DE102009020536A1 - Verwalten von Übergängen zu Mager-Luft/Kraftstoff in einer abgestimmten Drehmomentsteuerung - Google Patents

Verwalten von Übergängen zu Mager-Luft/Kraftstoff in einer abgestimmten Drehmomentsteuerung Download PDF

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Abstract

Ein Motorsteuersystem umfasst ein Luftsteuermodul, ein Zündfunkensteuermodul, ein Drehmomentsteuermodul, ein Übergangsdetektionsmodul und ein Startdrehmomentmodul. Das Luftsteuermodul steuert ein Drosselventil eines Motors basierend auf einem befohlenen vorausgesagten Drehmoment. Das Zündfunkensteuermodul steuert eine Zündfunkenvorverstellung des Motors basierend auf einem befohlenen Momentandrehmoment. Das Drehmomentsteuermodul erhöht das befohlene vorausgesagte Drehmoment, wenn ein Katalysator-Anspringmodus (CLO-Modus) aktiv ist, und erhöht das befohlene Momentandrehmoment, wenn ein Fahrer eine Gaspedaleingabe betätigt. Das Übergangsdetektionsmodul erzeugt ein Signal für einen Mager-Übergang, wenn eine Zunahme einer Luft pro Zylinder detektiert wird, während der CLO-Modus aktiv ist. Das Startdrehmomentmodul erzeugt ein Drehmoment-Offsetsignal basierend auf dem Signal für den Mager-Übergang. Das Drehmomentsteuermodul erhöht das befohlene Momentandrehmoment basierend auf dem Drehmoment-Offsetsignal.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/051,580, die am 8. Mai 2008 eingereicht wurde. Die Offenbarung der obigen Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme eingeschlossen.
  • GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Motorsteuersysteme und -verfahren und insbesondere Systeme und Verfahren zum Identifizieren und Verwalten von Übergängen zu Mager-Luft/Kraftstoff unter Verwendung einer abgestimmten Drehmomentsteuerung.
  • 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 Benzinmotoren wird mittels einer Drossel geregelt. Insbesondere stellt die Drossel eine Drosselfläche ein, was 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 Erhöhung der an die Zylinder gelieferten Luft- und Kraftstoffmenge vergrößert die Drehmomentabgabe des Motors.
  • Motorsteuersysteme wurden entwickelt, um die Motordrehmomentabgabe zu steuern, um ein 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.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Motorsteuersystem umfasst ein Luftsteuermodul, ein Zündfunkensteuermodul, ein Drehmomentsteuermodul, ein Übergangsdetektionsmodul und ein Startdrehmomentmodul. Das Luftsteuermodul steuert ein Drosselventil eines Motors basierend auf einem befohlenen vorausgesagten Drehmoment. Das Zündfunkensteuermodul steuert eine Zündfunkenvorverstellung des Motors basierend auf einem befohlenen Momentandrehmoment. Das Drehmomentsteuermodul erhöht das befohlene vorausgesagte Drehmoment, wenn ein Katalysator-Anspringmodus (CLO-Modus, CLO von catalyst light-off) aktiv ist, und erhöht ein befohlenes Momentandrehmoment, wenn ein Fahrer eine Gaspedaleingabe betätigt. Das Übergangsdetektionsmodul erzeugt ein Signal für einen Mager-Übergang, wenn eine Zunahme der Luft pro Zylinder detektiert wird, während der CLO-Modus aktiv ist. Das Startdrehmomentmodul erzeugt ein Drehmoment-Offsetsignal basierend auf dem Signal für den Mager-Übergang. Das Drehmomentsteuermodul erhöht das befohlene Momentandrehmoment basierend auf dem Drehmoment-Offsetsignal.
  • Ein Verfahren umfasst, dass ein Drosselventil eines Motors basierend auf einem befohlenen vorausgesagten Drehmoment gesteuert wird; dass eine Zündfunkenvorverstellung des Motors basierend auf einem befohlenen Momentandrehmoment gesteuert wird; dass das befohlene vorausgesagte Drehmoment erhöht wird, wenn ein Katalysator-Anspringmodus (CLO-Modus) aktiv ist; dass das befohlene Momentandrehmoment erhöht wird, wenn ein Fahrer eine Gaspedaleingabe betätigt; dass ein Signal für einen Mager-Übergang erzeugt wird, wenn eine Zunahme der Luft pro Zylinder detektiert wird, während der CLO-Modus aktiv ist; dass ein Drehmoment-Offsetsignal basierend auf dem Signal für den Mager-Übergang erzeugt wird; und dass das befohlene Momentandrehmoment basierend auf dem Drehmoment-Offsetsignal erhöht 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 eines beispielhaften Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 3 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Reservedrehmomentmoduls von 2 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 4 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Startsteuermoduls von 2 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 5 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Zündfunkensteuermoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 5A ein Funktionsblockdiagramm einer anderen beispielhaften Implementierung eines Zündfunkensteuermoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 6 eine Grafik ist, die beispielhafte Drehmoment- und Zündfunkenvorverstellungskurven für eine Situation, bei der ein Fahrer während eines Katalysator-Ansprin gens antippt, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
  • 7 ein Flussdiagramm ist, das einen beispielhaften Betrieb des Motorsteuermoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • 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.
  • Wenn ein kalter Motor gestartet wird, werden ein oder mehrere Katalysatorsysteme in dem Abgassystem des Motors beginnen, sich zu erwärmen.
  • Bis es vollständig erwärmt ist, kann das Katalysatorsystem weniger effektiv bei dem Verringern von Auspuffendrohr-Emissionen sein, die aus Motorverbrennungsereignissen resultieren. Daher kann ein Katalysator-Anspringmodus verwendet werden, um das Katalysatorsystem schneller auf eine Temperatur anzuheben, bei welcher der Katalysator effektiv arbeitet. Der Katalysator-Anspringmodus kann umfassen, dass eine große Zündfunkenverstellung nach spät erzeugt wird.
  • Der Zündfunkenzeitpunkt für jeden Zylinder-Zündungszyklus wird bezogen auf den oberen Totpunkt des Zylinders gemessen, für den der Zündfunken erzeugt wird. Die Zündfunkenvorverstellung ist ein Maß dafür, um wie viel vor dem oberen Totpunkt der Zündfunken erzeugt werden wird, oft ausgedrückt in Graden der Kurbelwellendrehung. Eine negative Zündfunkenvorverstellung bedeutet, dass der Zündfunken erzeugt wird, nachdem der Zylinder den oberen Totpunkt erreicht. Ein Zündfunkenvorverstellungswert, der die größte Motordrehmomentabgabe erzeugt, wird für mehrere Motorbetriebsbedingungen kalibriert. Das Erzeugen einer Zündfunkenverstellung nach spät bedeutet, dass die Zündfunkenvorverstellung bezüglich des kalibrierten Zündfunkenvorverstellungswerts verringert wird. Mit anderen Worten verursacht das Verstellen des Zündfunkens nach spät (Verzögern des Zündfunkens), dass der Zündfunken für jeden Zylinder-Zündungszyklus zu einer späteren Zeit auftritt und die Motordrehmomentabgabe verringert.
  • Um eine Soll-Leerlaufdrehzahl aufrecht zu erhalten, kann der Motor ein erstes Drehmomentniveau erzeugen. Das Verstellen des Zündfunkenzeitpunkts nach spät kann die Ausgabe des Motors unter das erste Drehmomentniveau verringern, was möglicherweise zu einem rauen Leerlauf oder sogar zu einem Abwürgen des Motors führt. Daher kann die Abnahme in dem Drehmoment aufgrund der Zündfunkenverstellung nach spät durch eine Maßnahme ausgeglichen werden, die das Drehmoment erhöht, wie beispielsweise eine Erhöhung der Luftströmung in den Motor durch Öffnen eines Drosselventils. Die erhöhte Luftströmung kann zu der gleichen Zeit wie die Zündfunkenverstellung nach spät eingeführt werden, um das erste Drehmomentniveau des Motors aufrecht zu erhalten.
  • Der Betrag der Zündfunkenvorverstellung kann schnell verändert werden. Beispielsweise kann eine veränderte Zündfunkenvorverstellung während des nächsten Zylinder-Zündungszyklus realisiert werden. Im Gegensatz dazu wird eine Änderung der Luftströmung in dem Motor durchgeführt, indem ein Drosselventil mechanisch bewegt wird und darauf gewartet wird, dass die erhöhte Luftströmung die Zylinder erreicht und in diesen verbrannt wird, was viele Zylinder-Zündungszyklen benötigt.
  • Der Drehmomentbetrag, der durch die gegenwärtige Luftströmung und die gegenwärtige Zündfunkenvorverstellung erzeugt wird, ist die Ist-Drehmomentabgabe des Motors. Der Drehmomentbetrag, der bei der gegenwärtigen Luftströmung unter Verwendung einer kalibrierten Zündfunkenvorverstellung und einer Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern erzeugt werden könnte, wird als ein Luftdrehmoment bezeichnet. Das Soll-Luftdrehmoment des Motors kann durch eine vorausgesagte Drehmomentanforderung ermittelt werden, während das gewünschte Ist-Drehmoment des Motors durch eine Momentandrehmomentanforderung ermittelt werden kann. Die Differenz zwischen dem Luftdrehmoment und dem Ist-Drehmoment wird als eine Drehmomentreserve bezeichnet. Wenn eine Drehmomentreserve vorhanden ist, kann die Motordrehmomentabgabe schnell von dem Ist-Drehmoment auf das Luftdrehmoment erhöht werden, indem die Zündfunkenvorverstellung auf den kalibrierten Wert zurückgestellt wird.
