DE102009019835A1

DE102009019835A1 - Betrieb einer abgestimmten Drehmomentsteuerung mit deaktivierter Drossel

Info

Publication number: DE102009019835A1
Application number: DE102009019835A
Authority: DE
Inventors: Christopher E. Highland Whitney; Paul A. Fenton Bauerle; Ning Novi Jin; Todd R. Milford Shupe; Robert C. Brighton Simon jun.
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-05-05
Filing date: 2009-05-04
Publication date: 2009-12-31
Anticipated expiration: 2029-05-05
Also published as: CN101705877A; DE102009019835B4; US20090276128A1; US9068517B2; CN101705877B

Abstract

Ein Motorsteuersystem umfasst ein Luftsteuermodul und ein Zündfunken-Steuermodul. Das Luftsteuermodul steuert ein Drosselventil basierend auf einem ersten Soll-Drehmoment, wenn sich das Drosselventil in einem betriebsbereiten Zustand befindet. Das Zündfunken-Steuermodul steuert eine Zündfunken-Vorverstellung basierend auf dem ersten Soll-Drehmoment und einem zweiten Soll-Drehmoment, wenn sich das Drosselventil in einem Fehlerzustand befindet. Das Drosselventil wird in einer vorbestimmten Fehlerposition gehalten, wenn es sich in dem Fehlerzustand befindet.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/050,363, die am 5. Mai 2008 eingereicht wurde. Die Offenbarung der obigen Anmeldung ist hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Motordrehmomentsteuerung und insbesondere eine Motordrehmomentsteuerung mit einem deaktivierten Drosselventil.
HINTERGRUND
Die hierin vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient zu dem Zweck, den Kontext der Offenbarung allgemein darzustellen. Sowohl die Arbeit der derzeit genannten Erfinder, in dem Maß, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, als auch Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung nicht auf andere Weise als Stand der Technik gelten, sind weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung zugelassen.
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 die Drosselfläche zunimmt, nimmt die Luftströmung in den Motor zu. Ein Kraftstoffsteuersystem stellt die Rate ein, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, um ein Soll-Luft/Kraftstoffgemisch an die Zylinder zu liefern. Eine Zunahme der Luft und des Kraftstoffs zu den Zylindern vergrößert die Drehmomentabgabe des Motors.
Motorsteuersysteme wurden entwickelt, um die Motordrehmomentabgabe zu steuern, um ein vorausgesagtes Soll-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 zwischen verschiedenen Einrichtungen ab, welche die Motordrehmomentabgabe beeinflussen.
Beispielsweise stimmen herkömmliche Motorsteuersysteme die Motordrehmomentsteuerung nicht ab, wenn sie sich in einem Drossel-Mangelmodus befinden. Der Drossel-Mangelmodus ist ein Modus, bei dem die Drossel deaktiviert wird, da diagnostiziert wurde, dass sie eine Störung aufweist. Wenn sie deaktiviert wird, wird die Drossel auf eine vorbestimmte Position eingestellt (d. h. eine federbelastete Position), die genügend Luftströmung für den Motor für einen ”Notlauf” zulässt (d. h. um das Fahrzeug zum Reparieren an einen Ort in der Nähe zu fahren).
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Motorsteuersystem umfasst ein Luftsteuermodul und ein Zündfunken-Steuermodul. Das Luftsteuermodul steuert ein Drosselventil basierend auf einem ersten Soll-Drehmoment, wenn sich das Drosselventil in einem betriebsbereiten Zustand befindet. Das Zündfunken-Steuermodul steuert eine Zündfunken-Vorverstellung basierend auf dem ersten Soll-Drehmoment und einem zweiten Soll-Drehmoment, wenn sich das Drosselventil in einem Fehlerzustand befindet. Das Drosselventil wird in einer vorbestimmten Fehlerposition gehalten, wenn es sich in dem Fehlerzustand befindet.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Zylindersteuermodul. Das Zylindersteuermodul schaltet die Verbrennung in einem oder mehreren Zylindern eines Motors basierend auf dem ersten und dem zweiten Soll-Drehmoment selektiv ab, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Gemäß noch anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Motordrehzahl-Steuermodul. Das Motordrehzahl-Steuermodul ermittelt das erste Soll-Drehmoment basierend auf einem minimalen Drehmoment, einem Reservedrehmoment und einem Proportional-Integral-Offset (PI-Offset), der basierend auf einer Differenz zwischen einer Soll-Motordrehzahl und einer gemessenen Motordrehzahl ermittelt wird. Das Motordrehzahl-Steuermodul ermittelt das zweite Soll-Drehmoment basierend auf einem Proportional-Offset, der basierend auf der Differenz, dem Reservedrehmoment und einem Laufdrehmoment ermittelt wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Trajektorien-Steuermodul. Das Trajektorienmodul legt die Soll-Motor drehzahl auf eine erste vorbestimmte Leerlaufdrehzahl fest, wenn sich das Drosselventil in dem betriebsbereiten Zustand befindet, und erhöht die Soll-Motordrehzahl auf eine zweite vorbestimmte Leerlaufdrehzahl, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Gemäß noch weiteren Merkmalen schaltet das Motordrehzahl-Steuermodul das Ermitteln des ersten Soll-Drehmoments basierend auf dem minimalen Drehmoment ab, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Gemäß anderen Merkmalen stellt das Motordrehzahl-Steuermodul das Reservedrehmoment auf Null ein, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Gemäß noch anderen Merkmalen ermittelt das Motordrehzahl-Steuermodul den Proportional- und den PI-Offset basierend auf ersten Verstärkungen, wenn sich das Drosselventil in dem betriebsbereiten Zustand befindet, und ermittelt den Proportional- und den PI-Offset basierend auf zweiten Verstärkungen, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet. Die ersten Verstärkungen sind größer oder kleiner als die zweiten Verstärkungen.
Gemäß weiteren Merkmalen legt das Motordrehzahl-Steuermodul das erste Soll-Drehmoment auf ein vorbestimmtes Minimum fest, wenn das erste Soll-Drehmoment kleiner als das vorbestimmte Minimum ist, während sich das Drosselventil in dem betriebsbereiten Zustand befindet, und gibt das erste Soll-Drehmoment aus, wenn das erste Soll-Drehmoment kleiner als das vorbestimmte Minimum ist, während sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Drehmomentschätzmodul. Das Drehmomentschätzmodul ermittelt ein geschätztes Luftdrehmoment basierend auf gegenwärtigen Betriebsbedingungen und einer vorbestimmten Zündfunken-Vorverstellung und setzt eine maximale Drehmomentkapazität eines Motors gleich dem geschätzten Luftdrehmoment, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Getriebesteuermodul. Das Getriebesteuermodul steuert ein Übersetzungsverhältnis eines Getriebes basierend auf der maximalen Drehmomentkapazität.
