DE102009038947B4

DE102009038947B4 - Motorsteuersystem und Motorsteuerverfahren

Info

Publication number: DE102009038947B4
Application number: DE102009038947.4A
Authority: DE
Inventors: James L. Worthing; Michael Livshiz; Christopher E. Whitney; Ning Jin; Martin Weber; Enrico TROPSCHUG
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2016-10-13
Anticipated expiration: 2029-08-27
Also published as: US20100057283A1; CN101660453A; DE102009038947A1; CN101660453B; US8041487B2

Abstract

Motorsteuersystem (100), das umfasst:
ein erstes Integralmodul (406), das einen Motordrehzahl-Integralwert (RPM-Integralwert) basierend auf einer Differenz zwischen einer gewünschten RPM und einer gemessenen RPM ermittelt;
ein zweites Integralmodul (422), das einen Drehmoment-Integralwert basierend auf einer Differenz zwischen einer gewünschten vorausgesagten Drehmomentabgabe für einen Motor und einem geschätzten Drehmoment des Motors ermittelt;
ein Differenzmodul (408), das einen RPM-Drehmoment-Integralwert basierend auf einer Differenz zwischen dem RPM-Integralwert und dem Drehmoment-Integralwert ermittelt, wobei die gewünschte vorausgesagte Drehmomentabgabe basierend auf dem RPM-Drehmoment-Integralwert angepasst wird; und
ein Drehmomentanpassungsmodul (454), das einen Drehmomentanpassungswert basierend auf dem RPM-Drehmoment-Integralwert und mindestens einem weiteren Betriebsparameter, welcher eine weitere Drehmomentanforderung darstellt, anhand einer Nachschlagetabelle von Drehmomentanpassungswerten ermittelt, die durch RPM-Drehmoment-Integralwerte indiziert ist, und wobei das Drehmomentanpassungsmodul (454) die befohlene Drehmomentabgabe und das geschätzte Drehmoment basierend auf dem Drehmomentanpassungswert anpasst.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Steuersysteme und -verfahren für Verbrennungsmotoren.
HINTERGRUND
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 gewünschtes Luft/Kraftstoffgemisch an die Zylinder zu liefern. Eine Zunahme der Luft und des Kraftstoffs an die Zylinder vergrößert die Drehmomentabgabe des Motors.
Motorsteuersysteme wurden entwickelt, um die Motordrehmomentabgabe zu steuern, um ein gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment zu erreichen. Herkömmliche Motorsteuersysteme steuern die Motordrehmomentabgabe jedoch nicht so genau wie gewünscht. Ferner schaffen herkömmliche Motorsteuersysteme kein so schnelles Ansprechen auf Steuersignale, wie es gewünscht ist, oder stimmen die Motordrehmomentsteuerung zwischen verschiedenen Einrichtungen nicht ab, welche die Motordrehmomentabgabe beeinflussen.
Die DE 10 2004 029 097 A1 beschreibt ein Motorsteuerverfahren und ein Motorsteuersystem mit einem ersten Integralmodul, das einen Motordrehzahl-Integralwert (RPM-Integralwert) basierend auf einer Differenz zwischen einer gewünschten RPM und einer gemessenen RPM ermittelt, und einem zweiten Integralmodul, das einen Drehmoment-Integralwert basierend auf einer Differenz zwischen einer gewünschten vorausgesagten Drehmomentabgabe für einen Motor und einem geschätzten Drehmoment des Motors ermittelt. Der Motordrehzahl- und der Drehmoment-Integralwert werden in einem Multiplikatorblock miteinander und mit weiteren Parametern verknüpft, um einen Sollwert für die Luft pro Zylinder, der von einer Drehmomentreferenz abhängt, zu korrigieren.
Ferner ist in der DE 196 49 424 A1 ein Motorsteuerverfahren beschrieben, bei dem ein Motorausgangsdrehmoment anhand einer Differenz zwischen einer gewünschten RPM und einer gemessenen RPM gesteuert wird.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Motorsteuersystem und ein Motorsteuerverfahren anzugeben, mit denen ein schnelles Ansprechen auf Steuersignale möglich ist und eine Abstimmung zwischen verschiedenen, die Motordrehmomentabgabe beeinflussenden Einrichtungen erfolgt.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird durch ein Motorsteuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Motorsteuerverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst.
Das Motorsteuersystem umfasst ein erstes und ein zweites Integralmodul, ein Differenzmodul und ein Drehmomentanpassungsmodul. Das erste Integralmodul ermittelt einen Motordrehzahl-Integralwert (RPM-Integralwert) basierend auf einer Differenz zwischen einer gewünschten RPM und einer gemessenen RPM. Das zweite Integralmodul ermittelt einen Drehmoment-Integralwert basierend auf einer Differenz zwischen einer gewünschten vorausgesagten Drehmomentabgabe für einen Motor und einem geschätzten Drehmoment des Motors. Das Differenzmodul ermittelt einen RPM-Drehmoment-Integralwert basierend auf einer Differenz zwischen dem RPM-Integralwert und dem Drehmoment-Integralwert, wobei die gewünschte vorausgesagte Drehmomentabgabe basierend auf dem RPM-Drehmoment-Integralwert angepasst wird. Das Drehmomentanpassungsmodul ermittelt einen Drehmomentanpassungswert basierend auf dem RPM-Drehmoment-Integralwert und mindestens einem weiteren Betriebsparameter, welcher eine weitere Drehmomentanforderung darstellt, anhand einer Nachschlagetabelle von Drehmomentanpassungswerten, die durch RPM-Drehmoment-Integralwerte indiziert ist, und es passt die befohlene Drehmomentabgabe und das geschätzte Drehmoment basierend auf dem Drehmomentanpassungswert an.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Abschaltmodul, welches das Drehmomentanpassungsmodul abschaltet, wenn eine Motorlaufzeit kleiner als eine vorbestimmte Dauer ist.
Gemäß noch anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Abschaltmodul, welches das Drehmomentanpassungsmodul abschaltet, wenn eine Luft pro Zylinder (APC) größer als eine vorbestimmte APC ist.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Abschaltmodul, welches das Drehmomentanpassungsmodul abschaltet, wenn eine Änderung der Luft pro Zylinder (APC-Änderung) größer als eine vorbestimmte APC-Änderung ist.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Abschaltmodul, welches das Drehmomentanpassungsmodul abschaltet, wenn eine Elektromotor-Drehmomentabgabe (EM-Drehmomentabgabe) größer als ein vorbestimmtes Drehmoment ist.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Abschaltmodul, welches das Drehmomentanpassungsmodul abschaltet, wenn eine Änderung der Drehmomentabgabe durch einen Elektromotor (EM-Drehmomentänderung) größer als eine vorbestimmte EM-Drehmomentänderung ist.
Gemäß noch anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Abschaltmodul, welches das Drehmomentanpassungsmodul abschaltet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Abschaltmodul, welches das Drehmomentanpassungsmodul abschaltet, wenn die gemessene RPM größer als eine vorbestimmte RPM ist.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Abschaltmodul, welches das Drehmomentanpassungsmodul abschaltet, wenn die Differenz zwischen der gewünschten und der gemessenen RPM größer als ein vorbestimmter RPM-Fehler ist.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Abschaltmodul, welches das Drehmomentanpassungsmodul abschaltet, wenn eine Getriebeöltemperatur kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Gemäß noch anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Abschaltmodul, welches das Drehmomentanpassungsmodul abschaltet, wenn eine Motorkühlmitteltemperatur (ECT) kleiner als eine vorbestimmte minimale ECT oder größer als eine vorbestimmte maximale ECT ist.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Abschaltmodul, welches das Drehmomentanpassungsmodul abschaltet, wenn eine Einlasslufttemperatur (IAT) größer als eine vorbestimmte IAT ist.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Abschaltmodul, welches das Drehmomentanpassungsmodul abschaltet, wenn eine Änderung der Einlasslufttemperatur (IAT-Änderung) größer als eine vorbestimmte IAT-Änderung ist.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Motorsteuersystem ferner ein Steuermodul für ein vorausgesagtes Drehmoment, das mindestens einen Motorluftströmungsakutator basierend auf der angepassten gewünschten Drehmomentabgabe anpasst.
Gemäß noch anderen Merkmalen erhöht das Drehmomentanpassungsmodul den Drehmomentanpassungswert selektiv basierend auf einem vorbestimmten Drehmoment-Offset, wenn ein Getriebe auf Fahren oder Rückwärts steht.
Gemäß weiteren Merkmalen erhöht das Drehmomentanpassungsmodul den Drehmomentanpassungswert selektiv basierend auf einem vorbestimmten Drehmoment-Offset, wenn ein Klimaanlagenkompressor (A/C-Kompressor) EIN ist.
Gemäß noch weiteren Merkmalen addiert das Drehmomentanpassungsmodul den Drehmomentanpassungswert sowohl mit der gewünschten Drehmomentabgabe als auch mit dem geschätzten Drehmoment.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachstehend vorgesehenen ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden.