  • In dem Katalysator-Anspringmodus kann die große Zündfunkenverstellung nach spät erzeugt werden, indem eine hohe vorausgesagte Drehmomentanforderung erzeugt wird, während die Momentandrehmomentanforderung auf dem ersten Drehmomentniveau belassen wird, was die Leerlaufdrehzahl des Motors aufrechterhält. Obwohl die hohe vorausgesagte Drehmomentanforderung eine Erhöhung in der Luftströmung bewirkt, bewirkt das Halten der Momentandrehmomentanforderung auf dem ersten Drehmomentniveau, dass der Zündfunken nach spät verstellt wird.
  • Wenn der Fahrer antippt (eine Gaspedaleingabe betätigt, wie beispielsweise ein Fahrpedal), erhöht der Motor die Drehmomentabgabe, um das Fahrzeug basierend auf der Fahrereingabe zu beschleunigen. Wenn der Fahrer antippt, während sich der Motor in dem Katalysator-Anspringmodus befindet, kann die Zündfunkenverstellung nach spät aufgehoben werden, um die Drehmomentabgabe des Motors zu erhöhen. Um zu verhindern, dass der Fahrer ein ruckartiges Ansprechen bemerkt, kann die Zündfunkenverstellung nach spät mit der Zeit abgebaut werden, anstatt abrupt verringert zu werden. Die Zündfunkenverstellung nach spät kann verringert werden, indem die Momentandrehmomentanforderung langsam erhöht wird.
  • Wenn der Fahrer antippt und die Zündfunkenverstellung nach spät abgebaut wird, kann es nicht länger genügend Zündfunkenverstellung nach spät geben, was den Katalysator-Anspringmodus effektiv aufhebt. Um Emissionen zu verringern, kann sobald wie möglich wieder in den Katalysator-Anspringmodus eingetreten werden. Um wieder in den Katalysator-Anspringmodus einzutreten, wird die Zündfunkenverstellung nach spät erzeugt, indem die vorhergehende Drehmomentreserve wieder hergestellt wird. Daher kann, wenn die Momentandrehmomentanforderung zunimmt, um dem Fahrer das angeforderte Drehmoment für eine Beschleunigung zu liefern, die vorausgesagte Drehmomentanforderung ebenfalls erhöht werden, um die Drehmomentreserve aufrecht zu erhalten.
  • Durch die Erhöhung der vorausgesagten Drehmomentanforderung öffnet das Drosselventil, um die Luftströmung zu erhöhen und das Luftdrehmoment des Motors zu erhöhen. Wenn verschiedene Komponenten des Motors kalt sind und die Luftströmung plötzlich zunimmt, können die Modelle ungenau sein, die verwendet werden, um eine stöchiometrische Kraftstoffmenge für die Kraftstoffeinspritzung zu ermitteln. Beispielsweise können Modelle, die sich auf die Kraftstoffverdampfung, die Befeuchtung der Zylinderwand und die Schätzung der Luftströmung beziehen, ungenaue Ergebnisse erzeugen. Dies kann dazu führen, dass weniger Kraftstoff eingespritzt wird, als notwendig ist, um ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhältnis zu erreichen, was zu einem Übergang zu Mager-Luft/Kraftstoff führt.
  • Das magere Luft/Kraftstoffverhältnis während des Übergangs zu Mager-Luft/Kraftstoff verursacht langsamere Flammenfronten in den Zylindern während der Verbrennung. Da die Flammenfronten langsamer sind, sollte die Zündfunkenvorverstellung über die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung hinaus erhöht werden, um den Flammenfronten eine zusätzliche Zeit zum Ausbreiten zu ermöglichen. Daher kann die Momentandrehmomentanforderung auf das Luftdrehmoment erhöht werden, um die Zündfunkenverstellung nach spät zu aufzuheben, und ein Zündfunkenoffset kann angewendet werden, um die Zündfunkenvorverstellung über die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung hinaus zu erhöhen.
  • Das Anwenden des Zündfunkenoffsets oberhalb der kalibrierten Zündfunkenvorverstellung kann basierend auf einer Detektion eines Luft-pro-Zylinder-Übergangs ausgeführt werden, sogar wenn man sich nicht in dem Katalysator-Anspringmodus befindet. Da der Katalysator-Anspringmodus jedoch ausgeführt wird, wenn der Motor startet und daher kalt ist, können Übergänge zu Mager-Luft/Kraftstoff während des Katalysator-Anspringmodus häufiger sein. Während des Katalysator-Anspringmodus ist eine große Zündfunkenverstellung nach spät vorhanden. Um die Zündfunkenvorverstellung über den kalibrierten Wert hinaus zu erhöhen, wird zuerst die Zündfunkenverstellung nach spät aufgehoben, die Zündfunkenvorverstellung wird auf den kalibrierten Wert zurückgestellt, und dann wird der Offset angewendet. Dies kann zu einer großen Änderung in der Zündfunkenvorverstellung führen.
  • Da die Zündfunkenverstellung nach spät für ein Anspringen des Katalysators groß ist, kann der Betrag, um den die Momentandrehmomentanforderung während des Übergangs zu Mager-Luft/Kraftstoff erhöht wird, auch groß sein. Daher kann das Motorsteuermodul, wenn ein Übergang zu Mager-Luft/Kraftstoff während des Katalysator-Anspringmodus erwartet wird, den Katalysator-Anspringmodus stoppen und beginnen, die Momentandrehmomentanforderung rampenartig zu erhöhen. Dies verringert den Sprung in der Momentandrehmomentanforderung, der auftreten wird, wenn der Übergang zu Mager-Luft/Kraftstoff detektiert wird und die Zündfunkenverstellung nach spät aufgehoben wird, indem die Momentandrehmomentanforderung erhöht wird.
  • Wenn der Übergang zu Mager-Luft/Kraftstoff vorüber ist, kann die Momentandrehmomentanforderung auf das Niveau zurückgestellt werden, das erforderlich ist, um die von dem Fahrer angeforderte Beschleunigung zu liefern. Der Betrag des Zündfunkenoffsets kann ebenso von der Zündfunkenvorverstellung entfernt werden. Die vorausgesagte Drehmomentanforderung kann auf einem wesentlich höheren Niveau gehalten werden als die Momentandrehmomentanforderung. Dies erzeugt eine große Zündfun kenverstellung nach spät, was ermöglicht, dass der Katalysator-Anspringmodus wieder aufgenommen wird.
  • Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften 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. Lediglich beispielhaft kann das Drosselventil 112 ein Schmetterlingsventil mit einem rotierbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drosselaktuatormodul 116, welches das Öffnen des Drosselventils 112 regelt, 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, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter bestimmten Motorbetriebsbedingungen verbessern kann.
  • Luft aus dem Ansaugkrümmer 110 wird durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 gesaugt. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann an einem zentralen Ort oder an mehreren Orten, wie z. B. in der Nähe des Einlassventils jedes der Zylinder, in den Ansaugkrümmer 110 eingespritzt werden. Bei verschiedenen Implementierungen, die in 1 nicht dargestellt sind, kann Kraft stoff direkt in die Zylinder oder in Mischkammern, die den Zylindern zugeordnet sind, eingespritzt werden. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 kann die Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder stoppen, die deaktiviert sind.
  • Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit 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, die als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet wird.
  • 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 Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 134 aus dem Fahrzeug ausgestoßen.
  • Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann durch ein Zeitsteuersignal gesteuert werden, das angibt, wie weit vor oder nach dem TDC der Zündfunken geliefert werden sollte. Der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 kann daher mit der Kurbelwellendrehung synchronisiert werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen.
  • 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 den Zylinder 118 deaktivieren, indem das Öffnen des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 abgeschaltet wird.
  • 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. Wenn er implementiert ist, kann ein variabler Ventilhub ebenso durch das Phasensteller-Aktuatormodul 158 gesteuert werden.
  • Das Motorsystem 100 kann eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Ansaugkrümmer 110 liefert. Beispielsweise zeigt 1 einen Turbolader 160, der eine heiße Turbine 160-1 aufweist, die durch heiße Abgase angetrieben wird, die durch das Abgassystem 134 strömen. Der Turbolader 160 weist auch einen von der heißen Turbine 160-1 angetriebenen Kompressor 160-2 für kalte Luft auf, der Luft komprimiert, die in das Drosselventil 112 geführt wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein von der Kurbelwelle angetriebener Turbokompressor Luft von dem Drosselventil 112 komprimieren und die komprimierte Luft an den Ansaugkrümmer 110 liefern.
  • Ein Ladedruck-Regelventil 162 kann dem Abgas ermöglichen, an dem Turbolader 160 vorbeizuströmen, wodurch der Ladedruck (der Betrag der Ansaugluftkompression) des Turboladers 160 verringert wird. Das ECM 114 steuert den Turbolader 160 mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls 164. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 kann den Ladedruck des Turboladers 160 modulieren, indem die Position des Ladedruck-Regelventils 162 gesteuert wird. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Turbolader durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden. Der Turbolader 160 kann eine variable Geometrie aufweisen, die durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden kann.
  • Ein Zwischenkühler (nicht gezeigt) kann einen Teil der Wärme der komprimierten Luftladung dissipieren, die erzeugt wird, wenn die Luft komprimiert wird. Die komprimierte Luftladung kann auch aufgrund der Nähe der Luft zu dem Abgassystem 134 absorbierte Wärme aufweisen. Obwohl sie zu Darstellungszwecken getrennt gezeigt sind, sind die Turbine 160-1 und der Kompressor 160-2 oft aneinander befestigt und platzieren die Ansaugluft in unmittelbarer Nähe zu dem heißen Abgas.
  • Das Motorsystem 100 kann ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 170 aufweisen, das Abgas selektiv zurück zu dem Ansaugkrümmer 110 zurückleitet. Das AGR-Ventil 170 kann stromaufwärts des Turboladers 160 angeordnet sein. Das AGR-Ventil 170 kann durch ein AGR-Aktuatormodul 172 gesteuert werden.