Ein Motorsteuerverfahren umfasst, dass ein Drosselventil basierend auf einem ersten Soll-Drehmoment gesteuert wird, wenn sich das Drosselventil in einem betriebsbereiten Zustand befindet, und dass eine Zündfunken-Vorverstellung basierend auf dem ersten Soll-Drehmoment und einem zweiten Soll-Drehmoment gesteuert wird, wenn sich das Drosselventil in einem Fehlerzustand befindet. Das Drosselventil wird in einer vorbestimmten Fehlerposition gehalten, wenn es sich in dem Fehlerzustand befindet.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner, dass die Verbrennung in einem oder mehreren Zylindern eines Motors basierend auf dem ersten und dem zweiten Soll-Drehmoment selektiv abgeschaltet wird, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Gemäß noch anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner, dass das erste Soll-Drehmoment basierend auf einem minimalen Drehmoment, einem Reservedrehmoment und einem Proportional-Integral-Offset (PI-Offset) ermittelt wird, der basierend auf einer Differenz zwischen einer Soll-Motordrehzahl und einer gemessenen Motordrehzahl ermittelt wird; und dass das zweite Soll-Drehmoment basierend auf einem Proportional-Offset ermittelt wird, der basierend auf der Differenz, dem Reservedrehmoment und einem Laufdrehmoment ermittelt wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner, dass die Soll-Motordrehzahl auf eine erste vorbestimmte Leerlaufdrehzahl festgelegt wird, wenn sich das Drosselventil in dem betriebsbereiten Zustand befindet, und dass die Soll-Motordrehzahl auf eine zweite vorbestimmte Leerlaufdrehzahl erhöht wird, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner, dass das Ermitteln des ersten Soll-Drehmoments basierend auf dem minimalen Drehmoment abgeschaltet wird, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner, dass das Reservedrehmoment auf Null festgelegt wird, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Gemäß noch anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner, dass der Proportional- und der PI-Offset basierend auf ersten Verstärkungen ermittelt werden, wenn sich das Drosselventil in dem betriebsbereiten Zustand befindet, und dass der Proportional- und der PI-Offset basierend auf zweiten Verstärkungen ermittelt werden, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet. Die ersten Verstärkungen sind größer oder kleiner als die zweiten Verstärkungen.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner, dass das erste Soll-Drehmoment auf ein vorbestimmtes Minimum festgelegt wird, wenn das erste Soll-Drehmoment kleiner als das vorbestimmte Minimum ist, während sich das Drosselventil in dem betriebsbereiten Zustand befindet, und dass das erste Soll-Drehmoment ausgegeben wird, wenn das erste Soll-Drehmoment kleiner als das vorbestimmte Minimum ist, während sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner, dass ein geschätztes Luftdrehmoment basierend auf gegenwärtigen Betriebsbedingungen und einer vorbestimmten Zündfunken-Vorverstellung ermittelt wird und dass eine maximale Drehmomentkapazität eines Motors gleich dem geschätzten Luftdrehmoment gesetzt wird, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner, dass ein Übersetzungsverhältnis eines Getriebes basierend auf der maximalen Drehmomentkapazität gesteuert wird.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachstehend vorgesehenen ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden. Es versteht sich, dass die ausführliche Beschreibung und die speziellen Beispiele nur zu Darstellungszwecken gedacht sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der Offenbarung einzuschränken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines 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 RPM-Steuermoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist; und
4 ein Flussdiagramm beispielhafter Schritte ist, die von dem Motorsteuermodul gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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 die Formulierung 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.
Um eine Motordrehmomentsteuerung abzustimmen, wenn sie sich in einem Drossel-Mangelmodus befindet, umfasst das Motorsteuersystem der vorliegenden Offenbarung ein Betätigungsmodusmodul. Da eine Drossel während des Drossel-Mangelmodus nicht verfügbar ist, leitet das Betätigungsmodusmodul eine Drehmomentanforderung um, die ursprünglich für ein erstes Drehmomentsteuermodul bestimmt war, das die Drossel basierend auf der Drehmomentanforderung betätigt. Die Drehmomentanforderung wird zu einem zweiten Drehmomentsteuermodul umgeleitet, das verfügbare Aktuatoren (z. B. eine Zündkerze und ein Kraftstoffeinspritzsystem) basierend auf der Drehmomentanforderung betätigt. Zusätzlich umfasst das Motorsteuersystem ein Motordrehzahl-Steuermodul (RPM-Steuermodul), das Drehmomentanforderungen basierend auf verschiedenen Parametern ermittelt, wenn es sich in dem Drossel-Mangelmodus befindet.
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 aus dem Ansaugkrümmer 110 wird 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 aus dem Ansaugkrümmer 110 wird 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 Zündfunken-Aktuatormodul 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 dann, sich wieder aufwärts zu bewegen, und treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 heraus. Die Nebenprodukte 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 Phasensteller-Aktuatormodul 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 Ladedruck-Regelventil 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 Ladedruck-Aktuatormoduls 162. Das Ladedruck-Aktuatormodul 162 kann den Ladedruck des Turboladers 160 modulieren, indem die Position des Ladedruck-Regelventils 164 gesteuert wird. Die verdichtete Luftladung wird durch den Turbolader 160 an den Ansaugkrümmer 110 geliefert. Ein Zwischenkühler (nicht gezeigt) kann Wärme dissipieren, die erzeugt 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. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse mit dem Drosselventil 112 angeordnet sein.
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.
Verschiedene Steuermechanismen (d. h. Aktuatoren) des Motorsystems 100 können entsprechende Motorparameter des Motors 102 variieren. Beispielsweise kann das Drosselaktuatormodul 116 die Klappenposition (d. h. eine Aktuatorposition) und damit die Öffnungsfläche des Drosselventils 112 ändern. Auf ähnliche Weise kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 eine Aktuatorposition steuern, die einem Betrag einer Zündfunken-Vorverstellung entspricht. Andere Aktuatoren umfassen das Ladedruck-Aktuatormodul 162, das AGR-Ventil 170, das Phasensteller-Aktuatormodul 158, das Kraftstoffeinspritzsystem 124 und das Zylinderaktuatormodul 120. Aktuatorpositionen bezogen auf diese Aktuatoren können dem Ladedruck, der AGR-Ventilöffnung, den Einlass- und Auslass-Nocken phasenstellerwinkeln, dem Luft/Kraftstoffverhältnis bzw. der Anzahl von aktivierten Zylindern entsprechen.
Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des ECM 114 dargestellt. Das ECM 114 umfasst ein Fahrerinterpretationsmodul 202. Das Fahrerinterpretationsmodul 202 empfängt Fahrereingaben von dem Fahrereingabemodul 104. Die Fahrereingaben können beispielsweise eine Gaspedalposition umfassen. Das Fahrerinterpretationsmodul 202 gibt ein von einem Fahrer angefordertes Drehmoment aus.
Eine beispielhafte Implementierung des ECM 114 umfasst ein Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204. Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 vermittelt zwischen einer Fahrereingabe von dem Fahrereingabemodul 104 und anderen Achsendrehmomentanforderungen. Die Fahrereingabe kann beispielsweise auf einer Position eines Gaspedals basieren. Die Fahrereingabe kann auch auf einem Tempomat basieren, der ein adaptives Tempomatsystem sein kann, das die Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, um eine vorbestimmte Nachfolgedistanz aufrechtzuerhalten.
Die Drehmomentanforderungen können sowohl Zieldrehmomentwerte als auch Rampenanforderungen umfassen, wie z. B. eine Anforderung, dass das Drehmoment bis zu einem minimalen Motorabschaltdrehmoment herunterläuft oder dass das Drehmoment von dem minimalen Motorabschaltdrehmoment hochläuft. Die Achsendrehmomentanforderungen können eine Drehmomentverringerung umfassen, die während eines Radschlupfs von einem Traktionssteuersystem angefordert wird. Die Achsendrehmomentanforderungen können auch Drehmomentanforderungszunahmen umfassen, die einem negativen Radschlupf entgegenwir ken, bei dem ein Reifen des Fahrzeugs bezogen auf die Straßenoberfläche rutscht, da das Achsendrehmoment negativ ist.
Die Achsendrehmomentanforderungen können auch Bremsverwaltungsanforderungen und Drehmomentanforderungen aufgrund überhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen. Bremsverwaltungsanforderungen können das Motordrehmoment verringern, um sicherzustellen, dass die Motordrehmomentabgabe nicht die Fähigkeit der Bremsen übersteigt, das Fahrzeug zu halten, wenn das Fahrzeug gestoppt wird. Die Drehmomentanforderungen aufgrund überhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit können die Motordrehmomentabgabe verringern, um zu verhindern, dass das Fahrzeug eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet. Die Achsendrehmomentanforderungen können auch von Karosseriestabilitäts-Kontrollsystemen hervorgerufen werden. Die Achsendrehmomentanforderungen können ferner Motorabschaltanforderungen umfassen, wie sie beispielsweise erzeugt werden können, wenn ein kritischer Fehler detektiert wird.
Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 gibt ein vorausgesagtes Drehmoment und ein Momentandrehmoment basierend auf den Ergebnissen der Vermittlung zwischen den empfangenen Drehmomentanforderungen aus. Das vorausgesagte Drehmoment ist der Betrag des Drehmoments, den das ECM 114 zur Erzeugung durch den Motor 102 vorbereitet, und kann häufig auf der Drehmomentanforderung des Fahrers basieren. Das Momentandrehmoment ist der Betrag des gegenwärtigen Soll-Drehmoments, der kleiner als das vorausgesagte Drehmoment sein kann.