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 einer beispielhaften Implementierung eines Motorsteuermoduls (ECM) gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
3A ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Motordrehzahl-Steuermoduls (RPM-Steuermoduls) gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
3B ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Drehmomentsteuermoduls mit geschlossener Schleife gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
3C ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Drehmomentschätzmoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
3D ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Drehmomentanpassungssystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
4 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Drehmomentsteuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist; und
5 ein Flussdiagramm ist, das beispielhafte Schritte darstellt, die von dem Drehmomentsteuersystem gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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.
Ein Motorsteuermodul (ECM) steuert Motorluftaktuatoren basierend auf einer gewünschten Drehmomentabgabe für einen Motor. Das ECM ermittelt ein geschätztes Drehmoment des Motors basierend auf Positionen eines oder mehrerer der Motorluftaktuatoren. Das ECM verwendet das geschätzte Drehmoment als Rückkopplung, um die gewünschte Drehmomentabgabe in einer geschlossenen Schleife zu steuern. Das ECM der vorliegenden Offenbarung ermittelt einen Drehmomentanpassungswert, wenn spezielle Betriebsbedingungen erfüllt sind. Das ECM passt die gewünschte Drehmomentabgabe und die geschätzte Drehmomentabgabe basierend auf dem Drehmomentanpassungswert an.
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 Einlasskrümmer 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 Einlasskrümmer 110 gesaugt wird.
Luft wird aus dem Einlasskrümmer 110 in Zylinder des Motors 102 gesaugt. Während der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen kann, ist lediglich 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 selektiv anweisen, einen oder mehrere der Zylinder zu deaktivieren, um beispielsweise die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.
Luft wird aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein zugeordnetes 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 Einlasskrümmer 110 einspritzen, oder es kann Kraftstoff an mehreren Orten in den Einlasskrümmer 110 einspritzen, wie z. B. in der Nähe des Einlassventils 122. Bei anderen Implementierungen kann das Kraftstoffeinspritzsystem 124 Kraftstoff direkt in den Zylinder 118 einspritzen.
Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit der Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoffgemisch. 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. Obgleich die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung anhand eines Motorsystems vom Benzintyp beschrieben werden, ist die vorliegende Offenbarung auf andere Typen von Motorsystemen anwendbar, wie beispielsweise Motorsysteme vom Dieseltyp und Hybrid-Motorsysteme.
Die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs treibt den Kolben von der TDC-Position weg, 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, welches dem Zylinder 118 zugeordnet ist. 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 den Zylinder 118 deaktivieren, indem die Zufuhr von Kraftstoff und Zündfunken gestoppt wird und/oder die Auslass- und/oder Einlassventile 122 und 130 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 auch eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Einlasskrümmer 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 Einlasskrümmer 110. Die Luft, die verwendet wird, um die komprimierte Luftladung zu erzeugen, kann aus dem Einlasskrümmer 110 und/oder einer anderen geeigneten Quelle entnommen werden.
Ein Ladedruckregelventil 164 kann ermöglichen, dass Abgas an dem Turbolader 160 vorbeiströmt, wodurch die Ausgabe des Turboladers (oder der Ladedruck) verringert wird. Das ECM 114 steuert den Turbolader 160 mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls 162. Das Ladedruck-Aktuatormodul 162 kann den Ladedruck des Turboladers 160 modulieren, indem die Position des Ladedruckregelventils 164 gesteuert wird.
Die komprimierte Luftladung wird durch den Turbolader 160 an den Einlasskrümmer 110 geliefert. Ein Zwischenkühler (nicht gezeigt) kann einen Teil der Wärme der komprimierten Luftladung dissipieren, die erzeugt wird, wenn die 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 Einlasskrümmer 110 liefert und durch die Kurbelwelle angetrieben wird. Das Motorsystem 100 kann ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 170 aufweisen, das Abgas selektiv zurück zu dem Einlasskrümmer 110 zurückleitet.
Ein Motordrehzahlsensor (RPM-Sensor) 180 misst die Drehzahl der Kurbelwelle in Umdrehungen pro Minute (U/min). 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 einem anderen Ort angeordnet sein, an dem das Kühlmittel zirkuliert, wie z. B. einem Kühler (nicht gezeigt).
Ein Krümmerabsolutdrucksensor (MAP-Sensor) 184 misst den Druck in dem Einlasskrümmer 110. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorvakuum gemessen werden, wobei das Motorvakuum die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 ist. Ein Luftmassenströmungssensor (MAF-Sensor) 186 misst die Massenströmungsrate der Luft, die in den Einlasskrümmer 110 strömt.
Das Drosselaktuatormodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 überwachen. Die Temperatur der Luft, die in das Motorsystem 100 gesaugt wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden. Ein Sensor für die Umgebungslufttemperatur (nicht gezeigt) misst die Temperatur der Umgebungsluft. 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. Der Fahrer kann einen Hebel für Parken, Rückwärts, Neutral und Fahren (PRNDL) 195 betätigen, um den Betrieb des Getriebes in einem gewünschten Betriebsmodus zu befehlen. Ein PRNDL-Modul 196 überwacht den PRNDL 195 und gibt ein Getriebezustandssignal basierend auf dem PRNDL 195 aus. Das ECM 114 überträgt das Getriebezustandssignal an das Getriebesteuermodul 194, um den Getriebezustand zu steuern. Lediglich beispielhaft kann der Getriebezustand ein Parken-, Rückwärts-, Neutral- oder Fahren-Zustand sein.
Das ECM 114 kann auch mit einem Hybridsteuermodul 197 kommunizieren, um den Betrieb des Motors 102 und eines Elektromotors 198 abzustimmen. Der Elektromotor 198 kann auch als ein 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.
Um abstrakt auf die verschiedenen Steuermechanismen des Motors 102 Bezug zu nehmen, kann jedes System oder Modul, das einen Motorparameter variiert, als ein Aktuator bezeichnet werden. Beispielsweise kann das Drosselaktuatormodul 116 die Öffnungsfläche des Drosselventils 112 ändern. Das Drosselaktuatormodul 116 kann daher als ein Aktuator bezeichnet werden, und die Öffnungsfläche der Drossel kann als eine Aktuatorposition bezeichnet werden.
Auf ähnliche Weise kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 als ein Aktuator bezeichnet werden, während die entsprechende Aktuatorposition ein Betrag einer Zündfunkenvorverstellung ist. Andere Aktuatoren umfassen das Ladedruck-Aktuatormodul 162, das AGR-Ventil 170, das Phasensteller-Aktuatormodul 158, das Kraftstoffeinspritzsystem 124 und das Zylinderaktuatormodul 120. Der Ausdruck Aktuatorposition bezogen auf diese Aktuatoren kann dem Ladedruck, der AGR-Ventilöffnung, den Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerwinkeln, dem Luft/Kraftstoffverhältnis bzw. der Anzahl von aktivierten Zylindern entsprechen.
Wenn der Motor 102 von der Erzeugung eines Drehmomentbetrags zu der Erzeugung eines neuen Drehmomentbetrags wechselt, werden eine oder mehrere Aktuatorpositionen angepasst, um das neue Drehmoment effizient zu erzeugen. Beispielsweise können die Zündfunkenvorverstellung, die Drosselposition, die Öffnung der Abgasrückführung (AGR-Öffnung) und die Positionen der Nockenphasensteller angepasst werden.
Das Ändern einer oder mehrerer Aktuatorpositionen erzeugt jedoch oft Motorbedingungen, die von Änderungen anderer Aktuatorpositionen profitieren würden. Die Änderungen der anderen Aktuatorpositionen könnten dann von den Änderungen der Aktuatorpositionen profitieren, die zuerst angepasst wurden. Diese Rückkopplung führt zu einer iterativen Aktualisierung von Aktuatorpositionen, bis jeder Aktuator positioniert ist, um dem Motor 102 zu erlauben, ein gewünschtes Drehmoment so effizient wie möglich zu erzeugen.
Große Änderungen des gewünschten Drehmoments verursachen oft signifikante Änderungen der Aktuatorpositionen, die zyklisch signifikante Änderungen anderer Aktuatorpositionen verursachen. Dies trifft insbesondere zu, wenn eine Ladedruckeinrichtung verwendet wird, wie z. B. der Turbolader 160 oder ein Turbokompressor. Wenn beispielsweise dem Motor 102 befohlen wird, eine Drehmomentabgabe signifikant zu erhöhen, kann das ECM 114 anfordern, dass der Turbolader 160 den Ladedruck erhöht.
Bei verschiedenen Implementierungen ist, wenn der Ladedruck erhöht wird, ein Klopfen oder Motorklingeln wahrscheinlicher. Wenn sich der Turbolader 160 diesem erhöhten Ladedruckniveau nähert, kann es daher erforderlich sein, die Zündfunkenvorverstellung zu verringern. Sobald die Zündfunkenvorverstellung verringert ist, kann es erforderlich sein, dass der gewünschte Ladedruck erhöht wird, um dem Motor 102 zu erlauben, das gewünschte Drehmoment zu erreichen.