  • 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, welches die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Ansaugkrümmer 110 ist. Die Massenströmungsrate der Luft, 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 angeordnet sein, das auch das Drosselventil 112 umfasst.
  • Das Drosselaktuatormodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 überwachen. Die Umgebungstemperatur der Luft, die in den Motor 102 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. Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 kommunizieren, um den Betrieb des Motors 102 und eines Elektromotors 198 abzustimmen.
  • Der Elektromotor 198 kann auch als Generator funktionieren und kann verwendet werden, um elektrische Energie zur Verwendung durch elektrische Systeme des Fahrzeugs und/oder zur Speicherung in einer Batterie zu erzeugen. Bei verschiedenen Implementierungen können verschiedene Funktionen des ECM 114, des Getriebesteuermoduls 194 und des Hybridsteuermoduls 196 in ein oder mehrere Module integriert werden.
  • Jedes System, das einen Motorparameter variiert, kann als ein Aktuator bezeichnet werden, der einen Aktuatorwert empfängt. Beispielsweise kann das Drosselaktuatormodul 116 als ein Aktuator bezeichnet werden, und die Drosselöffnungsfläche kann als ein Aktuatorwert bezeichnet werden. In dem Beispiel von 1 erreicht das Drosselaktuatormodul 116 die Drosselöffnungsfläche, indem der Winkel des Blatts des Drosselventils 112 angepasst wird.
  • Auf ähnliche Weise kann das Zündfunkenaktuatormodul 126 als ein Aktuator bezeichnet werden, während der entsprechende Aktuatorwert der Betrag der Zündfunkenvorverstellung relativ zu dem Zylinder-TDC ist. Andere Aktuatoren können das Ladedruck-Aktuatormodul 164, das AGR-Aktuatormodul 172, das Phasensteller-Aktuatormodul 158, das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 und das Zylinderaktuatormodul 120 umfassen. Für diese Aktuatoren können die Aktuatorwerte dem Ladedruck, der AGR-Ventilöffnungsfläche, den Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerwinkeln, der Kraftstoffzufuhrrate bzw. der Anzahl der aktivierten Zylinder entsprechen. Das ECM 114 kann die Aktuatorwerte steuern, um ein Soll-Drehmoment von dem Motor 102 zu erzeugen.
  • Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems dargestellt. Eine beispielhafte Imple mentierung 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.
  • Drehmomentanforderungen können sowohl Zieldrehmomentwerte als auch Rampenanforderungen umfassen, wie z. B. eine Anforderung, dass das Drehmoment bis zu einem minimalen Motorabschaltdrehmoment rampenartig abnimmt oder dass das Drehmoment von dem minimalen Motorabschaltdrehmoment rampenartig zunimmt. 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 entgegenwirken, 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 Achsen drehmomentanforderungen können auch von Karosseriestabilitätskontrollsystemen hervorgerufen werden.
  • Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 gibt ein vorausgesagtes Drehmoment und ein Momentandrehmoment basierend auf den Ergebnissen einer 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 vorausgesagten Fahrerdrehmomentanforderung 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 der überhöhten 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 Zündfunkenvorverstellung in einem Benzinmotor schnell angepasst werden, während die Luftströmung und die Nockenphasenstellerposition aufgrund einer mechanischen Verzögerungszeit langsamer im Ansprechen sind. Ferner sind Änderungen in der Luftströmung Verzögerungen bei dem Transport der Luft in dem Ansaugkrümmer unterworfen. Zusätzlich können Änderungen in der Luft strömung 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 erhöht wird und die Erzeugung des vorausgesagten Drehmoments vorbereitet wird. Unterdessen kann die Zündfunkenvorverstellung 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. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 das vorausgesagte Drehmoment und das Momentandrehmoment an ein Hybridoptimierungsmodul 208 ausgeben. Das Hybridoptimierungsmodul 208 ermittelt, wie viel Drehmoment von dem Motor 102 erzeugt werden sollte und wie viel Drehmoment von dem Elektromotor 198 erzeugt werden sollte. Das Hybridoptimierungsmodul 208 gibt dann modifizierte Werte des vorausgesagten Drehmoments und des Momentandrehmoments an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 aus. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Hybridoptimierungsmodul 208 in dem Hybridsteuermodul 196 implementiert werden.
  • 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 Hybridoptimierungsmodul 208 oder als Teil oder anstelle von diesem 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 umfassen, 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 einfach abschalten. Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 kann diese Abschaltanforderungen weiterhin empfangen, so dass beispielsweise geeignete Daten zu den anderen Drehmomentanforderern zurückgeführt werden können. Beispielsweise können alle anderen Drehmomentanforderer informiert werden, dass sie die Vermittlung verloren haben.
  • Ein RPM-Steuermodul 210 kann ebenfalls eine vorausgesagte Drehmomentanforderung und eine Momentandrehmomentanforderung an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 ausgeben. Die Drehmomentanforderungen von dem RPM-Steuermodul 210 können bei der Vermittlung vorherrschen, wenn sich das ECM 114 in einem RPM-Modus befindet. Der RPM-Modus kann ausgewählt werden, wenn der Fahrer seinen Fuß von dem Gaspedal entfernt, beispielsweise wenn sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet oder von einer höheren Geschwindigkeit ausrollt. Alternativ oder zusätzlich kann der RPM-Modus ausgewählt werden, wenn das vorausgesagte Drehmoment, das von dem Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 angefordert wird, kleiner als ein kalibrierbarer Drehmomentwert ist.
  • Das RPM-Steuermodul 210 empfängt eine Soll-RPM von einem RPM-Trajektorienmodul 212 und steuert die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung, um die Differenz zwischen der Soll-RPM und der Ist-RPM zu verringern. Lediglich beispielhaft kann das RPM-Trajektorienmodul 212 eine linear abnehmende Soll-RPM für ein Ausrollen des Fahrzeugs ausgeben, bis eine Leerlauf-RPM erreicht ist. Das RPM-Trajektorienmodul 212 kann dann damit fortfahren, die Leerlauf-RPM als Soll-RPM auszugeben.
  • Ein Reserven/Lastenmodul 220 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 220 eine Drehmomentreserve durch ein Erhöhen der vorausgesagten Drehmomentanforderung erzeugen.
  • Lediglich beispielhaft kann ein Katalysator-Anspringprozess oder ein Prozess zur Verringerung von Kaltstartemissionen erfordern, dass die Zündfunkenvorverstellung nach spät verstellt wird. Das Reserven/Lastenmodul 220 kann daher die vorausgesagte Drehmomentanforderung über die Momentandrehmomentanforderung hinaus erhöhen, um einen nach spät verstellten Zündfunken für Kaltstart- und Emissionsverringerungsprozesse zu erzeugen. Bei einem anderen Beispiel können das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors und/oder die Luftmassenströmung direkt variiert werden, wie z. B. durch ein Testen des Aquivalenzverhältnisses mittels einer eingreifenden Diagnostik und/oder durch ein Spülen eines neuen Motors. Bevor diese Prozesse beginnen, können die entsprechenden Drehmomentreserven angefordert werden, um eine Zündfunkenverstellung nach spät zu erzeugen. Die Zündfunkenverstellung nach spät kann aufgehoben werden, um ein schnelles Ansprechen auf Verringerungen in der Motordrehmomentabgabe zu ermöglichen, die während dieser Prozesse daraus resultieren, dass das Luft/Kraftstoffgemisch magerer wird.
  • Das Reserven/Lastenmodul 220 kann auch eine Reserve in Erwartung einer zukünftigen Last erzeugen, wie z. B. des Betriebs der Servolenkungspumpe oder des Einrückens einer Klimaanlagenkompressorkupplung (A/C-Kupplung). Die Reserve für die Einrückung der 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 220 die erwartete Last der A/C-Kupplung zu der Momentandrehmomentanforderung addieren.
  • Ein Betätigungsmodul 224 empfängt die vorausgesagte Drehmomentanforderung und des Momentandrehmomentanforderung von dem Reserven/Lastenmodul 220. Das Betätigungsmodul 224 ermittelt, wie die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung erreicht werden. Das Betätigungsmodul 224 kann für den Motortyp spezifisch sein, mit unterschiedlichen Steuerschemata für Benzinmotoren gegenüber Dieselmotoren. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Betätigungsmodul 224 die Grenze zwischen den Modulen vor dem Betätigungsmodul 224, die motorunabhängig sind, und den Modulen definieren, die motorabhängig sind.
  • Beispielsweise kann das Betätigungsmodul 224 in einem Benzinmotor das Öffnen des Drosselventils 112 variieren, was einen weiten Bereich für die 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 für die Drehmomentsteuerung, kann aber ähnlich langsam sein und zusätzlich Fahrbarkeits- und Emissionsprobleme mit sich bringen. Eine Änderung der Zündfunkenvorverstellung ist relativ schnell, liefert aber keinen so großen Bereich für die 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 224 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 228 kann Soll-Aktuatorwerte für langsame Aktuatoren basierend auf der Luftdrehmomentanforderung ermitteln. Beispielsweise kann das Luftsteuermodul 228 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 die Soll-APC kann verwendet werden, um Soll-Phasenstellerpositionen zu ermitteln. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Luftsteuermodul 228 auch einen Betrag des Öffnens des AGR-Ventils 170 ermitteln.
  • Bei Benzinsystemen kann das Betätigungsmodul 224 auch eine Zündfunken-Drehmomentanforderung, eine Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung und eine Kraftstoffmassen-Drehmomentanforderung erzeugen. Die Zündfunken-Drehmomentanforderung kann von einem Zündfunkensteuermodul 232 verwendet werden, um zu ermitteln, wie viel der Zündfunken bezogen auf eine kalibrierte Zündfunkenvorverstellung nach spät verstellt wird (was die Motordrehmomentabgabe verringert).
