentkorrektur ermittelt, wenn die Drehmomentsteuerzeit größer als der vorbestimmte Wert ist; ein Auswahlmodul (450), das eine vierte Drehmomentkorrektur ermittelt basierend auf: der zweiten Drehmomentkorrektur, wenn sich das Drehmomentsteuersystem in dem Drehmomentsteuermodus oder in dem RPM-Steuermodus befindet, der dritten Drehmomentkorrektur, wenn das Drehmomentsteuersystem von dem Drehmomentsteuermodus zu dem RPM-Steuermodus wechselt, oder der ersten Drehmomentkorrektur, wenn das Drehmomentsteuersystem von dem RPM-Steuermodus zu dem Drehmomentsteuermodus wechselt; und ein Summationsmodul (452), das ein befohlenes Drehmoment basierend auf der vierten Drehmomentkorrektur und dem gewünschten Drehmoment ermittelt und das befohlene Drehmoment an ein Aktuatormodul (326, 116) ausgibt, wobei das Aktuatormodul (326, 116) einen Aktuator (112) eines Motors (102) basierend auf dem befohlenen Drehmoment steuert.
Drehmomentsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Drehmomentkorrektur jeweils eine Drehmomentproportionalkomponente und/oder eine Drehmomentintegralkomponente umfassen.
Drehmomentsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Drehmoment-Regelungsmodul (340) ferner ein Drehmomentzeitsteuermodul (446) umfasst, das die Drehmomentsteuerzeit erhöht, wenn sich das Drehmomentsteuersystem in dem Drehmomentsteuermodus befindet und wenn das geschätzte Drehmoment größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Drehmomentsteuersystem nach Anspruch 3, wobei das Drehmomentzeitsteuermodul (446) die Drehmomentsteuerzeit auf Null setzt, wenn das Drehmomentsteuersystem von dem Drehmomentsteuermodus zu dem RPM-Steuermodus wechselt.
Verfahren zum Betreiben eines Drehmomentsteuersystems, umfassend: Festlegen, ob ein gewünschtes Drehmoment in einem Motordrehzahlsteuermodus (RPM-Steuermodus) anhand einer Motordrehzahl (RPM) oder in einem Drehmomentsteuermodus anhand einer Drehmomentanforderung ermittelt wird; Ermitteln einer ersten Drehmomentkorrektur und einer zweiten Drehmomentkorrektur basierend auf dem gewünschten Drehmoment und einem geschätzten Drehmoment; bei einem Wechsel vom RPM-Steuermodus zum Drehmomentsteuermodus: Speichern der ersten Drehmomentkorrektur und Modifizieren der ersten Drehmomentkorrektur basierend auf einer vorherigen, gespeicherten Drehmomentkorrektur; bei einem Wechsel vom Drehmomentsteuermodus zum RPM-Steuermodus: Festlegen einer dritten Drehmomentkorrektur auf null, wenn eine Drehmomentsteuerzeit kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und Ermitteln der dritten Drehmomentkorrektur basierend auf der ersten Drehmomentkorrektur, wenn die Drehmomentsteuerzeit größer als der vorbestimmte Wert ist; Ermitteln einer vierten Drehmomentkorrektur basierend auf: der zweiten Drehmomentkorrektur, wenn sich das Drehmomentsteuersystem in dem Drehmomentsteuermodus oder in dem RPM-Steuermodus befindet, der dritten Drehmomentkorrektur, wenn das Drehmomentsteuersystem von dem Drehmomentsteuermodus zu dem RPM-Steuermodus wechselt, oder der ersten Drehmomentkorrektur, wenn das Drehmomentsteuersystem von dem RPM-Steuermodus zu dem Drehmomentsteuermodus wechselt; und Ermitteln eines befohlenen Drehmoments basierend auf der vierten Drehmomentkorrektur und dem gewünschten Drehmoment und Ausgeben des befohlenen Drehmoments an ein Aktuatormodul (326, 116), wobei das Aktuatormodul (326, 116) einen Aktuator (112) eines Motors (102) basierend auf dem befohlenen Drehmoment steuert.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst, dass die Drehmomentsteuerzeit inkrementiert wird, wenn sich das Drehmomentsteuersystem in dem Drehmomentsteuermodus befindet und wenn das geschätzte Drehmoment größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst, dass die Drehmomentsteuerzeit auf null gesetzt wird, wenn das Drehmomentsteuersystem von dem Drehmomentsteuermodus zu dem RPM-Steuermodus wechselt.