Diese zyklische Abhängigkeit bewirkt, dass der Motor das gewünschte Drehmoment langsamer erreicht. Dieses Problem wird wegen des bereits langsamen Ansprechens des Ladedrucks des Turboladers weiter verschlimmert, was allgemein als Turboloch bezeichnet wird. 2 stellt eine beispielhafte Implementierung des ECM 114 dar, das in der Lage ist, die zyklische Abhängigkeit von herkömmlichen Motorsteuersystemen zu beschleunigen.
Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des ECM 114 dargestellt. Das ECM 114 stimmt verschiedene Steuerungen des Motorsystems 100 ab. Das ECM 114 umfasst ein Fahrerinterpretationsmodul 314, das Fahrereingaben von dem Fahrereingabemodul 104 empfängt. Die Fahrereingaben können beispielsweise eine Gaspedalposition umfassen. Das Fahrerinterpretationsmodul 314 gibt basierend auf den Fahrereingaben eine Fahrerdrehmomentanforderung aus, die einem Drehmomentbetrag entspricht, der von einem Fahrer angefordert wird.
Das ECM 114 umfasst auch ein Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 316. Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 316 vermittelt zwischen den Fahrerdrehmomentanforderungen und anderen Achsendrehmomentanforderungen. Andere Achsendrehmomentanforderungen können beispielsweise Drehmomentverringerungsanforderungen während eines Gangwechsels durch das Getriebesteuermodul 194, Drehmomentverringerungsanforderungen während eines Radschlupfs durch ein Traktionssteuersystem (nicht gezeigt) und Drehmomentanforderungen umfassen, um eine Geschwindigkeit von einem Tempomatsystem (nicht gezeigt) zu steuern.
Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 316 gibt eine vorausgesagte Drehmomentanforderung und eine Momentandrehmomentanforderung aus. Die vorausgesagte Drehmomentanforderung entspricht dem Drehmomentbetrag, der in der Zukunft erforderlich sein wird, um die Drehmoment- und/oder Geschwindigkeitsanforderungen des Fahrers zu erfüllen. Die Momentandrehmomentanforderung entspricht dem Drehmomentbetrag, der zum momentanen Zeitpunkt angefordert wird, um vorübergehende Drehmomentanforderungen zu erfüllen, wie z. B. Drehmomentverringerungen während Gangwechseln und/oder während eines Radschlupfs.
Die Momentandrehmomentanforderung wird mittels Motoraktuatoren erreicht, die schnell ansprechen, während langsamere Motoraktuatoren darauf ausgerichtet sind, das vorausgesagte Drehmoment zu erreichen. Lediglich beispielhaft kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 in der Lage sein, die Zündfunkenvorverstellung schnell zu ändern, und es kann daher verwendet werden, um die Momentandrehmomentanforderung in Benzinmotorsystemen zu erreichen. Bei Dieselsystemen können die Kraftstoffmasse und/oder der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung der hauptsächliche Aktuator sein, um die Motordrehmomentabgabe zu steuern. Das Drosselventil 112 und die Einlass- und Auslass-Nockenphasensteller 148 und 150 können jedoch langsamer ansprechen, und sie können daher darauf ausgerichtet sein, das vorausgesagte Drehmoment zu erfüllen.
Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 316 gibt die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung an ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 318 aus. Bei anderen Implementierungen kann das ECM 114 auch ein Hybriddrehmoment-Vermittlungsmodul (nicht gezeigt) umfassen. Das Hybriddrehmoment-Vermittlungsmodul ermittelt, welcher Anteil der vorausgesagten Drehmomentanforderung und der Momentandrehmomentanforderung gegebenenfalls dem Elektromotor 198 zugeteilt wird.
Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 318 vermittelt zwischen der vorausgesagten Drehmomentanforderung, der Momentandrehmomentanforderung und Antriebsdrehmomentanforderungen. Antriebsdrehmomentanforderungen können beispielsweise Drehmomentverringerungsanforderungen zum Schutz vor überhöhter Motordrehzahl und/oder Drehmomenterhöhungsanforderungen zum Verhindern des Abwürgens umfassen.
Ein Betätigungsmodul 320 empfängt die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung von dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 318. Das Betätigungsmodul 320 ermittelt, wie die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung erreicht werden. Sobald das Betätigungsmodul 320 ermittelt, wie die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung erreicht werden, gibt das Betätigungsmodul 320 ein gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment und ein gewünschtes Momentandrehmoment an einen Fahrerdrehmomentfilter 322 bzw. ein erstes Auswahlmodul 328 aus.
Der Fahrerdrehmomentfilter 322 empfängt das gewünschte vorausgesagte Drehmoment von dem Betätigungsmodul 320. Der Fahrerdrehmomentfilter 322 kann auch Signale von dem Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 316 und/oder dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 318 empfangen. Lediglich beispielhaft kann der Fahrerdrehmomentfilter 322 die Signale von dem Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 316 und/oder dem Vermittlungsmodul 318 für das vorausgesagte Drehmoment verwenden, um zu ermitteln, ob sich das gewünschte vorausgesagte Drehmoment aus der Fahrereingabe ergibt. Wenn ja, kann der Fahrerdrehmomentfilter 322 hochfrequente Drehmomentänderungen aus dem gewünschten vorausgesagten Drehmoment herausfiltern. Solch ein Filtern entfernt hochfrequente Änderungen, die beispielsweise auf einer unebenen Straße durch die Modulation des Fahrerfußes auf dem Gaspedal verursacht werden.
Der Fahrerdrehmomentfilter 322 gibt das gewünschte vorausgesagte Drehmoment an ein Drehmomentsteuermodul 330 aus. Das Drehmomentsteuermodul 330 ermittelt ein gemäß der Drehmomentsteuerung gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment (d. h. ein gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment_T) basierend auf dem gewünschten vorausgesagten Drehmoment. Ein Modusermittlungsmodul 332 ermittelt einen Steuermodus basierend auf dem gemäß der Drehmomentsteuerung gewünschten vorausgesagten Drehmoment und gibt ein Modussignal aus, das dem Steuermodus entspricht.
Lediglich beispielhaft kann das Modusermittlungsmodul 332 ermitteln, dass der Steuermodus ein RPM-Modus ist, wenn das gewünschte vorausgesagte Drehmoment_T kleiner als ein kalibriertes Drehmoment ist. Wenn das gewünschte vorausgesagte Drehmoment_T größer als das kalibrierte Drehmoment oder diesem gleich ist, kann das Modusermittlungsmodul 332 ermitteln, dass der Steuermodus ein Drehmomentmodus ist.
Lediglich beispielhaft kann das Modusermittlungsmodul 332 den Steuermodus unter Verwendung der Beziehungen ermitteln:
Steuermodus = RPM-Modus,
wenn das gewünschte vorausgesagte Drehmoment_T < Cal_T, und
Steuermodus = Drehmomentmodus,
wenn das gewünschte vorausgesagte Drehmoment_T ≥ CAL_T,
wobei das gewünschte vorausgesagte Drehmoment_T das gemäß der Drehmomentsteuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment ist und CAL_T das kalibrierte Drehmoment ist.
Das Drehmomentsteuermodul 330 kann auch basierend auf dem Steuermodus das gemäß der Drehmomentsteuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment und/oder ein gemäß der RPM-Steuerung gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment (d. h. ein gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment_RPM) ermitteln. Das gemäß der RPM-Steuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment wird unten im Detail beschrieben. Eine weitere Diskussion der Funktionalität des Drehmomentsteuermoduls 330 ist in dem US-Patent Nr. 7,021,282 zu finden, das dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung, das am 4. April 2006 erteilt wurde und den Titel ”Coordinated Engine Torque Control” trägt.
Das Drehmomentsteuermodul 330 gibt das gemäß der Drehmomentsteuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment an ein zweites Auswahlmodul 336 aus. Lediglich beispielhaft können das erste Auswahlmodul 328 und das zweite Auswahlmodul 336 einen Multiplexer oder eine andere geeignete Schalt- oder Auswahleinrichtung umfassen.
Ein RPM-Trajektorienmodul 338 ermittelt eine gewünschte RPM basierend auf einem Standardblock zur RPM-Steuerung, der im Detail 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. Lediglich beispielhaft kann die gewünschte RPM eine gewünschte Leerlauf-RPM, eine stabilisierte RPM und/oder eine Ziel-RPM sein.
Ein RPM-Steuermodul 334 ermittelt das gemäß der RPM-Steuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment (d. h. das gewünschte vorausgesagte Drehmoment_RPM) und liefert das gemäß der RPM-Steuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment an das Drehmomentsteuermodul 330. Wie oben beschrieben, kann das Drehmomentsteuermodul 330 das gemäß der Drehmomentsteuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment basierend auf dem gemäß der RPM-Steuerung gewünschten vorausgesagten Drehmoment ermitteln. Das RPM-Steuermodul 334 ermittelt das gemäß der RPM-Steuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment basierend auf einem minimalen Drehmoment, einem Optimalwert-Drehmoment (Feed-Forward-Drehmoment), einem Reservedrehmoment und einem RPM-Korrekturfaktor.