Das Momentandrehmoment kann kleiner als das vorausgesagte Drehmoment sein, um Drehmomentreserven zu schaffen, wie unten detaillierter beschrieben wird, und um vorübergehenden Drehmomentverringerungen zu genügen. Lediglich beispielhaft können vorübergehende Drehmomentverringerungen angefordert werden, wenn sich eine Fahrzeuggeschwindigkeit einem Schwellenwert für überhöhte Geschwindigkeit nähert und/oder wenn das Traktionssteuersystem einen Radschlupf detektiert.
Das Momentandrehmoment kann erreicht werden, indem Motoraktuatoren variiert werden, die schnell ansprechen, während langsamere Motoraktuatoren verwendet werden können, um das vorausgesagte Drehmoment vorzubereiten. Beispielsweise kann die Zündfunken-Vorverstellung in einem Benzinmotor schnell angepasst werden, während das Ansprechen der Luftströmung auf Einstellungen des Nockenphasenstellers oder der Drossel langsamer sein können, da Änderungen in der Luftströmung nicht als Drehmomentvariationen manifestiert werden, bis die Luft in einen Zylinder gesaugt, verdichtet und verbrannt wurde.
Eine Drehmomentreserve kann erzeugt werden, indem langsamere Motoraktuatoren dazu bestimmt werden, ein vorausgesagtes Drehmoment zu erzeugen, während schnellere Motoraktuatoren dazu bestimmt werden, ein Momentandrehmoment zu erzeugen, das kleiner als das vorausgesagte Drehmoment ist. Beispielsweise kann das Drosselventil 112 geöffnet werden, wodurch die Luftströmung zunimmt und die Erzeugung des vorausgesagten Drehmoments vorbereitet wird. Unterdessen kann die Zündfunken-Vorverstellung verringert werden (mit anderen Worten, der Zündfunkenzeitpunkt kann nach spät verstellt werden), um die Ist-Motordrehmomentabgabe auf das Momentandrehmoment zu verringern.
Die Differenz zwischen dem vorausgesagten Drehmoment und dem Momentandrehmoment kann als die Drehmomentreserve bezeichnet werden. Wenn eine Drehmomentreserve vorhanden ist, kann das Motordrehmoment schnell von dem Momentandrehmoment auf das vorausgesagte Drehmoment erhöht werden, indem ein schnellerer Aktuator verändert wird. Das vorausgesagte Drehmoment wird dadurch erreicht, ohne darauf zu warten, dass eine Änderung in dem Drehmoment durch ein Anpassen eines der langsameren Aktuatoren erfolgt.
Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 kann das vorausgesagte Drehmoment und das Momentandrehmoment an ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 ausgeben. Das vorausgesagte Drehmoment und das Momentandrehmoment, die von dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 empfangen werden, werden von einer Achsendrehmomentdomäne (Drehmoment an den Rädern) in eine Antriebsdrehmomentdomäne (Drehmoment an der Kurbelwelle) umgewandelt. Diese Umwandlung kann vor oder nach dem Empfang durch das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 auftreten.
Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 vermittelt zwischen Antriebsdrehmomentanforderungen, einschließlich des umgewandelten vorausgesagten Drehmoments und des umgewandelten Momentandrehmoments. Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 kann ein vermitteltes vorausgesagtes Drehmoment und ein vermitteltes Momentandrehmoment erzeugen. Die vermittelten Drehmomente können erzeugt werden, indem eine gewinnende Anforderung unter den empfangenen Anforderungen ausgewählt wird. Alternativ oder zusätzlich können die vermittelten Drehmomente erzeugt werden, indem eine der empfangenen Anforderungen basierend auf einer oder mehreren anderen der empfangenen Anforderungen modifiziert wird.
Andere Antriebsdrehmomentanforderungen können Drehmomentverringerungen zum Schutz vor überhöhter Motordrehzahl, Drehmomentzunahmen zum Schutz vor Abwürgen und Drehmomentverringerungen umfas sen, die von dem Getriebesteuermodul 194 angefordert werden, um Gangwechsel aufzunehmen. Die Antriebsdrehmomentanforderungen können auch aus einer Kraftstoffabschaltung wegen der Kupplung resultieren, was die Motordrehmomentabgabe verringern kann, wenn der Fahrer bei einem Fahrzeug mit Schaltgetriebe das Kupplungspedal niederdrückt.
Die Antriebsdrehmomentanforderungen können auch eine Motorabschaltanforderung umfassen, die ausgelöst werden kann, wenn ein kritischer Fehler detektiert wird. Lediglich beispielhaft können kritische Fehler die Detektion eines Fahrzeugdiebstahls, einen Motor mit blockiertem Anlasser, Probleme mit der elektronischen Drosselsteuerung und unerwartete Drehmomentzunahmen umfassen. Lediglich beispielhaft können Motorabschaltanforderungen die Vermittlung immer gewinnen, wodurch sie als vermittelte Drehmomente ausgegeben werden, oder sie können die Vermittlung insgesamt umgehen und den Motor 102 einfach abschalten. Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 kann diese Abschaltanforderungen weiterhin empfangen, so dass beispielsweise geeignete Daten zu anderen Drehmomentanforderern zurückgeführt werden können. Beispielsweise können alle anderen Drehmomentanforderer informiert werden, dass sie die Vermittlung verloren haben.
Ein RPM-Steuermodul 208 gibt ebenfalls eine vorausgesagte Drehmomentanforderung und eine Momentandrehmomentanforderung an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 aus. Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 kann einfach die Drehmomentanforderungen von dem RPM-Steuermodul 208 auswählen, wenn sich das ECM 114 in einem RPM-Modus befindet. Der RPM-Modus kann eingeschaltet werden, wenn der Fahrer seinen Fuß von dem Pedal nimmt. Der RPM-Modus kann dann sowohl zum Ausrollen des Fahrzeugs als auch dann verwendet werden, wenn sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet. Der RPM-Modus kann ausgewählt werden, wenn das vorausgesagte Drehmoment, das von dem Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 angefordert wird, kleiner als ein kalibrierter Drehmomentwert ist.
Das RPM-Steuermodul 208 empfängt die RPM von dem RPM-Sensor 180 und eine Soll-RPM von einem RPM-Trajektorienmodul 210. Das RPM-Trajektorienmodul 210 ermittelt eine Soll-RPM für den RPM-Modus. Lediglich beispielhaft kann das RPM-Trajektorienmodul 210 eine linear abnehmende RPM ausgeben, bis die RPM eine Leerlauf-RPM erreicht. Das RPM-Trajektorienmodul 210 kann dann damit fortfahren, die Leerlauf-RPM auszugeben. Die Leerlauf-RPM wird auf eine erste vorbestimmte RPM festgelegt.
Bei verschiedenen Implementierungen kann das RPM-Trajektorienmodul 210 derart funktionieren, wie in dem US-Patent Nr. 6,405,587 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.
Ein Reserven/Lastenmodul 211 empfängt die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung und die vermittelte Momentandrehmomentanforderung von dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206. Verschiedene Motorbetriebsbedingungen können die Motordrehmomentabgabe beeinflussen. In Ansprechen auf diese Bedingungen kann das Reserven/Lastenmodul 211 eine Drehmomentreserve durch ein Erhöhen der vorausgesagten Drehmomentanforderung erzeugen.
Lediglich beispielhaft kann ein Katalysator-Anspringprozess oder ein Prozess zur Verringerung von Kaltstartemissionen die Zündfunken-Vorverstellung für einen Motor direkt variieren. Das Reserven/Lastenmodul 211 kann daher die vorausgesagte Drehmomentanforderung erhöhen, um der Wirkung dieser Zündfunken-Vorverstellung auf die Motordrehmomentabgabe entgegenzuwirken. Bei einem anderen Beispiel kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors und/oder die Luftmassenströmung direkt variiert werden, wie z. B. durch ein Testen des Äquivalenzverhältnisses mittels einer eingreifenden Diagnostik und/oder durch ein Spülen eines neuen Motors. Entsprechende vorausgesagte Drehmomentanforderungen können erzeugt werden, um während dieser Prozesse Änderungen in der Motordrehmomentabgabe auszugleichen.