  • Die Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung kann von einem Zylindersteuermodul 236 verwendet werden, um zu ermitteln, wie viele Zylinder deaktiviert werden sollen. Das Zylindersteuermodul 236 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 236 kann auch ein Kraftstoffsteuermodul 240 anweisen, die Kraftstofflieferung an die deaktivierten Zylinder zu stoppen, und es kann das Zündfunkensteuermodul 232 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 beispielhaft werden die Ventile für die Hälfte der Zylinder 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 240 verwendet werden, um die Menge des an jeden Zylinder gelieferten Kraftstoffs zu variieren. Lediglich beispielhaft kann das Kraftstoffsteuermodul 240 eine Kraftstoffmasse ermitteln, die eine stöchiometrische Verbrennung ergibt, wenn sie mit der gegenwärtigen Luftmenge pro Zylinder kombiniert wird. Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 anweisen, diese Kraftstoffmasse für jeden aktivierten Zylinder einzuspritzen. Während des normalen Motorbetriebs kann das Kraftstoffsteuermodul 240 versuchen, ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhältnis aufrechtzuerhalten.
  • Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann die Kraftstoffmasse über den stöchiometrischen Wert erhöhen, um die Motordrehmomentabgabe zu erhöhen, und kann die Kraftstoffmasse verringern, um die Motordrehmomentabgabe zu verringern. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Kraftstoffsteuermodul 240 ein Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis empfangen, das sich von der Stöchiometrie unterscheidet. Das Kraftstoffsteuermodul 240 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.
  • Der Ansatz, den das Betätigungsmodul 224 wählt, um die Momentandrehmomentanforderung zu erreichen, kann durch eine Moduseinstellung ermittelt werden. Die Moduseinstellung kann an das Betätigungsmodul 224 geliefert werden, beispielsweise von dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206, und kann Moden auswählen, die einen inaktiven Modus, einen gefälligen Modus, eines Maximalbereichsmodus und einen Selbstbetätigungsmodus umfassen.
  • In dem inaktiven Modus kann das Betätigungsmodul 224 die Momentandrehmomentanforderung ignorieren und versuchen, die vorausgesagte Drehmomentanforderung zu erreichen. Das Betätigungsmodul 224 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 224 diese Anforderungen auf vorbestimmte (beispielsweise unerreichbar hohe) Werte einstellen, um Drehmomentverringerungen durch die Zündfunkenverstellung nach spät, das Deaktivieren von Zylindern oder das Verringern des Kraftstoff/Luftverhältnisses abzuschalten.
  • In dem gefälligen Modus kann das Betätigungsmodul 224 versuchen, die Momentandrehmomentanforderung zu erreichen, indem nur die Zündfunkenvorverstellung angepasst wird. Das Betätigungsmodul 224 kann daher die vorausgesagte Drehmomentanforderung als die Luftdrehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung als die Zündfunken-Drehmomentanforderung ausgeben. Das Zündfunkensteuermodul 232 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 Zündfunkenreservekapazität ist (der Betrag der durch die Zündfunkenverstellung nach spät erreichbaren Drehmomentverringerung), kann die Drehmomentverringerung nicht erreicht werden.
  • In dem Maximalbereichsmodus kann das Betätigungsmodul 224 die vorausgesagte Drehmomentanforderung als die Luftdrehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung als die Zündfunken- Drehmomentanforderung ausgeben. Zusätzlich kann das Betätigungsmodul 224 eine Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung erzeugen, die niedrig genug ist, um dem Zündfunkensteuermodul 232 zu erlauben, die Momentandrehmomentanforderung zu erreichen. Mit anderen Worten kann das Betätigungsmodul 224 die Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung verringern (wodurch Zylinder deaktiviert werden), wenn die Verringerung der Zündfunkenvorverstellung alleine nicht in der Lage ist, die Momentandrehmomentanforderung zu erreichen.
  • In dem Selbstbetätigungsmodus kann das Betätigungsmodul 224 die Luftdrehmomentanforderung basierend auf der Momentandrehmomentanforderung verringern. Beispielsweise kann die Luftdrehmomentanforderung nur so weit verringert werden, wie es notwendig ist, um dem Zündfunkensteuermodul 232 zu erlauben, die Momentandrehmomentanforderung durch ein Anpassen der Zündfunkenvorverstellung 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 Zündfunkenvorverstellung so weit wie möglich verringert wird.
  • Das Reserven/Lastenmodul 220 kann einen befohlenen Drehmomentoffset von einem Startsteuermodul 242 empfangen. Das Reserven/Lastenmodul 220 kann das befohlene Momentandrehmoment basierend auf diesem befohlenen Drehmomentoffset erhöhen. Das Startsteuermodul 242 kann auch einen befohlenen Zündfunkenoffset erzeugen. Das Zündfunkensteuermodul 232 kann die Zündfunkenvorverstellung basierend auf dem befohlenen Zündfunkenoffset erhöhen.
  • Ein Drehmomentschätzmodul 244 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 Drehmomentbeziehung 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 Zündfunkenvorverstellung (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 244 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, wenn sich die Phasensteller zu den Soll-Positionen bewegen können.
  • Während die Ist-Zündfunkenvorverstellung verwendet werden kann, um das Drehmoment zu schätzen, kann das geschätzte Drehmoment als ein geschätztes Luftdrehmoment bezeichnet werden, wenn ein kalibrierter Zündfunkenvorverstellungswert verwendet wird, um das Drehmoment zu schätzen. Das geschätzte Luftdrehmoment ist eine Schätzung, wie viel Drehmoment der Motor bei der gegenwärtigen Luftströmung erzeugen könnte, wenn die Zündfunkenverstellung nach spät aufgehoben werden würde (d. h. die Zündfunkenvorverstellung auf den kalibrierten Zündfunkenvorverstellungswert eingestellt werden würde) und allen Zylindern Kraftstoff zugeführt werden würde.
  • Das Luftsteuermodul 228 kann ein Soll-Krümmerabsolutdrucksignal (Soll-MAP-Signal) erzeugen, das an ein Ladedruck-Zeitplanungsmodul 248 ausgegeben wird. Das Ladedruck-Zeitplanungsmodul 248 verwendet das Soll-MAP-Signal, um das Ladedruck-Aktuatormodul 164 zu steuern. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 steuert dann einen oder mehrere Turbolader und/oder Turbokompressoren.
  • Das Luftsteuermodul 228 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 228 kann das Soll-Flächensignal basierend auf einem inversen Drehmomentmodell und der Luftdrehmomentanforderung erzeugen. Das Luftsteuermodul 228 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.
  • Das Luftsteuermodul 228 kann auch ein Soll-Luft-pro-Zylinder-Signal (Soll-APC-Signal) erzeugen, welches an ein Phasensteller-Zeitplanungsmodul 252 ausgegeben wird. Basierend auf dem Soll-APC-Signal und dem RPM-Signal, kann das Phasensteller-Zeitplanungsmodul 252 die Positio nen des Einlass- und/oder Auslass-Nockenphasenstellers 148 und 150 unter Verwendung des Phasensteller-Aktuatormoduls 158 steuern.
  • Wieder auf das Zündfunkensteuermodul 232 Bezug nehmend, können die Zündfunkenvorverstellungswerte bei verschiedenen Motorbetriebsbedingungen kalibriert werden. Lediglich beispielhaft kann eine Drehmomentbeziehung invertiert werden, um diese nach der Soll-Zündfunkenvorverstellung aufzulösen. Für eine gegebene Drehmomentanforderung (Tdes) kann die Soll-Zündfunkenvorverstellung (Sdes) 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 Zündfunkenvorverstellung auf die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung 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 werden kann, wenn die Zündfunkenvorverstellung erhöht wird, während Kraftstoff mit einer Oktanzahl größer als ein vorbestimmter Schwellenwert und eine stöchiometrische Kraftstoffzufuhr verwendet werden. Die Zündfunkenvorverstellung, bei der dieses maximale Drehmoment auftritt, kann als ein MBT-Zündfunken bezeichnet werden. Die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung kann sich von dem MBT-Zündfunken beispielsweise aufgrund der Kraftstoffqualität (wenn beispielsweise Kraftstoff mit geringerer Oktanzahl verwendet wird) und auf grund von Umweltfaktoren unterscheiden. Das Drehmoment bei der kalibrierten Zündfunkenvorverstellung kann daher kleiner als das MBT sein.
  • Nun auf 3 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Reserven/Lastenmoduls 220 von 2 dargestellt. Ein Reserveermittlungsmodul 310 empfängt Reservedrehmomentanforderungen. Lediglich beispielhaft können die Reservedrehmomentanforderungen Anforderungen bezogen auf den Leerlauf, die Traktionssteuerung und die Getriebesteuerung umfassen. Die Reservedrehmomentanforderungen können durch die vermittelten vorausgesagten Drehmomentanforderungen und die vermittelten Momentandrehmomentanforderungen kommuniziert werden. Andere Reservedrehmomentanforderungen können erzeugt werden, um einen Katalysator des Abgassystems 134 von 1 zu regenerieren, und/oder zur Vorbereitung für das Einrücken der Klimaanlagen-Kompressorkupplung oder eines Generators (z. B. einer Lichtmaschine oder eines riemengetriebenen Lichtmaschinenstarters).