Nun auf 3A Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des RPM-Steuermoduls 334 dargestellt. Das RPM-Steuermodul 334 kann ein Minimaldrehmomentmodul 402, ein erstes Differenzmodul 404 und ein Proportional-Integral-Modul (PI-Modul) 406 umfassen. Das RPM-Steuermodul 334 kann auch ein zweites Differenzmodul 408, ein erstes Summiermodul 410 und ein zweites Summiermodul 412 umfassen.
Das Minimaldrehmomentmodul 402 ermittelt das minimale Drehmoment basierend auf der gewünschten RPM. Das minimale Drehmoment entspricht einem minimalen Drehmomentbetrag, um die RPM auf der gewünschten RPM zu halten. Das Minimaldrehmomentmodul 402 kann das minimale Drehmoment beispielsweise aus einer Nachschlagetabelle basierend auf der gewünschten RPM ermitteln.
Ein erstes Differenzmodul 404 ermittelt einen RPM-Fehlerwert (d. h. ein RPM_ERR) basierend auf der Differenz zwischen der gewünschten RPM und der RPM, die durch den RPM-Sensor 180 gemessen wird. Lediglich beispielhaft kann das erste Differenzmodul 404 den RPM-Fehlerwert unter Verwendung der Gleichung ermitteln: RPM-Fehlerwert = Gewünschte RPM – RPM. (1)
Das PI-Modul 406 ermittelt einen RPM-Proportionalterm (d. h. ein P_RPM) und einen RPM-Integralterm (d. h. ein I_RPM) basierend auf dem RPM-Fehlerwert. Der RPM-Proportionalterm entspricht einem Offset, der basierend auf dem RPM-Fehlerwert ermittelt wird. Der RPM-Integralterm entspricht einem Offset, der basierend auf einem Integral über den RPM-Fehlerwert ermittelt wird. Lediglich beispielhaft kann das PI-Modul 406 den RPM-Proportionalterm und den RPM-Integralterm unter Verwendung der Gleichungen ermitteln: P_RPM = K_P·RPM_DES – RPM, und (2) I_RPM = K_I·∫(RPM_DES – RPM)dt, (3) wobei K_P eine vorbestimmte RPM-Proportionalitätskonstante ist, K_I eine vorbestimmte RPM-Integralkonstante ist und RPM_DES die gewünschte RPM ist. Eine weitere Diskussion der PI-Steuerung ist in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer US 2008/0120009 A1 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. Eine weitere Diskussion der PI-Steuerung der Motordrehzahl ist in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer US 2008/0125951 A1 zu finden, die dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung, die am 28. November 2006 eingereicht wurde und den Titel ”Torque Based Engine Speed Control” trägt.
Das zweite Differenzmodul 408 ermittelt einen RPM-Drehmoment-Integralterm (d. h. I_RPMT) basierend auf einer Differenz zwischen dem RPM-Integralterm und einem Drehmoment-Integralterm (d. h. I_T). Der Drehmoment-Integralterm wird unten im Detail diskutiert. Lediglich beispielhaft kann das zweite Differenzmodul 408 den RPM-Drehmoment-Integralterm unter Verwendung der Gleichung ermitteln: I_RPMT = I_RPM – I_T,(4) wobei I_RPMT der RPM-Drehmoment-Integralterm, I_RPM der RPM-Integralterm und I_T der Drehmoment-Integralterm ist.
Das erste Summiermodul 410 ermittelt einen RPM-Korrekturfaktor (d. h. RPM_PI) basierend auf dem RPM-Drehmoment-Integralterm und dem RPM-Proportionalterm. Insbesondere ermittelt das erste Summiermodul 410 den RPM-Korrekturfaktor basierend auf einer Summe des RPM-Drehmoment-Integralterms und des RPM-Proportionalterms. Lediglich zu Zwecken der Darstellung ermittelt das erste Summiermodul 410 den RPM-Korrekturfaktor unter Verwendung der Gleichung: RPM_PI = P_RPM + I_RPMT, (5) wobei RPM_PI der RPM-Korrekturfaktor ist, P_RPM der RPM-Proportionalterm ist und I_RPMT der RPM-Drehmoment-Integralterm ist.
Das zweite Summiermodul 412 ermittelt das gemäß der RPM-Steuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment (d. h. das gewünschte vorausgesagte Drehmoment_RPM) basierend auf dem minimalen Drehmoment, dem RPM-Korrekturfaktor, einem Optimalwert-Drehmoment (Feed-Forward-Drehmoment) und einem Reservedrehmoment. Insbesondere ermittelt das zweite Summiermodul 412 das gemäß der RPM-Steuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment basierend auf einer Summe des minimalen Drehmoments, des Reservedrehmoments, des Optimalwert-Drehmoments und des RPM-Korrekturfaktors. Lediglich zu Zwecken der Darstellung ermittelt das zweite Summiermodul 412 das gemäß der RPM-Steuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment unter Verwendung der Gleichung: Gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment_RPM = Reserve_T + FF_T + Min_T + RPM_PI, (6) wobei das gewünschte vorausgesagte Drehmoment_RPM das gemäß der RPM-Steuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment ist, Reserve_T das Reservedrehmoment ist, FF_T das Optimalwert-Drehmoment ist, Min_T das minimale Drehmoment ist und RPM_PI der RPM-Korrekturfaktor ist.
Das Reservedrehmoment entspricht einem Drehmomentbetrag, dem der Motor 102 momentan über das Drehmoment hinaus erzeugen kann, das der Motor momentan unter den momentanen Luftströmungsbedingungen erzeugt. Das Reservedrehmoment kann verwendet werden, um Lasten zu kompensieren, die plötzlich eine Abnahme der RPM verursachen könnten. Das Optimalwert-Drehmoment entspricht einen Drehmomentbetrag, der erforderlich sein wird, um voraussichtlichen Motorlasten zu genügen, wie beispielsweise einer Aktivierung eines Klimaanlagenkompressors (A/C-Kompressors, nicht gezeigt).
Wieder auf 2 Bezug nehmend, gibt das RPM-Steuermodul 334 das gemäß der RPM-Steuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment an das zweite Auswahlmodul 336 aus. Das zweite Auswahlmodul 336 empfängt auch das gemäß der Drehmomentsteuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment von dem Drehmomentsteuermodul 330. Das RPM-Steuermodul 334 gibt auch ein gemäß der RPM-Steuerung gewünschtes Momentandrehmoment (d. h. ein gewünschtes Momentandrehmoment_RPM) an das erste Auswahlmodul 328 aus.
Das zweite Auswahlmodul 336 wählt das gemäß der Drehmomentsteuerung oder das gemäß der RPM-Steuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment basierend auf dem Steuermodus aus und gibt dieses aus. Das zweite Auswahlmodul 336 empfängt den Steuermodus von dem Modusermittlungsmodul 332. Lediglich beispielhaft wählt das zweite Auswahlmodul 336 das gemäß der Drehmomentsteuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment aus und gibt dieses aus, wenn der Steuermodus der Drehmomentmodus ist. Das zweite Auswahlmodul 336 wählt das gemäß der RPM-Steuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment aus und gibt dieses aus, wenn der Steuermodus der RPM-Modus ist.
Die Ausgabe des zweiten Auswahlmoduls 336 wird als gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment bezeichnet. Ein Drehmomentsteuermodul 340 mit geschlossener Schleife ermittelt ein befohlenes Drehmoment basierend auf dem gewünschten vorausgesagten Drehmoment und einem Drehmomentkorrekturfaktor (d. h. T_PI). Das befohlene Drehmoment entspricht dem Drehmoment, das dem Motor 102 zur Ausgabe befohlen wird.
Nun auf 3B Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Drehmomentsteuermoduls 340 mit geschlossener Schleife dargestellt. Das Drehmomentsteuermodul 340 mit geschlossener Schleife kann ein drittes Differenzmodul 420, ein zweites Proportional-Integral-Modul (PI-Modul) 422 und ein drittes Summiermodul 424 umfassen. Das Drehmomentsteuermodul 340 mit geschlossener Schleife kann auch ein viertes Summiermodul 426 und ein fünftes Summiermodul 428 umfassen.
Das dritte Differenzmodul 420 ermittelt einen Drehmomentfehlerwert (d. h. T_ERR) basierend auf einer Differenz zwischen dem gewünschten vorausgesagten Drehmoment und einem geschätzten Drehmoment. Das geschätzte Drehmoment wird unten im Detail diskutiert. Lediglich beispielhaft kann das dritte Differenzmodul 420 den Drehmomentfehlerwert unter Verwendung der Gleichung ermitteln: T_ERR = Gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment – geschätztes Drehmoment, (7) wobei T_ERR der Drehmomentfehlerwert ist.