Das Reserven/Lastenmodul 211 kann auch eine Reserve in Erwartung einer zukünftigen Last erzeugen, wie z. B. des Einrückens der Klimaanlagenkompressorkupplung oder des Betriebs der Servolenkungspumpe. Die Reserve für die Einrückung der Klimaanlagenkupplung (A/C-Kupplung) kann erzeugt werden, wenn der Fahrer die Klimaanlage zum ersten Mal anfordert. Dann, wenn die A/C-Kupplung einrückt, kann das Reserven/Lastenmodul 211 die erwartete Last der A/C-Kupplung zu der Momentandrehmomentanforderung addieren. Das Reserven/Lastenmodul 211 liefert eine Angabe der Drehmomentreserve (T_Res) an das RPM-Steuermodul 208, was unten in dem Kontext der beispielhaften Ausführungsform von 3 diskutiert wird.
Ein Betätigungsmodul 212 empfängt die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung von dem Reserven/Lastenmodul 211. Das Betätigungsmodul 212 ermittelt, wie die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung erreicht werden. Das Betätigungsmodul 212 kann für den Motortyp spezifisch sein, mit unterschiedlichen Steuerschemata für Benzinmotoren gegenüber Dieselmotoren. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Betätigungsmodul 212 die Grenze zwischen den Modulen vor dem Betätigungsmodul 212, die motorunabhängig sind, und den Modulen definieren, die motorabhängig sind.
Beispielsweise kann das Betätigungsmodul 212 in einem Benzinmotor das Öffnen des Drosselventils 112 variieren, was einen weiten Bereich der Drehmomentsteuerung ermöglicht. Das Öffnen und Schließen des Drosselventils 112 führt jedoch zu einer relativ langsamen Änderung in dem Drehmoment. Das Abschalten von Zylindern liefert auch einen weiten Bereich der Drehmomentsteuerung, kann aber ähnlich langsam sein und zusätzlich Fahrbarkeits- und Emissionsprobleme mit sich bringen. Eine Änderung der Zündfunken-Vorverstellung ist relativ schnell, liefert aber keinen so großen Bereich der Drehmomentsteuerung. Zusätzlich ändert sich der Betrag der Drehmomentsteuerung, der mit dem Zündfunken möglich ist (als Zündfunkenkapazität bezeichnet), wenn sich die Luft pro Zylinder ändert.
Bei verschiedenen Implementierungen kann das Betätigungsmodul 212 eine Luftdrehmomentanforderung basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung erzeugen. Die Luftdrehmomentanforderung kann der vorausgesagten Drehmomentanforderung gleich sein, was bewirkt, dass die Luftströmung derart eingestellt ist, dass die vorausgesagte Drehmomentanforderung durch Änderungen der anderen Aktuatoren erreicht werden kann.
Ein Luftsteuermodul 214 kann Soll-Aktuatorwerte für langsame Aktuatoren basierend auf der Luftdrehmomentanforderung ermitteln. Beispielsweise kann das Luftsteuermodul 214 den Soll-Krümmerabsolutdruck (Soll-MAP), die Soll-Drosselfläche und/oder die Soll-Luft pro Zylinder (Soll-APC) steuern. Der Soll-MAP kann verwendet werden, um einen Soll-Ladedruck zu ermitteln, und der Soll-APC kann verwendet werden, um Soll-Phasenstellerpositionen zu ermitteln. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Luftsteuermodul 214 auch einen Betrag des Öffnens des AGR-Ventils 170 ermitteln.
Bei Benzinsystemen kann das Betätigungsmodul 212 auch eine Zündfunken-Drehmomentanforderung, eine Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung und eine Kraftstoffmassen-Drehmomentanforderung erzeugen. Die Zündfunken-Drehmomentanforderung kann von dem Zündfunken-Steuermodul 216 verwendet werden, um zu ermitteln, wie viel der Zündfunken bezogen auf eine kalibrierte Zündfunken-Vorverstellung nach spät verstellt wird (was die Motordrehmomentabgabe verringert).
Die Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung kann von einem Zylindersteuermodul 217 verwendet werden, um zu ermitteln, wie viele Zylinder deaktiviert werden sollen. Das Zylindersteuermodul 217 kann das Zylinderaktuatormodul 120 anweisen, einen oder mehrere Zylinder des Motors 102 zu deaktivieren. Bei verschiedenen Implementierungen kann eine vordefinierte Gruppe von Zylindern gemeinsam deaktiviert werden. Das Zylindersteuermodul 217 kann auch ein Kraftstoffsteuermodul 218 anweisen, die Kraftstofflieferung an die deaktivierten Zylinder zu stoppen, und es kann das Zündfunken-Steuermodul 216 anweisen, die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder zu stoppen.
Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zylinderaktuatormodul 120 ein Hydrauliksystem umfassen, das Einlass- und/oder Auslassventile für einen oder mehrere Zylinder von den entsprechenden Nockenwellen selektiv abkoppelt, um diese Zylinder zu deaktivieren. Lediglich beispiel haft werden die Ventile für die Hälfte der Zylinder als eine Gruppe durch das Zylinderaktuatormodul 120 entweder hydraulisch angekoppelt oder abgekoppelt. Bei verschiedenen Implementierungen können die Zylinder deaktiviert werden, indem einfach die Kraftstoffzufuhr zu diesen Zylindern gestoppt wird, ohne dass das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile gestoppt wird. Bei solchen Implementierungen kann das Zylinderaktuatormodul 120 weggelassen werden.
Die Kraftstoffmassen-Drehmomentanforderung kann von dem Kraftstoffsteuermodul 218 verwendet werden, um die Menge des an jeden Zylinder gelieferten Kraftstoffs zu variieren. Lediglich beispielhaft kann das Kraftstoffsteuermodul 218 eine Kraftstoffmasse ermitteln, die eine stöchiometrische Verbrennung ergibt, wenn sie mit der gegenwärtigen Luftmenge pro Zylinder kombiniert wird. Das Kraftstoffsteuermodul 218 kann das Kraftstoffaktuatormodul 124 anweisen, diese Kraftstoffmasse für jeden aktivierten Zylinder einzuspritzen. Während des normalen Motorbetriebs kann das Kraftstoffsteuermodul 218 versuchen, ein stöchiometrisches Luft/ Kraftstoffverhältnis aufrechtzuerhalten.
Das Kraftstoffsteuermodul 218 kann die Kraftstoffmasse über den stöchiometrischen Wert erhöhen, um die Motordrehmomentabgabe zu erhöhen, und es kann die Kraftstoffmasse verringern, um die Motordrehmomentabgabe zu verringern. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Kraftstoffsteuermodul 218 ein Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis empfangen, das sich von der Stöchiometrie unterscheidet. Das Kraftstoffsteuermodul 218 kann dann eine Kraftstoffmasse für jeden Zylinder ermitteln, die das Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis erreicht. Bei Dieselsystemen kann die Kraftstoffmasse der primäre Aktuator sein, um die Motordrehmomentabgabe zu steuern.
Ein Drehmomentschätzmodul 220 kann die Drehmomentabgabe des Motors 102 schätzen. Dieses geschätzte Drehmoment kann von dem Luftsteuermodul 228 verwendet werden, um eine Regelung der Motorluftströmungsparameter, wie z. B. der Drosselfläche, des MAP und der Phasenstellerpositionen, auszuführen. Lediglich beispielhaft kann eine Beziehung wie z. B. T = f(APC, S, I, E, AF, OT, #) (1)definiert werden, wobei das Drehmoment (T) eine Funktion der Luft pro Zylinder (APC), der Zündfunken-Vorverstellung (S), der Einlass-Nockenphasenstellerposition (I), der Auslass-Nockenphasenstellerposition (E), des Luft/Kraftstoffverhältnisses (AF), der Öltemperatur (OT) und der Anzahl der aktivierten Zylinder (#) ist. Zusätzliche Variablen können berücksichtigt werden, wie z. B. der Öffnungsgrad eines Abgasrückführungsventils (AGR-Ventils).
Diese Beziehung kann durch eine Gleichung modelliert und/oder als eine Nachschlagetabelle gespeichert werden. Das Drehmomentschätzmodul 220 kann die APC basierend auf der gemessenen MAF und der gegenwärtigen RPM ermitteln, wodurch eine Luftregelung basierend auf einer Ist-Luftströmung ermöglicht wird. Die Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerpositionen können auf Ist-Positionen basieren, während sich die Phasensteller zu den Soll-Positionen bewegen können.