  • Das Reserveermittlungsmodul 310 ermittelt ein Soll-Reservedrehmoment basierend auf den Reservedrehmomentanforderungen und der Differenz zwischen dem vermittelten vorausgesagten Drehmoment und dem vermittelten Momentandrehmoment. Lediglich beispielhaft kann das Soll-Reservedrehmoment basierend auf der Reservedrehmomentanforderung mit dem größten Ausmaß ermittelt werden. Alternativ kann das Soll-Reservedrehmoment als eine Summe eines oder mehrerer Reservedrehmomentanforderungen ermittelt werden. Ein erstes Summierungsmodul 314 addiert das Soll-Reservedrehmoment mit dem vermittelten vorausgesagten Drehmoment von dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 von 2, um das befohlene vorausgesagte Drehmoment zu erzeu gen. Das befohlene vorausgesagte Drehmoment wird an das Betätigungsmodul 224 von 2 übertragen.
  • Ein Formungsmodul 318 wendet einen Filter auf das Soll-Reservedrehmoment an, um ein realisiertes Reservedrehmoment zu ermitteln. Lediglich beispielhaft kann der Filter ein Krümmermodell umfassen, das eine Verzögerung zwischen einem Öffnen der Drossel infolge des Soll-Reservedrehmoments und der tatsächlichen Realisierung des erhöhten Drehmoments infolge der erhöhten Luftströmung repräsentiert. Das realisierte Reservedrehmoment repräsentiert, wie viel von dem Soll-Reservedrehmoment realisiert wurde.
  • Lediglich beispielhaft kann das Krümmermodell eine mechanische Verzögerung, eine Lufttransportverzögerung und eine Verbrennungsverzögerung einschließen. Die mechanische Verzögerung kann die Zeit umfassen, die das Drosselventil benötigt, um physikalisch bis zu der Soll-Position zu öffnen. Die Lufttransportverzögerung kann eine Verzögerung zwischen dem Öffnen des Drosselventils und dem Erreichen der Zylinder durch die erhöhte Luftströmung umfassen. Die Verbrennungsverzögerung kann eine Verzögerung zwischen dem Erreichen der Zylinder durch die erhöhte Luftströmung und der Verbrennung der größeren Luftmenge umfassen, wenn die Drehmomenterhöhung realisiert wird.
  • Ein Differenzmodell 322 subtrahiert das realisierte Reservedrehmoment von dem geschätzten Luftdrehmoment, um ein geschätztes Luftdrehmoment ohne Reserven zu erzeugen. Ein Schaltmodul 326 liefert eine ausgewählte Eingabe an ein zweites Summierungsmodul 330. Wenn ein Momentanmodus ausgewählt ist, gibt das Schaltmodul 326 das vermittelte Momentandrehmoment von dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 von 2 an das zweite Summierungsmodul 330 aus. Wenn ein vorausgesagter Modus ausgewählt ist, gibt das Schaltmodul 326 das geschätzte Luftdrehmoment ohne Reserven an das zweite Summierungsmodul 330 aus.
  • Das zweite Summierungsmodul 330 gibt ein befohlenes Momentandrehmoment an das Betätigungsmodul 224 von 2 aus. Das zweite Summierungsmodul 330 kann das befohlene Momentandrehmoment erzeugen, indem die Ausgabe des Schaltmoduls 326, die Lasten-Reserveanforderungen und der befohlene Drehmomentoffset von dem Startsteuermodul 242 von 2 addiert werden. Das zweite Summierungsmodul 330 kann eine obere Grenze auf das befohlene Momentandrehmoment anwenden, wobei die obere Grenze auf dem befohlenen vorausgesagten Drehmoment basiert. Das zweite Summierungsmodul 330 kann auch die Rate des befohlenen Momentandrehmoments begrenzen, um abrupte Änderungen zu verhindern. Die Ratenbegrenzung kann bewirken, dass das befohlene Momentandrehmoment unter Verwendung einer linearen Rampe von einem Wert zu einem anderen übergeht.
  • Nun auf 4 Bezug nehmend ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Startsteuermoduls 242 dargestellt. Ein Übergangserwartungsmodul 404 ermittelt, wann Bedingungen vorhanden sind, die wahrscheinlich Übergänge zu Mager-Luft/Kraftstoff erzeugen. Lediglich beispielhaft kann das Übergangserwartungsmodul 404 eine Angabe empfangen, ob der Katalysator-Anspringmodus aktiv ist.
  • Wenn der Fahrer während des Anspringens des Katalysators antippt (das Gaspedal andrückt), nimmt die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung zu, um den Motor für die Beschleunigung vorzubereiten, die von dem Fahrer angefordert wird. Die befohlene Drehmomentanforderung kann zunehmen, um der vermittelten vorausgesagten Drehmomentanfor derung zu folgen, was zu einem Öffnen des Drosselventils führen kann. Aufgrund der Drosselbewegungs-, der Lufttransport- und der Verbrennungsverzögerung kann die Luft pro Zylinder (APC) des Motors nicht sofort beginnen zuzunehmen. Die vermittelte Drehmomentanforderung kann derart geformt und/oder verzögert werden, dass die vermittelte Drehmomentanforderung nicht zunimmt, bis sich die Motor-APC ändert.
  • Die Änderung in dem vermittelten vorausgesagten Drehmoment kann, wenn die Motortemperatur unter einem Schwellenwert liegt, das Auftreten eines Übergangs zu Mager-Luft/Kraftstoff voraussagen. Lediglich beispielhaft kann das Startsteuermodul 242 Berechnungen in vorbestimmten Zeitintervallen aktualisieren. Bei verschiedenen Implementierungen können die vorbestimmten Zeitintervalle (oder Schleifen) 12,5 Millisekunden betragen. Das Übergangserwartungsmodul 404 kann daher ein Signal für einen erwarteten Übergang ausgeben, wenn das vermittelte vorausgesagte Drehmoment um mehr als einen vorbestimmten Betrag von einer Schleife zu der nächsten zunimmt und der Katalysator-Anspringmodus aktiv ist.
  • Ein Übergangsdetektionsmodul 406 überwacht einen Luftparameter, wie beispielsweise die Luftströmung oder die Luft pro Zylinder (APC). Das Übergangsdetektionsmodul 406 kann auch eine Angabe über die Motortemperatur empfangen, wie beispielsweise die Motorkühlmitteltemperatur. Übergänge zu Mager-Luft/Kraftstoff können erwartet werden, wenn die Motortemperatur unter einem Schwellenwert liegt. Alternativ kann das Übergangsdetektionsmodul 406 eine Angabe darüber empfangen, ob der Katalysator-Anspringmodus aktiv ist, da der Katalysator-Anspringmodus aktiv ist, wenn der Motor startet und daher noch kalt ist.
  • Wenn der Luftparameter zunimmt und die Motortemperatur unter einem Schwellenwert liegt, erzeugt das Übergangsdetektionsmodul 406 ein Sig nal für einen Mager-Übergang. Lediglich beispielhaft kann das Übergangsdetektionsmodul 406 das Signal für den Mager-Übergang erzeugen, wenn die APC von einer Schleife zu der nächsten um mehr als einen vorbestimmten Betrag zunimmt. Die APC kann basierend auf gemessenen Parametern berechnet werden, wie beispielsweise einer gemessenen Luftmassenströmung (MAF) von dem MAF-Sensor 186 von 1.
  • Wenn das Signal für den erwarteten Übergang erzeugt wird, beginnt ein Startdrehmomentmodul 412, einen Startdrehmomentwert von Null aus rampenartig zu erhöhen. Der Startdrehmomentwert kann für jede Schleife um einen berechneten Wert erhöht werden. Beispielsweise kann der berechnete Wert der größere von einem vorbestimmten Wert und einem Prozentanteil einer Startkapazität sein. Bei verschiedenen Implementierungen kann der vorbestimmte Wert 3 Nm betragen, und der Prozentanteil kann 12,5 Prozent betragen. Die Startkapazität bezieht sich auf die Differenz zwischen dem geschätzten Luftdrehmoment und dem befohlenen Momentandrehmoment. Die Startkapazität kann auf die Differenz zwischen einem Drehmoment-Sicherheitsschwellenwert und dem befohlenen Momentandrehmoment begrenzt werden, wenn der Drehmoment-Sicherheitsschwellenwert kleiner als das geschätzte Luftdrehmoment ist.
  • Der Startdrehmomentwert wird von einem ersten Abklingmodul 416 als der befohlene Drehmomentoffset an das Reserven/Lastenmodul 220 von 2 ausgegeben. Ein Timermodul 418 kann jedes Mal zurückgesetzt werden, wenn das Signal für den erwarteten Übergang erzeugt wird. Wenn das Signal für den Mager-Übergang nicht in einer vorbestimmten Dauer nach dem Signal für den erwarteten Übergang erzeugt wird, erzeugt das Timermodul 418 ein Signal für einen abgelaufenen Timer. Das erste Abklingmodul 416 kann beginnen, den befohlenen Drehmomentoffset auf Null abklingen zu lassen, wenn das Signal für den abgelaufenen Timer empfangen wird.
  • Wenn das Signal für den Mager-Übergang erzeugt wird, gibt das Startdrehmomentmodul 412 einen Startdrehmomentwert aus, der berechnet wird, um die Zündfunkenvorverstellung auf die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung zurückzustellen. Lediglich beispielhaft kann der Startdrehmomentwert gleich der Startkapazität gesetzt werden.
  • Der befohlene Drehmomentoffset wird durch das Reserven/Lastenmodul 220, wie es in 2 gezeigt ist, mit dem vermittelten Momentandrehmoment addiert. Wenn das befohlene Momentandrehmoment auf das geschätzte Luftdrehmoment erhöht wird, wird die Zündfunkenvorverstellung auf den kalibrierten optimalen Wert eingestellt, wodurch die vorherige Zündfunkenverstellung nach spät aufgehoben wird.