Das PI-Modul 422 ermittelt einen Drehmoment-Proportionalterm (d. h. ein P_T) und den Drehmoment-Integralterm (d. h. das I_T) basierend auf dem Drehmomentfehlerwert. Der Drehmoment-Proportionalterm entspricht einem Offset, der basierend auf dem Drehmomentfehlerwert ermittelt wird. Der Drehmoment-Integralterm entspricht einem Offset, der basierend auf einem Integral über den Drehmomentfehlerwert ermittelt wird. Lediglich beispielhaft kann das PI-Modul 422 den Drehmoment-Proportionalterm und den Drehmoment-Integralterm unter Verwendung der Gleichungen ermitteln: P_T = K_P·(Gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment – geschätztes Drehmoment), und (8) I_T = K_T·∫(Gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment – geschätztes Drehmoment)dt, (9) wobei K_P eine vorbestimmte Drehmoment-Proportionalitätskonstante und K_I eine vorbestimmte Drehmoment-Integralkonstante ist.
Der Drehmoment-Integralterm wird an das zweite Differenzmodul 408 ausgegeben, wie oben beschrieben. Auf diese Weise wird der Drehmoment-Integralterm in dem gemäß der RPM-Steuerung gewünschten vorausgesagten Drehmoment (d. h. dem gewünschten vorausgesagten Drehmoment_RPM) widergespiegelt. Ferner wird, da das gemäß der RPM-Steuerung gewünschte vorausgesagte Drehmoment von dem zweiten Auswahlmodul 336 ausgewählt und ausgegeben wird, wenn der Steuermodus der RPM-Modus ist, der Drehmoment-Integralterm in dem gewünschten vorausgesagten Drehmoment widergespiegelt, wenn der Steuermodus der RPM-Modus ist.
Das dritte Summiermodul 424 ermittelt den Drehmomentkorrekturfaktor (d. h. das T_PI) basierend auf einer Summe des Drehmoment-Proportionalterms und des Drehmoment-Integralterms. Lediglich zu Darstellungszwecken ermittelt das dritte Summiermodul 424 den Drehmomentkorrekturfaktor unter Verwendung der Gleichung: T_PI = P_T + I_T, (10) wobei T_PI der Drehmomentkorrekturfaktor ist, P_T der Drehmoment-Proportionalterm ist und I_T der Drehmoment-Integralterm ist.
Das vierte Summiermodul 426 ermittelt einen ersten Drehmomentbefehl basierend auf einer Summe des Drehmomentkorrekturfaktors und des gewünschten vorausgesagten Drehmoments. Der erste Drehmomentbefehl wird verwendet, um das befohlene Drehmoment zu ermitteln, wie unten weiter diskutiert wird. Lediglich zu Zwecken der Darstellung ermittelt das vierte Summiermodul 426 den ersten Drehmomentbefehl unter Verwendung der Gleichung: TC₁ = Gewünschtes vorausgesagtes Drehmoment + T_PI, (11) wobei TC₁ der erste Drehmomentbefehl ist und T_PI der Drehmomentkorrekturfaktor ist.
Das fünfte Summiermodul 428 ermittelt das befohlene Drehmoment basierend auf einer Summe des ersten Drehmomentbefehls und eines Drehmomentanpassungswerts (d. h. eines ΔT) und gibt dieses aus. Auf diese Weise spiegelt das befohlene Drehmoment den Drehmomentanpassungswert wider, wenn der Drehmomentanpassungswert ein von Null verschiedener Wert ist. Der Drehmomentanpassungswert wird unten im Detail diskutiert.
Wieder auf 2 Bezug nehmend, ermittelt ein Drehmomentschätzmodul 342 das geschätzte Drehmoment und liefert das geschätzte Drehmoment an das Drehmomentsteuermodul 340 mit geschlossener Schleife. Insbesondere liefert das Drehmomentschätzmodul 342 das geschätzte Drehmoment an das dritte Differenzmodul 420 (siehe 3B). Wie oben beschrieben, ermittelt das dritte Differenzmodul 420 den Drehmomentfehlerwert basierend auf der Differenz zwischen dem gewünschten vorausgesagten Drehmoment und dem geschätzten Drehmoment.
Nun auf 3C Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Drehmomentschätzmoduls 342 dargestellt. Das Drehmomentschätzmodul 342 umfasst ein Luftströmungsdrehmomentmodul 440, das ein Luftströmungsdrehmoment ermittelt. Das Luftströmungsdrehmoment wird verwendet, um das geschätzte Drehmoment zu ermitteln, wie unten weiter beschrieben wird.
Das Luftströmungsdrehmomentmodul 440 ermittelt das Luftströmungsdrehmoment basierend auf der MAF, die durch den MAF-Sensor 186 gemessen wird, der RPM, die durch den RPM-Sensor 180 gemessen wird, und/oder dem MAP, der durch den MAP-Sensor 184 gemessen wird. Der MAP, die MAF und/oder die RPM können auch verwendet werden, um die Luft pro Zylinder (APC) zu ermitteln.
Das Luftströmungsdrehmoment entspricht einem maximalen Drehmomentbetrag, den der Motor 102 unter den momentanen Luftströmungsbedingungen erzeugen kann. Der Motor 102 kann in der Lage sein, diesen maximalen Drehmomentbetrag zu erzeugen, wenn beispielsweise der Zündfunkenzeitpunkt auf einen Zündfunkenzeitpunkt festgelegt wird, der kalibriert ist, um bei der momentanen RPM und der momentanen APC den maximalen Drehmomentbetrag zu erzeugen. Eine weitere Diskussion des Luftströmungsdrehmoments ist in dem US-Patent Nr. 6,704,638 zu finden, das dem gleichen Rechtsinhaber gehört wie die vorliegende Anmeldung, das am 09. März 2004 erteilt wurde und den Titel ”Torque Estimator for Engine RPM und Torque Control” trägt und dessen Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Das Drehmomentschätzmodul 342 umfasst auch ein sechstes Summiermodul 442, welches das geschätzte Drehmoment ermittelt und das geschätzte Drehmoment an das dritte Differenzmodul 420 liefert. Das sechste Summiermodul 442 ermittelt das geschätzte Drehmoment basierend auf einer Summe des Luftströmungsdrehmoments und des Drehmomentanpassungswerts (d. h. des ΔT). Auf diese Weise wird der Drehmomentanpassungswert auch in dem geschätzten Drehmoment widergespiegelt, wenn der Drehmomentanpassungswert ein von Null verschiedener Wert ist. Mit anderen Worten passt das Drehmomentschätzmodul 342 das geschätzte Drehmoment basierend auf dem Drehmomentanpassungswert an. Lediglich zu Darstellungszwecken ermittelt das sechste Summiermodul 442 den geschätzten Drehmomentwert unter Verwendung der Gleichung: Geschätztes Drehmoment = Luftströmungsdrehmoment + DT. (12)
Nun auf 3D Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Drehmomentanpassungssystems 450 dargestellt. Das Drehmomentanpassungssystem 450 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Abschaltmodul 452 und ein Drehmomentanpassungsmodul 454.
Das Abschaltmodul 452 schaltet das Drehmomentanpassungsmodul 454 basierend auf verschiedenen Parametern ab. Lediglich beispielhaft kann das Abschaltmodul 452 das Drehmomentanpassungsmodul 454 basierend auf der Motorlaufzeit, der APC, dem Elektromotordrehmoment, dem Steuermodus, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der RPM, der Getriebeöltemperatur, der ECT und/oder der IAT selektiv abschalten. Das Abschaltmodul 452 kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 auch basierend auf einer Differenz zwischen der IAT und der Umgebungstemperatur, dem Zustand des A/C-Kompressors (d. h. EIN/AUS), einer Differenz zwischen zwei APC-Abtastwerten einer Differenz zwischen Elektromotordrehmomenten und/oder dem RPM-Fehlerwert selektiv abschalten.
Lediglich beispielhaft kann das Abschaltmodul 452 das Drehmomentanpassungsmodul 454 abschalten, wenn die Motorlaufzeit kleiner als eine vorbestimmte Dauer ist. Mit anderen Worten kann das Abschaltmodul 452 das Drehmomentanpassungsmodul 454 abschalten, bis die Motorlaufzeit die vorbestimmte Dauer erreicht. Die Motorlaufzeit entspricht der Zeitdauer, für die der Motor 102 gelaufen ist, seit der Fahrer das Fahrzeug angelassen hat. Mit anderen Worten entspricht die Motorlaufzeit der Zeitdauer, die seit dem Fahrzeugstart vergangen ist. Die vorbestimmte Dauer kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise zwischen ungefähr 25,0 und ungefähr 60,0 Sekunden festgelegt werden.
Das Abschaltmodul 452 kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 auch abschalten, wenn die APC größer als eine vorbestimmte APC ist. Die vorbestimmte APC kann kalibrierbar sein und kann basierend auf dem Zustand des A/C-Kompressors festgelegt werden. Lediglich beispielhaft kann die vorbestimmte APC auf ungefähr 130,0, wenn der A/C-Kompressor in AUS ist, und auf ungefähr 150,0 festgelegt werden, wenn der A/C-Kompressor EIN ist.