Während die Ist-Zündfunken-Vorverstellung verwendet werden kann, um das Drehmoment zu schätzen, kann das geschätzte Drehmoment als ein geschätztes Luftdrehmoment oder als ein unreguliertes Drehmoment bezeichnet werden, wenn ein kalibrierter Zündfunken-Vorverstellungswert verwendet wird, um das Drehmoment zu schätzen. Das geschätzte Luftdrehmoment (d. h. das unregulierte Drehmoment) ist eine Schätzung, wie viel Drehmoment der Motor 102 bei der gegenwärtigen Luftströmung erzeugen könnte, wenn die Zündfunkenverstellung nach spät bei einer Verbrennung in allen Zylindern aufgehoben werden würde (d. h. die Zündfunken-Vorverstellung auf den kalibrierten Zündfunken-Vorverstellungswert eingestellt würde).
Das Luftsteuermodul 214 kann ein Soll-Krümmerabsolutdrucksignal (Soll-MAP-Signal) erzeugen. Das Soll-MAP-Signal kann verwendet werden, um das Ladedruck-Aktuatormodul 164 zu steuern. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 steuert dann einen oder mehrere Turbolader und/oder Turbokompressoren. Das Luftsteuermodul 214 kann auch ein Soll-Luft-pro-Zylinder-Signal (Soll-APC-Signal) erzeugen, das verwendet werden kann, um das Phasensteller-Aktuatormodul 158 zu steuern. Das Phasensteller-Aktuatormodul 158 steuert dann die Positionen der Einlass- und/oder Auslass-Nockenphasensteller 148 und 150.
Das Luftsteuermodul 214 kann ein Soll-Flächensignal erzeugen, welches an das Drosselaktuatormodul 116 ausgegeben wird. Das Drosselaktuatormodul 116 regelt dann das Drosselventil 112, um die Soll-Drosselfläche zu erzeugen. Das Luftsteuermodul 214 kann das Soll-Flächensignal basierend auf einem inversen Drehmomentmodell und der Luftdrehmomentanforderung erzeugen. Das Luftsteuermodul 214 kann das geschätzte Drehmoment und/oder das MAF-Signal verwenden, um eine Regelung auszuführen. Beispielsweise kann das Soll-Flächensignal gesteuert werden, um eine Differenz zwischen dem geschätzten Luftdrehmoment und der Luftdrehmomentanforderung zu minimieren.
Wieder auf das Zündfunken-Steuermodul 216 Bezug nehmend, können die Zündfunken-Vorverstellungswerte bei verschiedenen Motorbetriebsbedingungen kalibriert werden. Lediglich beispielhaft kann eine Drehmomentbeziehung invertiert werden, um diese nach der Soll-Zündfunken-Vorverstellung aufzulösen. Für eine gegebene Drehmomentanforderung (T_des) kann die Soll-Zündfunken-Vorverstellung (S_des) basierend auf Sdes = T–1(Tdes, APC, I, E, AF, OT, #) (2)ermittelt werden. Diese Beziehung kann durch eine Gleichung und/oder durch eine Nachschlagetabelle verkörpert werden. Das Luft/Kraftstoffverhältnis (AF) kann das Ist-Verhältnis sein, wie es von dem Kraftstoffsteuermodul 240 angegeben wird.
Wenn die Zündfunken-Vorverstellung auf die kalibrierte Zündfunken-Vorverstellung eingestellt wird, kann das resultierende Drehmoment so nahe wie möglich bei einem mittleren Bestdrehmoment (MBT) liegen. Das MBT bezieht sich auf das maximale Drehmoment, das für eine gegebene Luftströmung erzeugt wird, wenn die Zündfunken-Vorverstellung erhöht wird, während Kraftstoff mit einer Oktanzahl größer als ein vorbestimmter Schwellenwert verwendet wird. Die Zündfunken-Vorverstellung, bei der dieses maximale Drehmoment auftritt, kann als ein MBT-Zündfunken bezeichnet werden. Die kalibrierte Zündfunken-Vorverstellung kann sich von dem MBT-Zündfunken beispielsweise aufgrund der Kraftstoffqualität (wenn beispielsweise Kraftstoff mit geringerer Oktanzahl verwendet wird) und aufgrund von Umweltfaktoren unterscheiden. Das Drehmoment bei der kalibrierten Zündfunken-Vorverstellung kann daher kleiner als das MBT sein.
Der Ansatz, den das Betätigungsmodul 212 wählt, um die Momentandrehmomentanforderung zu erreichen, kann durch eine Modusfeststellung ermittelt werden. Die Modusfestlegung kann an das Betätigungsmodul 212 geliefert werden, beispielsweise von dem Modusermittlungsmodul 220. Die Moden können beispielsweise einen inaktiven Modus, einen gefälligen Modus, eines Maximalbereichsmodus und einen Selbstbetätigungsmodus umfassen.
In dem inaktiven Modus kann das Betätigungsmodul 212 die Momentandrehmomentanforderung ignorieren und versuchen, die vorausgesagte Drehmomentanforderung zu erreichen. Das Betätigungsmodul 212 kann daher die Zündfunken-Drehmomentanforderung, die Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung und die Kraftstoffmassen-Drehmomentanforderung auf die vorausgesagte Drehmomentanforderung einstellen, was die Drehmomentabgabe für die gegenwärtigen Motorluftströmungsbedingungen maximiert. Alternativ kann das Betätigungsmodul 212 diese Anforderungen auf vorbestimmte (beispielsweise unerreichbar hohe) Werte einstellen, um Drehmomentverringerungen durch die Zündfunkenverstellung nach spät, das Deaktivieren der Zylinder oder das Verringern des Kraftstoff/Luftverhältnisses abzuschalten.
In dem gefälligen Modus kann das Betätigungsmodul 212 versuchen, die Momentandrehmomentanforderung zu erreichen, indem nur die Zündfunken-Vorverstellung angepasst wird. Das Betätigungsmodul 212 kann daher die vorausgesagte Drehmomentanforderung als die Luftdrehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung als die Zündfunken-Drehmomentanforderung ausgeben. Das Zündfunken-Steuermodul 216 wird den Zündfunken so weit wie möglich nach spät verstellen, um zu versuchen, die Zündfunken-Drehmomentanforderung zu erreichen. Wenn die Verringerung des Soll-Drehmoments größer als die Zündfunken-Reservekapazität ist (der Betrag der durch die Zündfunkenverstellung nach spät erreichbaren Drehmomentverringerung), kann die Drehmomentverringerung nicht erreicht werden.
In dem Maximalbereichsmodus kann das Betätigungsmodul 212 die vorausgesagte Drehmomentanforderung als die Luftdrehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung als die Zündfunken-Drehmomentanforderung ausgeben. Zusätzlich kann das Betätigungsmodul 212 eine Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung erzeugen, die niedrig genug ist, um dem Zündfunken-Steuermodul 216 zu ermöglichen, die Momentandrehmomentanforderung zu erreichen. Mit anderen Worten kann das Betätigungsmodul 212 die Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung verringern (wodurch Zylinder deaktiviert werden), wenn die Verringerung der Zündfunken-Vorverstellung alleine nicht in der Lage ist, die Momentandrehmomentanforderung zu erreichen.
In dem Selbstbetätigungsmodus kann das Betätigungsmodul 212 die Luftdrehmomentanforderung basierend auf der Momentandrehmomentanforderung verringern. Beispielsweise kann die Luftdrehmomentanforderung nur so weit verringert werden, wie es notwendig ist, um dem Zündfunken-Steuermodul 216 zu erlauben, die Momentandrehmomentanforderung durch ein Anpassen der Zündfunken-Vorverstellung zu erreichen. Daher wird die Momentandrehmomentanforderung in dem Selbstbetätigungsmodus erreicht, während dem Motor 102 erlaubt wird, so schnell wie möglich zu der vorausgesagten Drehmomentanforderung zurückzukehren. Mit anderen Worten wird die Verwendung von relativ langsam ansprechenden Drosselventilkorrekturen minimiert, indem die schnell ansprechende Zündfunken-Vorverstellung so weit wie möglich verringert wird.