  • Wenn das Signal für den Mager-Übergang erzeugt wird, gibt ein Startzündfunkenmodul 420 einen Start-Zündfunkenwert aus. Der Startzündfunkenwert wird von einem zweiten Abklingmodul 424 als der befohlene Zündfunkenoffset an das Zündfunkensteuermodul 232 von 2 ausgegeben. Der befohlene Zündfunkenoffset liefert eine zusätzliche Zündfunkenvorverstellung über den kalibrierten optimalen Wert hinaus. Dieser Offset kann Ungenauigkeiten in der kalibrierten Zündfunkenvorverstellung kompensieren, da die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung unter der Annahme einer stöchiometrischen Kraftstoffzufuhr kalibriert wird, was während eines Übergangs zu Mager-Luft/Kraftstoff nicht korrekt ist.
  • Ein Übergangsabschlussmodul 428 erzeugt ein Abschlusssignal, wenn der Übergang zu Mager-Luft/Kraftstoff abgeschlossen wurde. Bei verschiedenen Implementierungen, wie beispielsweise in 4 gezeigt ist, wird ein erstes Abschlusssignal an das erste Abklingmodul 416 übertragen, während ein zweites Abschlusssignal an das zweite Abklingmodul 424 übertragen wird. Auf diese Weise können das erste und das zweite Abschlusssignal zu verschiedenen Zeiten erzeugt werden.
  • Wenn das erste Abschlusssignal empfangen wird, beginnt das erste Abklingmodul 416, den befohlenen Drehmomentoffset auf Null zu verringern. Auf ähnliche Weise verringert das zweite Abklingmodul 424, wenn das zweite Abschlusssignal empfangen wird, den befohlenen Zündfunkenoffset auf Null. Lediglich beispielhaft können das erste und das zweite Abklingmodul 416 und 424 ein lineares oder ein logarithmisches Abklingen anwenden. Bei verschiedenen Implementierungen können das erste und das zweite Abklingmodul 416 und 424 jeweils ein logarithmisches Abklingen mit verschiedenen Abklingraten anwenden.
  • Das Übergangsabschlussmodul 428 kann eines oder beide der Abschlusssignale erzeugen, wenn das geschätzte Luftdrehmoment oder die gemessene Luft pro Zylinder aufhört zuzunehmen. Alternativ können die Abschlusssignale erzeugt werden, wenn eine Änderungsrate entweder des geschätzten Luftdrehmoments oder der gemessenen APC unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt.
  • Bei verschiedenen anderen Implementierungen können die Abschlusssignale erzeugt werden, wenn das geschätzte Luftdrehmoment innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (oder Prozentanteils) des befohlenen vorausgesagten Drehmoments liegt. Jedes der Abschlusssignale kann basierend auf einer Kombination eines oder mehrerer der obigen Faktoren erzeugt werden. Wenn andere Faktoren fehlen, kann das Übergangsabschlussmodul 428 die Abschlusssignale eine vorbestimmte Zeitdauer nach der Erzeugung des Signals für den Mager-Übergang erzeugen.
  • Nun auf 5 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Zündfunkensteuermoduls 232 gezeigt. Ein Ermittlungsmodul 528 für den Zündfunken des mittleren Bestdrehmoments (MBT) ermittelt eine theoretische MBT-Zündfunkenvorverstellung basierend auf dem geschätzten Luftdrehmoment. Das Ermittlungsmodul 528 für den MBT-Zündfunken kann einen Satz von kalibrierten Werten speichern, die beispielsweise verschiedenen Werten der Luftströmung entsprechen.
  • Für eine gegebene Luftströmung wird die kalibrierte MBT-Zündfunkenvorverstellung allgemein den größten Drehmomentbetrag von dem Motor erzeugen. Die MBT-Zündfunkenvorverstellung kann auf verschiedenen Annahmen basieren, die umfassen, dass der Kraftstoff eine genügend hohe Oktanzahl aufweist, um ein Klopfen zu vermeiden. Da jedoch Kraftstoff mit variierenden Niveaus der Oktanzahl zulässig sein kann, ist ein Zündfunken-Klopfmodul 532 umfasst.
  • Das Zündfunken-Klopfmodul 532 erzeugt einen Zündfunkenwert basierend auf der Anwesenheit des Klopfens. Wenn mehr Klopfen detektiert wird, kann der Zündfunkenwert zunehmen, der von dem Zündfunken-Klopfmodul 532 geliefert wird. Der Zündfunkenwert, der von dem Zündfunken-Klopfmodul 532 erzeugt wird, wird von dem MBT-Zündfunken durch ein Differenzmodul 536 subtrahiert. Bei verschiedenen anderen Implementierungen kann das Zündfunken-Klopfmodul 532 eine maximale Zündfunkenvorverstellung liefern, und das Differenzmodul 536 würde die kleinere von der maximalen Zündfunkenvorverstellung und der MBT-Zündfunkenvorverstellung auswählen.
  • Ein Zylinder-Zündfunkenmodul 540 gibt einen Wert basierend auf der Zylinderdeaktivierung aus. Dieser Zündfunkenwert wird von den Differenzmodulen 544 und 548 empfangen. Das Differenzmodul 544 subtrahiert den Zündfunkenwert des Zylinder-Zündfunkenmoduls 540 von dem Wert des Differenzmoduls 536. Das Differenzmodul 548 subtrahiert den Zündfunkenwert des Zylinder-Zündfunkenmoduls 540 von einer Zündfunkenvorverstellung, die von einem Drehmoment-Zündfunkenmodul 552 empfangen wird.
  • Das Drehmoment-Zündfunkenmodul 552 empfängt die Zündfunken-Drehmomentanforderung von dem Betätigungsmodul 224. Das Drehmoment-Zündfunkenmodul 552 kann eine Zündfunkenvorverstellung berechnen, die bewirken wird, dass der Motor ein Drehmoment erzeugt, das der Zündfunken-Drehmomentanforderung gleich ist. Lediglich beispielhaft kann das Drehmoment-Zündfunkenmodul 552 ein inverses Drehmomentmodell verwenden, wie es beispielsweise oben unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist. Ein Minimum-Auswahlmodul 556 wählt die kleinere von den Ausgaben der Differenzmodule 544 und 548 aus. Ein Summationsmodul 560 addiert den befohlenen Zündfunkenoffset von dem Startsteuermodul 242 mit der Ausgabe des Minimum-Auswahlmoduls 556. Die Ausgabe des Summationsmoduls 560 wird als die Soll-Zündfunkenvorverstellung an das Zündfunken-Aktuatormodul 126 übertragen.
  • Nun auf 5A Bezug nehmend, ist eine alternative beispielhafte Implementierung des Zündfunkensteuermoduls 232 gezeigt. In 5A sind das Zündfunken-Klopfmodul 532 und das Differenzmodul 536 logisch nach dem Minimum-Auswahlmodul 556 anstatt, wie in 5 gezeigt, vor dem Differenzmodul 544 positioniert.
  • Nun auf 6 Bezug nehmend, zeigt eine Graphik beispielhafte Drehmoment- und Zündfunkenvorverstellungskurven für eine Situation, bei der ein Fahrer während des Anspringens des Katalysators antippt. Vor der Zeit 610 nehmen eine Kurve des vermittelten Momentandrehmoments 614 und eine Kurve des befohlenen Momentandrehmoments 618 Werte von ungefähr 0 Newtonmetern (Nm) an. Ein Drehmoment von 0 Nm kann den Motorleerlauf ermöglichen, wenn es eine vernachlässigbare Getriebelast gibt. Ein positives Drehmoment würde eine Drehzahlerhöhung des Motors bewirken, während ein negatives Drehmoment ein Verlangsamen des Motors bewirken würde.
  • Dazwischen nimmt eine Kurve des vermittelten vorausgesagten Drehmoments 622 und des befohlenen vorausgesagten Drehmoments 626 Werte von ungefähr 20 Nm an. Die Differenz von 20 Nm zwischen dem befohlenen vorausgesagten Drehmoment 626 und dem befohlenen Momentandrehmoment 618 wird als eine Drehmomentreserve bezeichnet. Die Drehmomentreserve wird erzeugt, indem die Luftströmung erhöht wird, während der Zündfunken nach spät verstellt wird. Daher existiert vor der Zeit 610 genügend Luftströmung, um ein Drehmoment von 20 Nm zu erzeugen. Wegen der Zündfunkenverstellung nach spät wird von dem Motor jedoch tatsächlich nur ein Drehmoment von 0 Nm erzeugt.
  • Der Motor könnte schnell dazu übergehen, das Drehmoment von 20 Nm zu erzeugen, indem der Zündfunken auf eine kalibrierte Zündfunkenvorverstellung nach früh verstellt wird. Die Drehmomentreserve kann vorhanden sein, um zu verhindern, dass plötzliche Drehmomentforderungen, wie beispielsweise hydraulische Servolenkungslasten, den Motorleerlauf beeinflussen. Wenn eine plötzliche Drehmomentforderung erzeugt wird, kann die tatsächliche Motordrehmomentabgabe schnell erhöht werden, indem der Zündfunken vorverstellt wird, ohne dass auf eine erhöhte Luftströmung infolge der Drosselöffnung gewartet werden muss.
  • Zu der Zeit 610 wird der Katalysator-Anspringmodus ausgelöst. In dem Katalysator-Anspringmodus wird eine große Zündfunkenverstellung nach spät erzeugt, um die Temperatur des Katalysators anzuheben, was ermöglicht, dass der Katalysator die Emissionen so schnell wie möglich verringert. Um die größere Zündfunkenverstellung nach spät zu erzeugen, wird das befohlene vorausgesagte Drehmoment 626 auf ungefähr 50 Nm erhöht. Die Werte von 6, wie beispielsweise 50 Nm, dienen nur zu Darstellungszwecken. Obwohl es als eine Rampe gezeigt ist, kann das befohlene vorausgesagte Drehmoment 626 als eine Stufenfunktion auf das letztendliche Plateau, wie beispielsweise 50 Nm, erhöht werden.