Das Abschaltmodul 452 kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 auch abschalten, wenn das Elektromotordrehmoment (EM-Drehmoment) größer als ein vorbestimmtes EM-Drehmoment ist. Das EM-Drehmoment entspricht dem Drehmomentbetrag, den der Elektromotor 198 erzeugt oder der diesen zur Erzeugung befohlen wurde. Das vorbestimmte EM-Drehmoment kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise auf ungefähr 5,0 Nm festgelegt werden.
Das Abschaltmodul 452 kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 auch abschalten, wenn der Steuermodus der Drehmomentmodus ist. Mit anderen Worten kann das Abschaltmodul 452 das Drehmomentanpassungsmodul 454 abschalten, wenn der Steuermodus ein anderer Steuermodus als der RPM-Modus ist. Auf diese Weise werden das geschätzte Drehmoment und das befohlene Drehmoment durch den Drehmomentanpassungswert angepasst, wenn der Steuermodus der RPM-Modus ist.
Das Abschaltmodul 452 kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 auch abschalten, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Die vorbestimmte Geschwindigkeit kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise auf ungefähr 1,0 Kilometer pro Stunde (km/h) festgelegt werden. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann beispielsweise eine Getriebeausgangsdrehzahl, eine Radgeschwindigkeit und/oder ein anderes geeignetes Maß der Fahrzeuggeschwindigkeit sein.
Das Abschaltmodul 452 kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 auch abschalten, wenn die RPM größer als eine vorbestimmte RPM ist. Die vorbestimmte RPM kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise basierend auf einer Leerlauf-RPM für den Motor 102 festgelegt werden. Lediglich beispielhaft kann die vorbestimmte RPM auf ungefähr 25,0 U/min oberhalb der Leerlauf-RPM festgelegt werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann die vorbestimmte RPM auf ungefähr 800,0, wenn der A/C-Kompressor AUS ist, und auf ungefähr 850,0 festgelegt werden, wenn der A/C-Kompressor EIN ist.
Das Abschaltmodul 452 kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 auch abschalten, wenn die Getriebeöltemperatur kleiner als eine vorbestimmte Getriebeöltemperatur ist. Die vorbestimmte Getriebeöltemperatur kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise auf ungefähr 40,0°C festgelegt werden. Das Abschaltmodul 452 kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 auch abschalten, wenn die ECT außerhalb vorbestimmten Bereichs von Kühlmitteltemperaturen liegt. Der vorbestimmte Bereich von Kühlmitteltemperaturen kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise zwischen ungefähr 70,0°C bis ungefähr 110,0°C festgelegt werden.
Das Abschaltmodul 452 kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 auch abschalten, wenn die IAT größer als eine vorbestimmte IAT ist. Die IAT kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise auf ungefähr 65,0°C festgelegt werden. Das Abschaltmodul 452 kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 auch abschalten, wenn eine Differenz zwischen der IAT und der Umgebungslufttemperatur größer als eine vorbestimmte Temperaturdifferenz ist. Die vorbestimmte Temperaturdifferenz kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise auf ungefähr 20,0°C festgelegt werden.
Das Abschaltmodul 452 kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 auch abschalten, wenn eine Differenz zwischen zwei APCs größer als eine vorbestimmte APC-Differenz ist. Die APCs können mit einer vorbestimmten Rate geliefert werden, wie beispielsweise einmal pro Zündungsereignis. Die vorbestimmte APC-Differenz kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise auf ungefähr 3,5 festgelegt werden.
Das Abschaltmodul 452 kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 auch abschalten, wenn eine Differenz zwischen zwei EM-Drehmomenten größer als eine vorbestimmte EM-Drehmomentdifferenz ist. Die vorbestimmte EM-Drehmomentdifferenz kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise auf ungefähr 1,0 Nm festgelegt werden.
Das Abschaltmodul 452 kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 auch abschalten, wenn der RPM-Fehlerwert größer als ein vorbestimmter RPM-Fehlerwert ist. Der vorbestimmte RPM-Fehlerwert kann kalibrierbar sein und kann beispielsweise auf ungefähr 20,0 U/min festgelegt werden. Lediglich zu Zusammenfassungszwecken ist die folgende Beschreibung davon vorgesehen, wann das Abschaltmodul 452 das Drehmomentanpassungsmodul 454 abschalten kann. Das Abschaltmodul 452 kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 abschalten, wenn:

(1) die Motorlaufzeit kleiner als die vorbestimmte Dauer ist;
(2) die APC größer als eine vorbestimmte APC ist;
(3) das EM-Drehmoment größer als ein vorbestimmtes EM-Drehmoment ist;
(4) der Steuermodus ein anderer Modus als der RPM-Modus ist;
(5) die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist;
(6) die RPM größer als die vorbestimmte RPM ist;
(7) die Getriebeöltemperatur kleiner als die vorbestimmte Getriebeöltemperatur ist;
(8) die ECT außerhalb des vorbestimmten Bereichs von Kühlmitteltemperaturen liegt;
(9) die IAT größer als die vorbestimmte IAT ist;
(10) die Differenz zwischen der IAT und der Umgebungstemperatur größer als die vorbestimmte Temperaturdifferenz ist;
(11) die Differenz zwischen zwei APCs größer als die vorbestimmte APC-Differenz ist;
(12) die Differenz zwischen zwei EM-Drehmomenten größer als die vorbestimmte EM-Drehmomentdifferenz ist; oder
(13) der RPM-Fehlerwert größer als der vorbestimmte RPM-Fehlerwert ist.

Das Abschaltmodul 452 kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 auch basierend auf einer Verzögerungszeit selektiv abschalten. Insbesondere kann das Abschaltmodul 452 das Drehmomentanpassungsmodul 454 abschalten, wenn die Verzögerungszeit kleiner als eine vorbestimmte Verzögerungsdauer ist. Die Verzögerungszeit entspricht der Zeitdauer die vergangen ist, seitdem das Abschaltmodul 452 das Drehmomentanpassungsmodul 454 aufgrund von mindestens einem der oben erwähnten Abschaltkriterien zuletzt abgeschaltet hat. Die vorbestimmte Verzögerungsdauer kann kalibrierbar sein, und kann beispielsweise auf ungefähr 5,0 Sekunden festgelegt werden. Auf diese Weise kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 eingeschaltet werden, sobald das Abschaltmodul 452 das Drehmomentanpassungsmodul 454 mindestens für die vorbestimmte Verzögerungsdauer nicht abgeschaltet hat.
Das Drehmomentanpassungsmodul 454 ermittelt basierend auf dem RPM-Drehmoment-Integralterm (d. h. dem I_RPMT) den Drehmomentanpassungswert (d. h. das ΔT) und gibt diesen aus. Lediglich beispielhaft kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 den Drehmomentanpassungswert aus einer Nachschlagetabelle von Drehmomentanpassungswerten ermitteln, die durch RPM-Drehmoment-Integralterme indiziert ist. Das Drehmomentanpassungsmodul 454 kann auch einen Filter (z. B. einen Tiefpassfilter) auf den RPM-Drehmoment-Integralterm anwenden, bevor der Drehmomentanpassungswert ermittelt wird.
Das Drehmomentanpassungsmodul 454 kann den Drehmomentanpassungswert auch basierend auf dem Getriebezustand und/oder dem A/C-Kompressorzustand anpassen. Lediglich beispielhaft kann das Drehmomentanpassungsmodul 454 einen Offset zu dem Drehmomentanpassungswert addieren, wenn sich das Getriebe in einem anderen Zustand als einem Parken-Zustand oder einem Neutral-Zustand befindet und/oder wenn der A/C-Kompressor EIN ist.
Das Drehmomentanpassungsmodul 454 liefert den Drehmomentanpassungswert an das Drehmomentsteuermodul 340 mit geschlossener Schleife und das Drehmomentschätzmodul 342. Das Drehmomentsteuermodul 340 mit geschlossener Schleife und das Drehmomentschätzmodul 342 ermitteln das befohlene Drehmoment bzw. das geschätzte Drehmoment basierend auf dem Drehmomentanpassungswert. Auf diese Weise passen das Drehmomentsteuermodul 340 mit geschlossener Schleife und das Drehmomentschätzmodul 342 das befohlene Drehmoment bzw. das geschätzte Drehmoment basierend auf dem Drehmomentanpassungswert an.
Wieder auf 2 Bezug nehmend, gibt das Drehmomentsteuermodul 340 mit geschlossener Schleife das befohlene Drehmoment an das Steuermodul 326 für das vorausgesagte Drehmoment aus. Das Steuermodul 326 für das vorausgesagte Drehmoment empfängt das befohlene Drehmoment und den Steuermodus. Das Steuermodul 326 für das vorausgesagte Drehmoment kann auch andere Signale empfangen, wie beispielsweise die MAF, die RPM und/oder den MAP.