Das Modusermittlungsmodul 220 wählt den Betriebsmodus aus. Gemäß der vorliegenden Offenbarung wählt das Modusermittlungsmodul 220 den Modus aus den obigen Moden und einem Drossel-Mangelmodus aus. Insbesondere ermittelt das Modusermittlungsmodul 220, ob sich das ECM 114 in dem Drossel-Mangelmodus befindet oder ob der Drossel-Mangelmodus eingeschaltet werden soll. Lediglich beispielhaft kann das Modusermittlungsmodul 220 basierend auf dem TPS-Signal von den TPS-Sensoren 190 und/oder dem MAF-Signal ermitteln, ob sich das ECM 114 in dem Drossel-Mangelmodus befindet, ist aber nicht darauf beschränkt.
Das Modusermittlungsmodul 220 schaltet den Drossel-Mangelmodus ein, wenn diagnostiziert wurde, dass das Drosselventil 112 eine Störung aufweist. Lediglich beispielhaft kann ein Fehler oder eine Störung in dem Drosselventil 112 basierend auf dem TPS-Signal und/oder dem MAF-Signal diagnostiziert werden. Es kann diagnostiziert werden, dass das Drosselventil 112 eine Störung aufweist, wenn das TPS-Signal angibt, dass sich das Drosselventil 112 nicht bewegt, nachdem eine Betätigung angefordert wurde. Es kann diagnostiziert werden, dass das Drosselventil 112 eine Störung aufweist, wenn das TPS-Signal und/oder das MAF-Signal Werte angeben, die nicht mit denjenigen gleich sind, die erwartet werden. Ob ein Fehler in dem Drosselventil 112 diagnostiziert wurde, kann das Modusermittlungsmodul 220 bei einer anderen Implementierung basierend darauf ermitteln, ob ein Diagnoseflag für das Drosselventil 112 in einem Diagnosespeicher (nicht gezeigt) gesetzt wurde.
Wenn der Drossel-Mangelmodus eingeschaltet wird, wird das Drosselventil 112 deaktiviert, und es bleibt in einer federbelasteten Position. Die federbelastete Position liefert einen vorbestimmten Betrag der Luftströmung. Wenn der Drossel-Mangelmodus eingeschaltet wird, stellt das Modusermittlungsmodul 220 ein Modussignal auf ein vorbestimmtes Signal ein, das angibt, dass sich das ECM 114 in dem Drossel-Mangelmodus befindet. Das Modusermittlungsmodul 220 gibt das Modussignal an das Betätigungsmodul 212, das RPM-Trajektorienmodul 210, das RPM-Steuermodul 208 und das Drehmomentschätzmodul 220 aus.
Wenn das Betätigungsmodul 212 das Modussignal empfängt, das angibt, dass sich das ECM 114 in dem Drossel-Mangelmodus befindet, leitet das Betätigungsmodul 212 die Luftdrehmomentanforderung zu dem Zündfunken-Steuermodul 216 und dem Zylindersteuermodul 217 um. Anstelle des Luftsteuermoduls 214 erreichen dann das Zündfunken-Steuermodul 216 und das Zylindersteuermodul 217 die Luftdrehmomentanforderung.
Das Betätigungsmodul 212 gibt die Luftdrehmomentanforderung an das Zündfunken-Steuermodul 216 und das Zylindersteuermodul 217 aus, da das Drosselventil 112 deaktiviert wurde und daher nicht verfügbar ist. Wenn sich das Drosselventil 112 in der federbelasteten Position befindet, ist die Motorluftströmung zu hoch für einen Leerlauf, der nur eine Zündfunkenverstellung nach spät verwendet. Dementsprechend kann das Zylindersteuermodul 217 einen oder mehrere Zylinder deaktivieren. Lediglich beispielhaft kann das Zylindersteuermodul 217 alle außer einem der Zylinder des Motors 102 deaktivieren. Das Umleiten der Luftdrehmomentanforderung erlaubt dem Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204, dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 und dem RPM-Steuermodul 208, auf ihre normale Weise zu arbeiten (d. h. das vorausgesetzte Drehmoment zu ermitteln).
Wenn das RPM-Trajektorienmodul 210 das Modussignal empfängt, das angibt, dass sich das ECM 114 in dem Drossel-Mangelmodus befindet, stellt das RPM-Trajektorienmodul 210 die Leerlauf-RPM auf eine zweite vorbestimmte RPM ein, die größer als die erste vorbestimmte RPM ist. Die Leerlauf-RPM wird erhöht, um den MAP zu verringern, da der MAP während des Drossel-Mangelmodus erhöht ist, da sich das Drosselventil 112 in der federbelasteten Position befindet. Der erhöhte MAP erzeugt ein niedriges Vakuum in dem Ansaugkrümmer 110. Das niedrige Vakuum kann für ein Bremssystem unangemessen sein, das erfordert, dass ein Vakuum bereitgestellt wird. Zusätzlich kann die Leerlauf-RPM erhöht werden, da eine geringere Zündfunkenverstellung nach spät erforderlich sein wird, um die RPM auf niedrigeren Werten zu halten.
Wenn das Drehmomentschätzmodul 220 das Modussignal empfangt, das angibt, dass sich das ECM 114 in dem Drossel-Mangelmodus befindet, stellt das Drehmomentschätzmodul 220 eine maximale Drehmomentkapazität des Motors 102 auf ein unreguliertes Drehmoment (d. h. das geschätzte Luftdrehmoment) ein. Das unregulierte Drehmoment ist eine Schätzung des Drehmoments, das der Motor 102 mit den gegenwärtigen Luftströmungsbedingungen, der Zündfunken-Vorverstellung, die auf den kalibrierten Zündfunken-Vorverstellungswert eingestellt ist, und dem Zünden aller Zylinder zu erzeugen vermag.
Andere Systeme, welche die maximale Drehmomentkapazität verwenden, können dann ihre Steuerstrategien anpassen, um sich darauf einzustellen, dass sich das Drosselventil 112 in der federbelasteten Position befindet. Lediglich beispielhaft kann das Getriebesteuermodul 194 die Steuerung des Übersetzungsverhältnisses durch die Verwendung niedrigerer Gänge (d. h. größerer Übersetzungsverhältnisse) anpassen, wenn die maximale Drehmomentkapazität auf das unregulierte Drehmoment eingestellt wird. Die Verwendung niedrigerer Gänge kann dem Getriebesteuermodul 194 ermöglichen, das Soll-Achsendrehmoment trotz der begrenzten Drehmomentabgabefähigkeit des Motors 102 zu erreichen, während das Drosselventil 112 deaktiviert ist.
Nun auf 3 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des RPM-Steuermoduls 208 dargestellt. Das RPM-Steuermodul 208 umfasst ein Proportional-Integralmodul (PI-Modul) 302, ein Minimaldrehmomentmodul 304, ein eine Reserve auf Null setzendes Modul 306 und ein Proportionalmodul (P-Modul) 308. Das RPM-Steuermodul 208 umfasst ferner ein Laufdrehmomentmodul 310, ein Summationsmodul 312, ein Subtraktionsmodul 314 und ein Summationsmodul 316. Wenn das RPM-Steuermodul 208 das Modussignal empfängt, das angibt, dass sich das ECM 114 in dem Drossel-Mangelmodus befindet, arbeitet das RPM-Steuermodul 208 auf eine andere Weise als hierin beschrieben.
Das PI-Modul 302 empfängt die Soll-RPM, die RPM und das Modussignal. Das PI-Modul 302 vergleicht die Soll-RPM mit der RPM, um einen ersten RPM-Korrekturfaktor zu ermitteln. Das PI-Modul 302 verwendet ein PI-Steuerschema, um die Soll-RPM zu erfüllen.