  • Eine Kurve des geschätzten Luftdrehmoments 630 ist derart gezeigt, dass sie dem befohlenen vorausgesagten Drehmoment 626 nacheilt. Dies liegt an mechanischen Verzögerungen bei dem Öffnen des Drosselventils, an Lufttransportverzögerungen, wenn eine größere Luftströmung die Zylinder erreicht, und an Verbrennungsverzögerungen für eine erhöhte Luft, die mit einem entsprechenden erhöhten Kraftstoff verbrannt werden soll.
  • Wenn das geschätzte Luftdrehmoment 630 zunimmt, ist gezeigt, dass eine Kurve der Zündfunkenvorverstellung 634 abnimmt. Die abnehmende Zündfunkenvorverstellung wirkt der erhöhten Luftströmung entgegen und bewirkt, dass die tatsächliche Motorausgabe bei ungefähr 0 Nm bleibt. Zu der Zeit 638 wurde die Zündfunkenverstellung nach spät für das Anspringen des Katalysators erreicht, und in dieser Darstellung ist das Anspringen des Katalysators noch nicht vollständig.
  • Zu der Zeit 638 tritt ein Antippen des Fahrers auf, wie beispielsweise dadurch, dass der Fahrer das Gaspedal niederdrückt. Infolge der Fahrereingabe nimmt das vermittelte vorausgesagte Drehmoment 622 zu, um die vorhergehende Drehmomentreserve aufrecht zu erhalten. Auf ähnliche Weise nimmt das befohlene vorausgesagte Drehmoment 626 um den gleichen Betrag zu, um die Zündfunkenverstellung nach spät aufrecht zu erhalten, die für das Anspringen des Katalysators verwendet wird. Die Erhöhung in dem befohlenen vorausgesagten Drehmoment 626 bewirkt, dass das Drosselventil öffnet, um eine erhöhte Luftströmung zu ermöglichen.
  • Das befohlene Momentandrehmoment 618 in Richtung des geschätzten Luftdrehmoments 630 rampenartig erhöht. Die Rampe (oder eine andere Tiefpassfunktion) verringert die plötzliche Zunahme in dem Drehmoment, die zu der Zeit 642 auftreten wird. Die Rampe des befohlenen Momentandrehmoments 618 bewirkt, dass die Zündfunkenvorverstellung erhöht wird (mit anderen Worten, die Zündfunkenverstellung nach spät wird verringert). Zu der Zeit 642 beginnt das geschätzte Luftdrehmoment 630, in Ansprechen auf das Öffnen des Drosselventils abzunehmen, das zu der Zeit 638 ausgelöst wird. Da die Bedingungen für einen Übergang zu Mager-Luft/Kraftstoff, wie beispielsweise eine Zunahme in der Luftströmung, zu der Zeit 642 vorhanden sind, kann die Steuerung annehmen, dass ein Übergang zu Mager-Luft/Kraftstoff auftritt.
  • Wegen des Übergangs zu Mager-Luft/Kraftstoff wird das befohlene Momentandrehmoment 618 erhöht, um dem geschätzten Luftdrehmoment 630 zu folgen. Durch das Erhöhen des befohlenen Momentandrehmoments 618 auf das geschätzte Luftdrehmoment 630 wird die Zündfunkenverstellung nach spät vollständig aufgehoben und die Zündfunkenvorverstellung auf einen kalibrierten Wert eingestellt, der den Drehmoment betrag maximiert. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Drehmoment-Sichheitsschwellenwert eine obere Begrenzung für das befohlene Momentandrehmoment 618 herstellen, die kleiner als das geschätzte Luftdrehmoment 630 ist.
  • Lediglich beispielhaft ist eine kalibrierte optimale Zündfunkenvorverstellung bei 646 angegeben. Obwohl sie als eine horizontale Linie gezeigt ist, kann die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung 646 bezüglich der Luftströmung und anderer Parameter variieren. Daher kann die horizontale Linie bei 646 eine kalibrierte Zündfunkenvorverstellung identifizieren, die nur für die Motorbetriebsbedingungen gültig ist, die zu der Zeit 642 vorhanden sind.
  • Normalerweise würde die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung 646 für gegebene Motorbetriebsbedingungen die maximale Drehmomentabgabe des Motors erzeugen. Wegen des Übergangs zu Mager-Luft/Kraftstoff kann die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung 646 jedoch künstlich niedrig sein, da die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung 646 unter der Annahme einer stöchiometrischen Kraftstoffzufuhr kalibriert wird. Ein Zündfunkenvorverstellungsoffset kann daher während eines Übergangs zu Mager-Luft/Kraftstoff angewendet werden. Wie in 6 gezeigt, überschreitet die Zündfunkenvorverstellung 634 daher zu der Zeit 642 die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung 646.
  • Das vermittelte Momentandrehmoment 614 kann zu der Zeit 642 zunehmen. Das vermittelte Momentandrehmoment 614 kann durch ein Krümmermodell geformt werden, das kalibriert ist, um den Luftströmungseigenschaften des Motors zu entsprechen. Das vermittelte Momentandrehmoment 614 kann daher einer Trajektorie ähnlich derjenigen des geschätzten Luftdrehmoments 630 folgen. Bei verschiedenen anderen Imp lementierungen kann das vermittelte Momentandrehmoment 614 zwischen den Zeiten 638 und 642 anfangen zuzunehmen, um ein schnelleres Ansprechen des Drehmoments auf das Antippen des Fahrers zu liefern.
  • Zu der Zeit 650 erreicht das geschätzte Luftdrehmoment 630 das befohlene vorausgesagte Drehmoment 626. Lediglich beispielhaft kann das geschätzte Luftdrehmoment 630 in einem vorbestimmten Bereich oder Prozentanteil des befohlenen vorausgesagten Drehmoments 626 liegen. Daher nimmt die Steuerung zu der Zeit 650 an, dass der Übergang zu Mager-Luft/Kraftstoff abgeschlossen ist. Alternativ kann die Steuerung annehmen, dass der Übergang zu Mager-Luft/Kraftstoff eine vorbestimmte Zeitdauer nach der Zeit 642 abschließt.
  • Zu der Zeit 650 wird der Zündfunkenvorverstellungsoffset oberhalb der kalibrierten Zündfunkenvorverstellung 646 von der Zündfunkenvorverstellung 634 entfernt, da ermittelt wird, dass der Übergang zu Mager-Luft/Kraftstoff abgeschlossen ist. Zusätzlich nimmt das befohlene Momentandrehmoment 618 in Richtung des vermittelten Momentandrehmoments 614 ab. Obwohl in 6 gezeigt ist, dass der Zündfunkenvorverstellungsoffset zu der Zeit 650 abrupt aufgehoben wird, kann der Zündfunkenvorverstellungsoffset auf eine allmähliche Weise entfernt werden, wie beispielsweise durch eine Rampe oder ein logarithmisches Abklingen. Die Drehmomentreserve, die zwischen dem befohlenen vorausgesagten Drehmoment 626 und dem befohlenen Momentandrehmoment 618 erzeugt wird, stellt die Zündfunkenverstellung nach spät für das Anspringen des Katalysators wieder her.
  • Nun auf 7 Bezug nehmend, zeigt ein Flussdiagramm den beispielhaften Betrieb des Motorsteuermoduls 114. Die Steuerung beginnt bei Schritt 700, bei dem der Motor gestartet wird und ein Anspringen des Katalysa tors (CLO) gewünscht ist. Bei Schritt 700 erhöht die Steuerung das befohlene vorausgesagte Drehmoment, um eine große Zündfunkenverstellung nach spät für das CLO zu erzeugen. Wenn das CLO bei Schritt 702 vollständig ist, geht die Steuerung zu Schritt 704 über; ansonsten fährt die Steuerung bei Schritt 706 fort. Bei Schritt 704 stellt die Steuerung das befohlene vorausgesagte Drehmoment auf das vermittelte vorausgesagte Drehmoment plus beliebige Lasten, wie beispielsweise eine Klimaanlage, zurück, und die Steuerung endet.
  • Bei Schritt 706 ermittelt die Steuerung, ob eine Zunahme des vermittelten vorausgesagten Drehmoments aufgetreten ist, wie beispielsweise eine solche, die aus einer Fahrereingabe resultiert. Wenn ja, wird ein Übergang zu Mager-Luft/Kraftstoff erwartet, und die Steuerung geht zu Schritt 708 über; ansonsten geht die Steuerung zu Schritt 710 über. Bei Schritt 708 beginnt die Steuerung, den Offset des befohlenen Drehmoments von Null aus rampenartig zu erhöhen, um das befohlene Momentandrehmoment in Richtung des geschätzten Luftdrehmoments zu erhöhen.
  • Die Steuerung fährt bei Schritt 712 fort, bei dem die Steuerung einen Timer zurücksetzt. Die Steuerung fährt bei Schritt 710 fort, bei dem die Steuerung ermittelt, ob der Timer abgelaufen ist. Der Timer läuft nach einer vorbestimmten Zeitdauer ab, nachdem er zurückgesetzt wurde. Wenn der Timer abläuft, nimmt die Steuerung an, dass der erwartete Übergang zu Mager-Luft/Kraftstoff nicht auftreten wird, und die Steuerung geht zu Schritt 716 über. Ansonsten geht die Steuerung zu Schritt 720 über.