Das Steuermodul 326 für das vorausgesagte Drehmoment ermittelt gewünschte Motorparameter basierend auf dem befohlenen Drehmoment. Beispielsweise ermittelt das Steuermodul 326 für das vorausgesagte Drehmoment einen gewünschten Krümmerabsolutdruck (MAP), eine gewünschte Drosselfläche und/oder eine gewünschte Luft pro Zylinder (APC) basierend auf dem befohlenen Drehmoment. Das Drosselaktuatormodul 116 stellt das Drosselventil 112 basierend auf der gewünschten Drosselfläche ein. Der gewünschte MAP kann verwendet werden, um das Ladedruck-Aktuatormodul 162 zu steuern, das dann den Turbolader 160 und/oder einen Turbokompressor steuert, um den gewünschten MAP zu erzeugen. Das Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann die Einlass- und/oder Auslass-Nockenphasensteller 148 und 150 steuern, um die gewünschte APC zu erzeugen. Auf diese Weise befiehlt das Steuermodul 326 für das vorausgesagte Drehmoment die Anpassung verschiedener Motorparameter, um das befohlene Drehmoment zu erzeugen.
Das erste Auswahlmodul 328 empfängt das gewünschte Momentandrehmoment von dem Betätigungsmodul 320 und das gemäß der RPM-Steuerung gewünschte Momentandrehmoment (d. h. das gewünschte Momentandrehmoment_RPM) von dem RPM-Steuermodul 334. Das erste Auswahlmodul 328 empfängt auch den Steuermodus von dem Modusermittlungsmodul 332.
Das erste Auswahlmodul 328 wählt basierend auf dem Steuermodus das gewünschte Momentandrehmoment oder das gemäß der RPM-Steuerung gewünschte Momentandrehmoment aus und gibt dieses aus. Lediglich beispielhaft wählt das erste Auswahlmodul 328 das gemäß der RPM-Steuerung gewünschte Momentandrehmoment aus und gibt dieses aus, wenn der Steuermodus der RPM-Steuermodus ist. Das erste Auswahlmodul 328 wählt die Momentandrehmomentanforderung aus und gibt diese aus, wenn der Steuermodus der Drehmomentmodus ist. Die Ausgabe des ersten Auswahlmoduls 328 wird als gewünschtes Momentandrehmoment bezeichnet.
Das Momentandrehmoment-Steuermodul 324 empfängt das gewünschte Momentandrehmoment. Das Momentandrehmoment-Steuermodul 324 legt den Zündfunkenzeitpunkt mittels des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 fest, um das gewünschte Momentandrehmoment zu erreichen. Lediglich beispielhaft kann das Momentandrehmoment-Steuermodul 324 den Zündfunkenzeitpunkt gemäß dem kalibrierten Zündfunkenzeitpunkt (z. B. dem MBT-Zeitpunkt) einstellen, um das gewünschte Momentandrehmoment zu erzeugen. Bei Dieselmotorsystemen kann das Momentandrehmoment-Steuermodul 324 die Menge oder den Zeitpunkt des Kraftstoffs einstellen, der an den Motor 102 geliefert wird, um das gewünschte Momentandrehmoment zu erreichen.
Nun auf 4 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Drehmomentsteuersystems 500 dargestellt. Das Drehmomentsteuersystem 500 umfasst das Minimaldrehmomentmodul 402, die Differenzmodule 404, 408 und 420, die PI-Module 406 und 422 sowie die Summiermodule 410, 412, 424, 426, 428 und 442.
Das Drehmomentsteuersystem umfasst auch das Luftströmungsdrehmomentmodul 440, das Abschaltmodul 452 und das Drehmomentanpassungsmodul 454. Obgleich die Module des Drehmomentsteuersystems 500 derart beschrieben und gezeigt sind, dass sie in anderen Modulen spezifiziert sind, können die Module des Drehmomentsteuersystems 500 in einer anderen geeigneten Konfiguration ausgebildet sein und/oder an einem anderen geeigneten Ort angeordnet sein. Lediglich beispielhaft können die Module des Drehmomentsteuersystems 500 außerhalb der oben beschriebenen Module angeordnet sein.
Nun auf 5 Bezug nehmend, ist ein Flussdiagramm gezeigt, das beispielhafte Schritte darstellt, die von dem Drehmomentsteuersystem 500 ausgeführt werden. Die Steuerung beginnt bei Schritt 502, bei dem die Steuerung Daten empfängt. Lediglich beispielhaft können die empfangenen Daten die gewünschte RPM, die RPM, das EM-Drehmoment, die Motorlaufzeit, die APC, und die Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen. Die empfangenen Daten können auch die Getriebeöltemperatur, den Steuermodus, den RPM-Fehler, die ECT, die IAT, den A/C-Zustand, den Getriebezustand und die Verzögerungszeit umfassen.
Die Steuerung fährt bei Schritt 504 fort, bei dem die Steuerung den ersten Drehmomentbefehl und das Luftströmungsdrehmoment ermittelt. Die Steuerung ermittelt den ersten Drehmomentbefehl basierend auf einer Summe des Drehmomentkorrekturfaktors und des gewünschten vorausgesagten Drehmoments. Die Steuerung ermittelt das Luftströmungsdrehmoment basierend auf der MAF, dem MAP, der APC und/oder der RPM.
Bei Schritt 506 ermittelt die Steuerung, ob die Drehmomentanpassung abgeschaltet werden soll. Mit anderen Worten ermittelt die Steuerung bei Schritt 506, ob das Drehmomentanpassungsmodul 454 abgeschaltet werden soll. Wenn ja, geht die Steuerung zu Schritt 508 über. Wenn nein, fährt die Steuerung bei Schritt 510 fort. Die Steuerung ermittelt basierend auf den oben beschriebenen Abschaltkriterien, ob die Drehmomentanpassung abgeschaltet werden soll.
Die Steuerung setzt bei Schritt 508 das geschätzte Drehmoment gleich dem Luftströmungsdrehmoment und das befohlene Drehmoment gleich dem ersten Drehmomentbefehl. Mit anderen Worten umfassen das geschätzte Drehmoment und das befohlene Drehmoment keine Drehmomentanpassung, wenn die Drehmomentanpassung abgeschaltet ist. Alternativ kann der Drehmomentanpassungswert Null sein, wenn die Drehmomentanpassung abgeschaltet ist. Die Steuerung fährt dann bei Schritt 522 fort, wie unten beschrieben.
Bei Schritt 510 (d. h. wenn die Steuerung ermittelt, dass die Drehmomentanpassung nicht abgeschaltet wird), ermittelt die Steuerung den Drehmomentanpassungswert (d. h. das ΔT). Die Steuerung ermittelt den Drehmomentanpassungswert basierend auf dem RPM-Drehmoment-Integralwert. Lediglich beispielhaft kann die Steuerung den Drehmomentanpassungswert aus einer Nachschlagetabelle von Drehmomentanpassungswerten ermitteln, die durch RPM-Drehmoment-Integrale indiziert ist.
Die Steuerung ermittelt bei Schritt 512, ob der Getriebezustand der Parken-Zustand oder der Neutral-Zustand ist. Wenn nein, geht die Steuerung zu Schritt 514 über. Wenn ja, schreitet die Steuerung zu Schritt 516 voran. Bei Schritt 514 passt die Steuerung den Drehmomentanpassungswert basierend auf dem Getriebezustand an. Lediglich beispielhaft kann die Steuerung den Drehmomentanpassungswert anpassen, indem ein Offset addiert wird, der basierend auf dem Getriebezustand ermittelt wird. Auf diese Weise passt die Steuerung den Drehmomentanpassungswert an, wenn der Getriebezustand der Fahren-Zustand oder der Rückwärts-Zustand ist. Die Steuerung fährt dann bei Schritt 516 fort.
Bei Schritt 516 ermittelt die Steuerung, ob der A/C-Kompressor AUS ist. Wenn nein, geht die Steuerung zu Schritt 518 über. Wenn ja, fährt die Steuerung bei Schritt 520 fort. Die Steuerung passt bei Schritt 518 den Drehmomentanpassungswert basierend auf dem A/C-Kompressorzustand an. Lediglich beispielhaft kann die Steuerung den Drehmomentanpassungswert anpassen, indem ein Offset addiert wird, der basierend darauf ermittelt wird, dass der A/C-Kompressor EIN ist. Die Steuerung fährt bei Schritt 520 fort.
Die Steuerung ermittelt bei Schritt 520 das geschätzte Drehmoment und das befohlene Drehmoment. Insbesondere ermittelt die Steuerung das geschätzte Drehmoment basierend auf einer Summe des Luftströmungsdrehmoments und des Drehmomentanpassungswerts. Die Steuerung ermittelt das befohlene Drehmoment basierend auf einer Summe des ersten Drehmomentbefehls und des Drehmomentanpassungswerts. Auf diese Weise passt die Steuerung das befohlene und das geschätzte Drehmoment basierend auf dem Drehmomentanpassungswert an. Die Steuerung befiehlt bei Schritt 522 die Anpassung der Aktuatoren basierend auf dem befohlenen Drehmoment, und die Steuerung kehrt zu Schritt 502 zurück.