Der erste RPM-Korrekturfaktor umfasst eine RPM-Proportionale (d. h. PRPM) oder einen Proportional-Offset, der auf der Differenz zwischen der Soll-RPM und der RPM sowie einer Proportional-Verstärkung basiert. Der erste RPM-Korrekturfaktor umfasst ferner ein RPM-Integral (d. h. I_RPM) oder einen Offset, der auf dem Integral über die Differenz zwischen der Soll-RPM und der RPM sowie einer Integral-Verstärkung basiert. Eine weitere Diskussion des PI-Steuerschemas ist in der Patentanmeldung 11/656,929 zu finden, die dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung, die am 23. Januar 2007 eingereicht wurde und den Titel ”Engine Torque Control at High Pressure Ratio” trägt und deren Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Eine zusätzliche Diskussion bezüglich der PI-Steuerung der RPM ist in der Patentanmeldung 11/685,735 zu finden, die dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung, die am 13. März 2007 eingereicht wurde und den Titel ”Torque Based Engine Speed Control” trägt und deren Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Wenn das PI-Modul 302 nicht das Modussignal empfängt, das angibt, dass sich das ECM 114 in dem Drossel-Mangelmodus befindet, stellt das PI-Modul 302 die Proportional-Verstärkung auf eine erste vorbestimmte Verstärkung ein. Das PI-Modul 302 stellt die Integral-Verstärkung auf eine zweite vorbestimmte Verstärkung ein. Wenn das PI-Modul 302 das Modussignal empfängt, das angibt, dass sich das ECM 114 in dem Drossel-Mangelmodus befindet, stellt das PI-Modul 302 die Proportional-Verstärkung auf eine dritte vorbestimmte Verstärkung anstelle der ersten vorbestimmten Verstärkung ein. Das PI-Modul 302 stellt die Integral-Verstärkung auf eine vierte vorbestimmte Verstärkung anstelle der zweiten vorbestimmten Verstärkung ein.
Die Proportional-Verstärkung und die Integral-Verstärkung werden jeweils auf unterschiedliche Verstärkungswerte eingestellt, da die federbelastete Position des Drosselventils 112 während des Drossel-Mangelmodus zu einer hohen MAF führt. Bei der hohen MAF wird nur eine Teilanzahl der Zylinder verwendet, um die Leerlauf-RPM aufrecht zu erhalten. Der Betrieb mit der Teilanzahl der Zylinder führt zu unterschiedlichen Ansprecheigenschaften für das ECM 114 und folglich zu einer Notwendigkeit für verschiedene Verstärkungswerte.
Das Minimaldrehmomentmodul 304 empfängt die Soll-RPM und das Modussignal. Wenn das Minimaldrehmomentmodul 304 nicht das Modussignal empfängt, das angibt, dass sich das ECM 114 in dem Drossel- Mangelmodus befindet, ermittelt das Minimaldrehmomentmodul 304 ein minimales Drehmoment, das erforderlich ist, um die Soll-RPM aufrecht zu erhalten. Das Minimaldrehmoment wird beispielsweise aus einer Nachschlagetabelle ermittelt. Das Minimaldrehmoment wird ermittelt, um Motorfehlzündungen zu verhindern (d. h. eine mangelhafte Verbrennung in einem Motor).
Wenn das Minimaldrehmomentmodul 304 das Modussignal empfängt, das angibt, dass sich das ECM 114 in dem Drossel-Mangelmodus befindet, wird das Minimaldrehmomentmodul 304 abgeschaltet. Das Minimaldrehmomentmodul 304 wird abgeschaltet, da die federbelastete Position des Drosselventils 112 während des Drossel-Mangelmodus zu einer hohen MAF führt. Bei der hohen MAF und einer optimalen Zündfunken-Vorverstellung ist es unwahrscheinlich, dass Motorfehlzündungen auftreten. Zusätzlich vergrößert das Abschalten des Minimaldrehmomentmoduls 304 den Bereich des vorausgesagten Drehmoments des RPM-Steuermoduls 208. Der vergrößerte Bereich des vorausgesagten Drehmoments kann für einen Notlauf des Motors 102 benötigt werden.
Das die Reserve auf Null setzende Modul 306 empfängt die Angabe des Reservedrehmoments (T_Res), die von dem Reserven/Lastenmodul 211 geliefert wird, und das Modussignal von dem Modusermittlungsmodul 220. Wenn das die Reserve auf Null setzende Modul 306 nicht das Modussignal empfangt, das angibt, dass sich das ECM in dem Drossel-Mangelmodus befindet, gibt das die Reserve auf Null setzende Modul 306 das angegebene Reservedrehmoment als das Reservedrehmoment (T_Res) aus. Das Reservedrehmoment ist ein zusätzlicher Betrag des Drehmoments, der berücksichtigt wird, um unbekannte Lasten zu kompensieren, die das Motorsystem 100 plötzlich belasten können. Eine weitere Diskussion des Reservedrehmoments ist in der Patentanmeldung 11/972,090 zu finden, die dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung, die am 10. Januar 2008 eingereicht wurde und den Titel ”Reserve Torque Management for Engine Speed Control” trägt und deren Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Wenn das die Reserve auf Null setzende Modul 306 das Modussignal empfangt, das angibt, dass sich das ECM 114 in dem Drossel-Mangelmodus befindet, stellt das die Reserve auf Null setzende Modul 306 das Reservedrehmoment (T_Res) auf Null ein. Das die Reserve auf Null setzende Modul 306 stellt das Reservedrehmoment auf Null ein, da die federbelastete Position des Drosselventils 112 in dem Drossel-Mangelmodus zu einer hohen MAF führt. Bei der hohen MAF kann die Leerlauf-RPM ohne das Reservedrehmoment aufrechterhalten werden.
Das P-Modul 308 empfängt die Soll-RPM, die RPM und das Modussignal. Das P-Modul 308 vergleicht die Soll-RPM mit der RPM, um einen zweiten RPM-Korrekturfaktor zu ermitteln. Das P-Modul 308 verwendet ein P-Steuerschema, um die Soll-RPM zu erfüllen.
Der zweite RPM-Korrekturfaktor umfasst die RPM-Proportionale. Wenn das P-Modul 308 nicht das Modussignal empfangt, das angibt, dass sich das ECM 114 in dem Drossel-Mangelmodus befindet, ermittelt das P-Modul 308 die RPM-Proportionale ferner basierend auf der ersten Proportional-Verstärkung. Wenn das P-Modul 308 das Modussignal empfängt, das angibt, dass sich das ECM 114 in dem Drossel-Mangelmodus befindet, ermittelt das P-Modul 308 die RPM-Proportionale ferner basierend auf der zweiten Proportional-Verstärkung anstelle der ersten Proportional-Verstärkung.
Das Laufdrehmomentmodul 310 empfängt Daten über die Motorbetriebsbedingungen. Lediglich beispielhaft können die Motorbetriebsbedingungen die RPM, die MAF, die Zündfunken-Vorverstellung, die Einlass-Nockenphasenstellerpositionen und/oder die Auslass-Nockenphasenstellerpositionen umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Das Laufdrehmomentmodul 310 ermittelt ein Laufdrehmoment basierend auf den Motorbetriebsbedingungen.
Das Summationsmodul 312 empfängt den ersten RPM-Korrekturfaktor, das minimale Drehmoment und das Reservedrehmoment. Das Summationsmodul 312 summiert den ersten RPM-Korrekturfaktor, das minimale Drehmoment und das Reservedrehmoment, um das vorausgesagte Drehmoment des RPM-Steuermoduls 208 zu ermitteln. Das Subtraktionsmodul 314 empfangt das Reservedrehmoment und das Laufdrehmoment und subtrahiert das Reservedrehmoment von dem Laufdrehmoment. Das Summationsmodul 316 empfängt die Differenz zwischen dem Laufdrehmoment und dem Reservedrehmoment sowie den zweiten RPM-Korrekturfaktor. Das Summationsmodul 316 summiert die Differenz zwischen dem Laufdrehmoment und dem Reservedrehmoment und den zweiten RPM-Korrekturfaktor, um das Momentandrehmoment des RPM-Steuermoduls 208 zu ermitteln.
Nun auf 4 Bezug nehmend, ist ein Flussdiagramm gezeigt, das beispielhafte Schritte darstellt, die von dem ECM 114 ausgeführt werden. Die Steuerung beginnt bei Schritt 402. Bei Schritt 404 wird das TPS ermittelt. Bei Schritt 406 wird die MAF ermittelt. Bei Schritt 408 wird das Drosselventil 112 basierend auf dem TPS und der MAF diagnostiziert.
Bei Schritt 410 ermittelt die Steuerung, ob das Drosselventil 112 eine Störung aufweist. Wenn ja, fährt die Steuerung bei Schritt 412 fort. Wenn nein, kehrt die Steuerung zu Schritt 404 zurück. Bei Schritt 412 wird der Drossel-Mangelmodus eingeschaltet. Bei Schritt 414 wird die Luftdrehmomentanforderung zu dem Zündfunken-Steuermodul 216 umgeleitet.