  • Bei Schritt 720 ermittelt die Steuerung, ob eine Zunahme der Luft pro Zylinder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Wenn ja, geht die Steuerung zu Schritt 724 über; ansonsten kehrt die Steuerung zu Schritt 702 zurück. Bei Schritt 724 wendet die Steuerung einen Offset des befohlenen Drehmoments auf das vermittelte Momentandrehmoment an, was dazu führt, dass das befohlene Momentandrehmoment ungefähr bis zu dem Niveau des geschätzten Luftdrehmoments zunimmt. Durch das Erhöhen des befohlenen Momentandrehmoments auf das geschätzte Luftdrehmoment wird die Zündfunkenverstellung nach spät aufgehoben, und die Zündfunkenvorverstellung wird auf den kalibrierten Zündfunkenvorverstellungswert eingestellt.
  • Die Steuerung fährt bei Schritt 732 fort, bei dem die Steuerung einen Offset des befohlenen Zündfunkens anwendet, um die Zündfunkenvorverstellung über die kalibrierte optimale Zündfunkenvorverstellung hinaus zu erhöhen. Die Steuerung fährt bei Schritt 736 fort, bei dem die Steuerung wartet, bis ein Ende des Übergangs zu Mager-Luft/Kraftstoff detektiert wird. Lediglich beispielhaft fährt die Steuerung bei Schritt 740 fort, sobald eine Änderungsrate der Luft pro Zylinder unter einen vorbestimmten Schwellenwert abnimmt. Bei Schritt 740 beginnt die Steuerung, den Startdrehmomentoffset und den Startzündfunkenoffset auf Null abklingen zu lassen. Die Steuerung kehrt dann zu Schritt 702 zurück.
  • Fachleute können nun anhand der vorstehenden Beschreibung einsehen, dass die breiten Lehren der Offenbarung in einer Vielzahl von Formen implementiert werden können. Während diese 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.

Claims (20)

  1. Motorsteuersystem, umfassend: ein Luftsteuermodul, das ein Drosselventil eines Motors basierend auf einem befohlenen vorausgesagten Drehmoment steuert; ein Zündfunkensteuermodul, das eine Zündfunkenvorverstellung des Motors basierend auf einem befohlenen Momentandrehmoment steuert; ein Drehmomentsteuermodul, welches das befohlene vorausgesagte Drehmoment erhöht, wenn ein Katalysator-Anspringmodus (CLO-Modus) aktiv ist, und welches das befohlene Momentandrehmoment erhöht, wenn ein Fahrer eine Gaspedaleingabe betätigt; ein Übergangsdetektionsmodul, das ein Signal für einen Mager-Übergang erzeugt, wenn eine Zunahme der Luft pro Zylinder detektiert wird, während der CLO-Modus aktiv ist; und ein Startdrehmomentmodul, das ein Drehmoment-Offsetsignal basierend auf dem Signal für den Mager-Übergang erzeugt, wobei das Motordrehmomentmodul das befohlene Momentandrehmoment basierend auf dem Drehmoment-Offsetsignal erhöht.
  2. Motorsteuersystem nach Anspruch 1, ferner ein Startzündfunkenmodul umfassend, das ein Zündfunken-Offsetsignal basierend auf dem Signal für den Mager-Übergang erzeugt, wobei das Zündfunkensteuermodul die Zündfunkenvorverstellung basierend auf dem Zündfunken-Offsetsignal erhöht.
  3. Motorsteuersystem nach Anspruch 2, ferner ein Übergangsabschlussmodul umfassend, das selektiv ein Abschlusssignal erzeugt, wobei das Startdrehmomentmodul das Drehmoment-Offsetsignal basierend auf dem Abschlusssignal auf Null verringert und wobei das Startzündfunkenmodul das Zündfunken-Offsetsignal basierend auf dem Abschlusssignal auf Null verringert.
  4. Motorsteuersystem nach Anspruch 3, wobei das Übergangsabschlussmodul das Übergangsabschlusssignal erzeugt, wenn eine Rate der Zunahme der Luft pro Zylinder unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt.
  5. Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei der CLO-Modus aktiv ist, wenn der Motor gestartet wird und sich ein Katalysatorsystem unterhalb einer Schwellenwerttemperatur befindet.
  6. Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei, wenn das Signal für den Mager-Übergang erzeugt wird, das Startdrehmomentmodul das Drehmoment-Offsetsignal erzeugt, um zu bewirken, dass das Zündfunkensteuermodul die Zündfunkenvorverstellung auf einen kalibrierten optimalen Wert einstellt.
  7. Motorsteuersystem nach Anspruch 6, wobei sich ein geschätztes Luftdrehmoment des Motors dem befohlenen vorausgesagten Drehmoment schrittweise nähert und wobei, wenn das Signal für den Mager-Übergang erzeugt wird, das Startdrehmomentmodul das Drehmoment-Offsetsignal basierend auf einer Differenz zwischen dem befohlenen Momentandrehmoment und dem geschätzten Luftdrehmoment erzeugt.
  8. Motorsteuersystem nach Anspruch 1, ferner ein Übergangserwartungsmodul umfassend, das ein Signal für einen erwarteten Über gang basierend auf einer Zunahme in einem vermittelten vorausgesagten Drehmoment erzeugt, wobei das Drehmomentsteuermodul das befohlene vorausgesagte Drehmoment basierend auf dem vermittelten vorausgesagten Drehmoment steuert und wobei das Startdrehmomentmodul das Drehmoment-Offsetsignal als eine zunehmende Funktion basierend auf dem Signal für den erwarteten Übergang erzeugt.
  9. Motorsteuersystem nach Anspruch 8, wobei das Startdrehmomentmodul das Drehmoment-Offsetsignal von ungefähr Null aus damit beginnend rampenartig erhöht, dass das Signal für den erwarteten Übergang erzeugt wird, und wobei das Startdrehmomentmodul das Drehmoment-Offsetsignal basierend auf einer Differenz zwischen dem befohlenen Momentandrehmoment und einem geschätzten Luftdrehmoment erzeugt, wenn das Signal für den Mager-Übergang erzeugt wird.
  10. Motorsteuersystem nach Anspruch 9, wobei das Startdrehmomentmodul das Drehmoment-Offsetsignal auf ungefähr Null verringert, wenn das Signal für den erwarteten Übergang nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer erzeugt wird, nachdem das Signal für den Mager-Übergang erzeugt wurde.
  11. Verfahren, das umfasst, dass: ein Drosselventil eines Motors basierend auf einem befohlenen vorausgesagten Drehmoment gesteuert wird; eine Zündfunkenvorverstellung des Motors basierend auf einem befohlenen Momentandrehmoment gesteuert wird; das befohlene vorausgesagte Drehmoment erhöht wird, wenn ein Katalysator-Anspringmodus (CLO-Modus) aktiv ist; das befohlene Momentandrehmoment erhöht wird, wenn ein Fahrer eine Gaspedaleingabe betätigt; ein Signal für einen Mager-Übergang erzeugt wird, wenn eine Zunahme einer Luft pro Zylinder detektiert wird, während der CLO-Modus aktiv ist; ein Drehmoment-Offsetsignal basierend auf dem Signal für den Mager-Übergang erzeugt wird; und das befohlene Momentandrehmoment basierend auf dem Drehmoment-Offsetsignal erhöht wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, das ferner umfasst, dass: ein Zündfunken-Offsetsignal basierend auf dem Signal für den Mager-Übergang erzeugt wird; und die Zündfunkenvorverstellung basierend auf dem Zündfunken-Offsetsignal erhöht wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, das ferner umfasst, dass: ein Abschlusssignal selektiv erzeugt wird; das Drehmoment-Offsetsignal basierend auf dem Abschlusssignal auf Null verringert wird; und das Zündfunken-Offsetsignal basierend auf dem Abschlusssignal auf Null verringert wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, das ferner umfasst, dass das Übergangsabschlusssignal erzeugt wird, wenn eine Rate der Zunahme der Luft pro Zylinder unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt.
  15. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der CLO-Modus aktiv ist, wenn der Motor gestartet wird und sich ein Katalysatorsystem unter einer Schwellenwerttemperatur befindet.
  16. Verfahren nach Anspruch 11, das ferner umfasst, dass, wenn das Signal für den Mager-Übergang erzeugt wird, ein Drehmoment-Offsetsignal erzeugt wird, um die Zündfunkenvorverstellung auf einen kalibrierten optimalen Wert einzustellen.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei sich ein geschätztes Luftdrehmoment des Motors dem befohlenen vorausgesagten Drehmoment schrittweise annähert, und das ferner umfasst, dass, wenn das Signal für den Mager-Übergang erzeugt wird, das Drehmoment-Offsetsignal basierend auf einer Differenz zwischen dem befohlenen Momentandrehmoment und dem geschätzten Luftdrehmoment erzeugt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 11, das ferner umfasst, dass: ein Signal für einen erwarteten Übergang basierend auf einer Zunahme in einem vermittelten vorausgesagten Drehmoment erzeugt wird; das befohlene vorausgesagte Drehmoment basierend auf dem vermittelten vorausgesagten Drehmoment gesteuert wird; und das Drehmoment-Offsetsignal als eine zunehmende Funktion basierend auf dem Signal für den erwarteten Übergang erzeugt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass: das Drehmoment-Offsetsignal von ungefähr Null aus damit beginnend rampenartig erhöht wird, dass das Signal für den erwarteten Übergang erzeugt wird; und das Drehmoment-Offsetsignal basierend auf einer Differenz zwischen dem befohlenen Momentandrehmoment und einem geschätzten Luftdrehmoment erzeugt wird, wenn das Signal für den Mager-Übergang erzeugt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, das ferner umfasst, dass das Drehmoment-Offsetsignal auf ungefähr Null verringert wird, wenn das Signal für den erwarteten Übergang nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer erzeugt wird, nachdem das Signal für den Mager-Übergang erzeugt wurde.
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