Claims

Motorsteuersystem (100), das umfasst: ein erstes Integralmodul (406), das einen Motordrehzahl-Integralwert (RPM-Integralwert) basierend auf einer Differenz zwischen einer gewünschten RPM und einer gemessenen RPM ermittelt; ein zweites Integralmodul (422), das einen Drehmoment-Integralwert basierend auf einer Differenz zwischen einer gewünschten vorausgesagten Drehmomentabgabe für einen Motor und einem geschätzten Drehmoment des Motors ermittelt; ein Differenzmodul (408), das einen RPM-Drehmoment-Integralwert basierend auf einer Differenz zwischen dem RPM-Integralwert und dem Drehmoment-Integralwert ermittelt, wobei die gewünschte vorausgesagte Drehmomentabgabe basierend auf dem RPM-Drehmoment-Integralwert angepasst wird; und ein Drehmomentanpassungsmodul (454), das einen Drehmomentanpassungswert basierend auf dem RPM-Drehmoment-Integralwert und mindestens einem weiteren Betriebsparameter, welcher eine weitere Drehmomentanforderung darstellt, anhand einer Nachschlagetabelle von Drehmomentanpassungswerten ermittelt, die durch RPM-Drehmoment-Integralwerte indiziert ist, und wobei das Drehmomentanpassungsmodul (454) die befohlene Drehmomentabgabe und das geschätzte Drehmoment basierend auf dem Drehmomentanpassungswert anpasst.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, das ferner ein Abschaltmodul (452) umfasst, welches das Drehmomentanpassungsmodul (454) abschaltet, wenn eine Motorlaufzeit kleiner als eine vorbestimmte Dauer ist.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, das ferner ein Abschaltmodul (452) umfasst, welches das Drehmomentanpassungsmodul (454) abschaltet, wenn eine Luft pro Zylinder (APC) größer als eine vorbestimmte APC ist.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, das ferner ein Abschaltmodul (452) umfasst, welches das Drehmomentanpassungsmodul (454) abschaltet, wenn eine Änderung der Luft pro Zylinder (APC-Änderung) größer als eine vorbestimmte APC-Änderung ist.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, das ferner ein Abschaltmodul (452) umfasst, welches das Drehmomentanpassungsmodul (454) abschaltet, wenn eine Elektromotor-Drehmomentabgabe (EM-Drehmomentabgabe) größer als ein vorbestimmtes Drehmoment ist.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, das ferner ein Abschaltmodul (452) umfasst, welches das Drehmomentanpassungsmodul (454) abschaltet, wenn eine Änderung der Drehmomentabgabe durch den Elektromotor (198) (EM-Drehmomentänderung) größer als eine vorbestimmte EM-Drehmomentänderung ist.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, das ferner ein Abschaltmodul (452) umfasst, welches das Drehmomentanpassungsmodul (454) abschaltet, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, das ferner ein Abschaltmodul (452) umfasst, welches das Drehmomentanpassungsmodul (454) abschaltet, wenn die gemessene RPM größer als eine vorbestimmte RPM ist.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, das ferner ein Abschaltmodul (452) umfasst, welches das Drehmomentanpassungsmodul (454) abschaltet, wenn die Differenz zwischen der gewünschten und der gemessenen RPM größer als ein vorbestimmter RPM-Fehler ist.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, das ferner ein Abschaltmodul (452) umfasst, welches das Drehmomentanpassungsmodul (454) abschaltet, wenn eine Getriebeöltemperatur kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, das ferner ein Abschaltmodul (452) umfasst, welches das Drehmomentanpassungsmodul (454) abschaltet, wenn eine Motorkühlmitteltemperatur (ECT) kleiner als eine vorbestimmte minimale ECT oder größer als eine vorbestimmte maximale ECT ist.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, das ferner ein Abschaltmodul (452) umfasst, welches das Drehmomentanpassungsmodul (454) abschaltet, wenn eine Einlasslufttemperatur (IAT) größer als eine vorbestimmte IAT ist.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, das ferner ein Abschaltmodul (452) umfasst, welches das Drehmomentanpassungsmodul (454) abschaltet, wenn eine Änderung der Einlasslufttemperatur (IAT-Änderung) größer als eine vorbestimmte IAT-Änderung ist.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, das ferner ein Steuermodul (326) für ein vorausgesagtes Drehmoment umfasst, welches mindestens einen Motorluftströmungsaktuator basierend auf der angepassten befohlenen Drehmomentabgabe anpasst.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, wobei das Drehmomentanpassungsmodul (454) den Drehmomentanpassungswert basierend auf einem vorbestimmten Drehmoment-Offset selektiv erhöht, wenn ein Getriebe auf Fahren oder Rückwärts steht.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, wobei das Drehmomentanpassungsmodul (454) den Drehmomentanpassungswert basierend auf einem vorbestimmten Drehmoment-Offset selektiv erhöht, wenn ein Klimaanlagenkompressor (A/C-Kompressor) EIN ist.
Motorsteuersystem (100) nach Anspruch 1, wobei das Drehmomentanpassungsmodul (454) den Drehmomentanpassungswert sowohl mit der befohlenen Drehmomentabgabe als auch mit dem geschätzten Drehmoment addiert.
Motorsteuerverfahren, das umfasst, dass: ein Motordrehzahl-Integralwert (RPM-Integralwert) basierend auf einer Differenz zwischen einer gewünschten RPM und einer gemessenen RPM ermittelt wird; ein Drehmoment-Integralwert basierend auf einer Differenz zwischen einer gewünschten vorausgesagten Drehmomentabgabe für einen Motor (102) und einem geschätzten Drehmoment des Motors (102) ermittelt wird; ein RPM-Drehmoment-Integralwert basierend auf einer Differenz zwischen dem RPM-Integralwert und dem Drehmoment-Integralwert ermittelt wird, wobei die gewünschte vorausgesagte Drehmomentabgabe basierend auf dem RPM-Drehmoment-Integralwert angepasst wird; ein Drehmomentanpassungswert basierend auf dem RPM-Drehmoment-Integralwert und mindestens einem weiteren Betriebsparameter, welcher eine weitere Drehmomentanforderung darstellt, anhand einer Nachschlagetabelle von Drehmomentanpassungswerten ermittelt wird, die durch RPM-Drehmoment-Integralwerte indiziert ist; und die befohlene Drehmomentabgabe und das geschätzte Drehmoment basierend auf dem Drehmomentanpassungswert angepasst werden.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass das Anpassen abgeschaltet wird, wenn eine Motorlaufzeit kleiner als eine vorbestimmte Dauer ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass das Anpassen abgeschaltet wird, wenn eine Luft pro Zylinder (APC) größer als eine vorbestimmte APC ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass das Anpassen abgeschaltet wird, wenn eine Änderung der Luft pro Zylinder (APC-Änderung) größer als eine vorbestimmte APC-Änderung ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass das Anpassen abgeschaltet wird, wenn eine Elektromotor-Drehmomentabgabe (EM-Drehmomentabgabe) größer als ein vorbestimmtes Drehmoment ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass das Anpassen abgeschaltet wird, wenn eine Änderung der Drehmomentabgabe durch einen Elektromotor (198) (EM-Drehmomentänderung) größer als eine vorbestimmte EM-Drehmomentänderung ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass das Anpassen abgeschaltet wird, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass das Anpassen abgeschaltet wird, wenn die gemessene RPM größer als eine vorbestimmte RPM ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass das Anpassen abgeschaltet wird, wenn die Differenz zwischen der gewünschten und der gemessenen RPM größer als ein vorbestimmter RPM-Fehler ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass das Anpassen abgeschaltet wird, wenn eine Getriebeöltemperatur kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass das Anpassen abgeschaltet wird, wenn eine Motorkühlmitteltemperatur (ECT) kleiner als eine vorbestimmte minimale ECT oder größer als eine vorbestimmte maximale ECT ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass das Anpassen abgeschaltet wird, wenn eine Einlasslufttemperatur (IAT) größer als eine vorbestimmte IAT ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass das Anpassen abgeschaltet wird, wenn eine Änderung der Einlasslufttemperatur (IAT-Änderung) größer als eine vorbestimmte IAT-Änderung ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass mindestens ein Motor-Luftströmungsaktuator (116) basierend auf der angepassten befohlenen Drehmomentabgabe angepasst wird.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass der Drehmomentanpassungswert basierend auf einem vorbestimmten Drehmoment-Offset selektiv erhöht wird, wenn ein Getriebe auf Fahren oder Rückwärts steht.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass der Drehmomentanpassungswert basierend auf einem vorbestimmten Offset selektiv erhöht wird, wenn ein Klimaanlagenkompressor (A/C-Kompressor) EIN ist.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 18, wobei das Anpassen umfasst, dass der Drehmomentanpassungswert sowohl mit der befohlenen Drehmomentabgabe als auch mit dem geschätzten Drehmoment addiert wird.