Bei Schritt 416 wird die Leerlauf-RPM auf die zweite vorbestimmte RPM eingestellt. Bei Schritt 418 wird die maximale Drehmomentkapazität auf das geschätzte Luftdrehmoment (d. h. das unregulierte Drehmoment) eingestellt. Bei Schritt 420 wird die Proportional-Verstärkung auf die dritte vorbestimmte Verstärkung eingestellt. Bei Schritt 422 wird die Integral-Verstärkung auf die vierte vorbestimmte Verstärkung eingestellt. Bei Schritt 424 wird das Minimaldrehmomentmodul 304 abgeschaltet. Bei Schritt 426 wird das Reservedrehmoment auf Null eingestellt. Die Steuerung endet bei Schritt 428.
Fachleute können nun anhand der vorstehenden Beschreibung einsehen, dass die breiten Lehren der Offenbarung in einer Vielzahl von Formen implementiert werden können. Während die Offenbarung spezielle Beispiele aufweist, soll der wahre Umfang der Offenbarung daher nicht auf diese beschränkt sein, da andere Modifikationen für den erfahrenen Praktiker nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachfolgenden Ansprüche offensichtlich werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6405587 [0065]

Claims

Motorsteuersystem, umfassend: ein Luftsteuermodul, das ein Drosselventil basierend auf einem ersten Soll-Drehmoment steuert, wenn sich das Drosselventil in einem betriebsbereiten Zustand befindet; und ein Zündfunken-Steuermodul, das eine Zündfunken-Vorverstellung basierend auf dem ersten Soll-Drehmoment und einem zweiten Soll-Drehmoment steuert, wenn sich das Drosselventil in einem Fehlerzustand befindet, wobei das Drosselventil in einer vorbestimmten Fehlerposition gehalten wird, wenn es sich in dem Fehlerzustand befindet.
Motorsteuersystem nach Anspruch 1, ferner ein Zylindersteuermodul umfassend, das die Verbrennung in einem oder mehreren Zylindern eines Motors basierend auf dem ersten und dem zweiten Soll-Drehmoment selektiv abschaltet, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Motorsteuersystem nach Anspruch 1, ferner ein Motordrehzahl-Steuermodul umfassend, welches das erste Soll-Drehmoment basierend auf einem minimalen Drehmoment, einem Reservedrehmoment und einem Proportional-Integral-Offset (PI-Offset) ermittelt, der basierend auf einer Differenz zwischen einer Soll-Motordrehzahl und einer gemessenen Motordrehzahl ermittelt wird, und welches das zweite Soll-Drehmoment basierend auf einem Proportional-Offset ermittelt, der basierend auf der Differenz, dem Reservedrehmoment und einem Laufdrehmoment ermittelt wird.
Motorsteuersystem nach Anspruch 3, ferner ein Trajektorienmodul umfassend, das die Soll-Motordrehzahl auf eine erste vorbestimmte Leerlaufdrehzahl festlegt, wenn sich das Drosselventil in dem betriebsbereiten Zustand befindet, und das die Soll-Motordrehzahl auf eine zweite vorbestimmte Leerlaufdrehzahl erhöht, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Motorsteuersystem nach Anspruch 3, wobei das Motordrehzahl-Steuermodul das Ermitteln des ersten Soll-Drehmoments basierend auf dem minimalen Drehmoment abschaltet, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Motorsteuersystem nach Anspruch 3, wobei das Motordrehzahl-Steuermodul das Reservedrehmoment auf Null einstellt, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Motorsteuersystem nach Anspruch 3, wobei das Motordrehzahl-Steuermodul den Proportional- und den PI-Offset basierend auf ersten Verstärkungen ermittelt, wenn sich das Drosselventil in dem betriebsbereiten Zustand befindet, und den Proportional- und den PI-Offset basierend auf zweiten Verstärkungen ermittelt, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet, und wobei die ersten Verstärkungen größer oder kleiner als die zweiten Verstärkungen sind.
Motorsteuersystem nach Anspruch 3, wobei das Motordrehzahl-Steuermodul das erste Soll-Drehmoment auf ein vorbestimmtes Minimum festlegt, wenn das erste Soll-Drehmoment kleiner als das vorbestimmte Minimum ist, während sich das Drosselventil in dem betriebsbereiten Zustand befindet, und das erste Soll-Drehmoment ausgibt, wenn das erste Soll-Drehmoment kleiner als das vorbestimmte Minimum ist, während sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Motorsteuersystem nach Anspruch 1, ferner ein Drehmomentschätzmodul umfassend, das ein geschätztes Luftdrehmoment basierend auf gegenwärtigen Betriebsbedingungen und einer vorbestimmten Zündfunken-Vorverstellung ermittelt und das eine maximale Drehmomentkapazität eines Motors gleich dem geschätzten Luftdrehmoment setzt, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Motorsteuersystem nach Anspruch 9, ferner ein Getriebesteuermodul umfassend, das ein Übersetzungsverhältnis eines Getriebes basierend auf der maximalen Drehmomentkapazität steuert.
Motorsteuerverfahren, das umfasst, dass: ein Drosselventil basierend auf einem ersten Soll-Drehmoment gesteuert wird, wenn sich das Drosselventil in einem betriebsbereiten Zustand befindet; und eine Zündfunken-Vorverstellung basierend auf dem ersten Soll-Drehmoment und einem zweiten Soll-Drehmoment gesteuert wird, wenn sich das Drosselventil in einem Fehlerzustand befindet, wobei das Drosselventil in einer vorbestimmten Fehlerposition gehalten wird, wenn es sich in dem Fehlerzustand befindet.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 11, das ferner umfasst, dass die Verbrennung in einem oder mehreren Zylindern eines Motors basierend auf dem ersten und dem zweiten Soll-Drehmoment selektiv abgeschaltet wird, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 11, das ferner umfasst, dass: das erste Soll-Drehmoment basierend auf einem minimalen Drehmoment, einem Reservedrehmoment und einem Proportional-Integral-Offset (PI-Offset) ermittelt wird, der basierend auf einer Differenz zwischen einer Soll-Motordrehzahl und einer gemessenen Motordrehzahl ermittelt wird; und das zweite Soll-Drehmoment basierend auf einem Proportional-Offset ermittelt wird, der basierend auf der Differenz, dem Reservedrehmoment und einem Laufdrehmoment ermittelt wird.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 13, das ferner umfasst, dass: die Soll-Motordrehzahl auf eine erste vorbestimmte Leerlaufdrehzahl festgelegt wird, wenn sich das Drosselventil in dem betriebsbereiten Zustand befindet; und die Soll-Motordrehzahl auf eine zweite vorbestimmte Leerlaufdrehzahl erhöht wird, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 13, das ferner umfasst, dass das Ermitteln des ersten Soll-Drehmoments basierend auf dem minimalen Drehmoment abgeschaltet wird, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 13, das ferner umfasst, dass das Reservedrehmoment auf Null eingestellt wird, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 13, das ferner umfasst, dass: der Proportional- und der PI-Offset basierend auf ersten Verstärkungen ermittelt werden, wenn sich das Drosselventil in dem betriebsbereiten Zustand befindet; und der Proportional- und der PI-Offset basierend auf zweiten Verstärkungen ermittelt werden, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet, wobei die ersten Verstärkungen größer oder kleiner als die zweiten Verstärkungen sind.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 13, das ferner umfasst, dass: das erste Soll-Drehmoment auf ein vorbestimmtes Minimum festgelegt wird, wenn das erste Soll-Drehmoment kleiner als das vorbestimmte Minimum ist, während sich das Drosselventil in dem betriebsbereiten Zustand befindet; und das erste Soll-Drehmoment ausgegeben wird, wenn das erste Soll-Drehmoment kleiner als das vorbestimmte Minimum ist, während sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 11, das ferner umfasst, dass: ein geschätztes Luftdrehmoment basierend auf gegenwärtigen Betriebsbedingungen und einer vorbestimmten Zündfunken-Vorverstellung ermittelt wird; und eine maximale Drehmomentkapazität eines Motors gleich dem geschätzten Luftdrehmoment gesetzt wird, wenn sich das Drosselventil in dem Fehlerzustand befindet.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 19, das ferner umfasst, dass ein Übersetzungsverhältnis eines Getriebes basierend auf der maximalen Drehmomentkapazität gesteuert wird.