DE102011018551B4 - Systeme zur Steuerung eines primären Drehmomentaktuators - Google Patents

Systeme zur Steuerung eines primären Drehmomentaktuators Download PDF

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Abstract

Motorsteuersystem, das umfasst: ein Modul zur abgestimmten Drehmomentsteuerung (200), das eine erste Position für ein Drosselventil (112) eines Verbrennungsmotors (102) mit Funkenzündung ermittelt und das ein Öffnen des Drosselventils (112) basierend auf der ersten Position steuert; ein Diagnosemodul (302), das eine Motorabschaltstörung selektiv diagnostiziert und das die Steuerung des Öffnens des Drosselventils (112) basierend auf der ersten Position deaktiviert, wenn die Motorabschaltstörung diagnostiziert wird; und ein Aktuatorbegrenzungsmodul (304), das eine zweite Position für das Drosselventil (112) basierend auf einer Gaspedalposition ermittelt, das eine kleinere von der ersten und der zweiten Position auswählt und das das Öffnen des Drosselventils (112) selektiv auf die kleinere von der ersten und der zweiten Position begrenzt, wenn die Motorabschaltstörung diagnostiziert wird.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Systeme zur Steuerung eines Motoraktuators.
  • 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. Spezieller 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 und/oder eine Soll-Drehmomentabgabe zu erreichen. Eine Erhöhung der Menge an Luft und Kraftstoff, die an die Zylinder geliefert werden, vergrößert die Drehmomentabgabe des Motors.
  • Bei Motoren mit Funkenzündung löst ein Zündfunken die Verbrennung eines Luft/Kraftstoffgemischs aus, das an die Zylinder geliefert wird. Bei Motoren mit Kompressionszündung verbrennt die Kompression in den Zylindern das Luft/Kraftstoffgemisch, das an die Zylinder geliefert wird. Der Zündfunkenzeitpunkt und die Luftströmung können die primären Mechanismen zum Einstellen der Drehmomentabgabe der Motoren mit Funkenzündung sein, während die Kraftstoffströmung der primäre Mechanismus zum Einstellen der Drehmomentabgabe der Motoren mit Kompressionszündung sein kann.
  • Motorsteuersysteme wurden entwickelt, um das Motorausgangsdrehmoment zum Erreichen eines Soll-Drehmoment zu steuern. Herkömmliche Motorsteuersysteme steuern das Motorausgangsdrehmoment jedoch nicht so genau wie gewünscht.
  • Ferner liefern herkömmliche Motorsteuersysteme kein schnelles Ansprechen auf Steuersignale oder stimmen die Motordrehmomentsteuerung nicht zwischen verschiedenen Einrichtungen ab, die das Motorausgangsdrehmoment beeinflussen.
  • Herkömmliche Motorsteuersysteme steuern das Motorausgangsdrehmoment bei Motoren mit Funkenzündung unter Verwendung der Luftströmung und bei Motoren mit Kompressionszündung unter Verwendung des Kraftstoffs. Wenn eine oder mehrere Störungen in einem Motorsteuermodul (ECM) diagnostiziert werden, nehmen herkömmliche Motorsteuersysteme den Motor außer Betrieb (schalten diesen ab). Lediglich beispielhaft können herkömmliche Motorsteuersysteme den Kraftstoff für den Motor deaktivieren und/oder die Luftströmung in den Motor verhindern oder begrenzen, um eine Motorabschaltung durchzuführen.
  • In der US 2004/0 007 208 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regelung einer Drosselklappe beschrieben. Nach einer Diagnose von Fehlern in einem Motorregelsystem wird die Position der Drosselklappe auf einen Wert eingestellt, der sich aus dem kleineren zweier Werte abhängig von Fahrzeuggeschwindigkeit und Gaspedalposition ergibt.
  • Die DE 103 33 963 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, wobei ein Notfahrbetrieb ohne Motorabschaltung vorgesehen ist. Zur Ermittlung eines Grenzdrehmoments für den Notfahrbetrieb werden verschiedene Betriebsgrößen des Verbrennungsmotors verwendet. Ferner wird im Notfahrbetrieb der kleinere Wert eines vom Fahrer vorgegebenen Soll-Drehmoments und des Grenzdrehmoments angewendet.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Motorsteuersystem zu schaffen, mit dem ein Betrieb eines Motors auch dann möglich ist, wenn eine Störung auftritt, die ansonsten eine Abschaltung des Motors bewirken würde.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Motorsteuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Voteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Das Motorsteuersystem umfasst ein Modul zur abgestimmten Drehmomentsteuerung (CTC-Modul), ein Diagnosemodul und ein Aktuatorbegrenzungsmodul. Das CTC-Modul ermittelt eine erste Position für ein Drosselventil eines Verbrennungsmotors mit Funkenzündung und steuert das Öffnen des Drosselventils basierend auf der ersten Position. Das Diagnosemodul diagnostiziert selektiv eine Motorabschaltstörung und deaktiviert die Steuerung des Öffnens des Drosselventils basierend auf der ersten Position, wenn die Motorabschaltstörung diagnostiziert wird. Das Aktuatorbegrenzungsmodul ermittelt eine zweite Position für das Drosselventil basierend auf einer Gaspedalposition, wählt eine kleinere von der ersten und der zweiten Position aus und begrenzt das Öffnen des Drosselventils selektiv auf die kleinere von der ersten und der zweiten Position, wenn die Motorabschaltstörung diagnostiziert wird.
  • Ein nicht beanspruchtes Motorsteuerverfahren umfasst: dass eine erste Position für ein Drosselventil eines Verbrennungsmotors mit Funkenzündung ermittelt wird; dass das Öffnen des Drosselventils basierend auf der ersten Position gesteuert wird; dass eine Motorabschaltstörung selektiv diagnostiziert wird; dass die Steuerung des Öffnens des Drosselventils basierend auf der ersten Position deaktiviert wird, wenn die Motorabschaltstörung diagnostiziert wird; dass eine zweite Position für das Drosselventil basierend auf einer Gaspedalposition ermittelt wird; dass eine kleinere von der ersten und der zweiten Position ausgewählt wird; und dass das Öffnen des Drosselventils selektiv auf die kleinere von der ersten und der zweiten Position begrenzt wird, wenn die Motorabschaltstörung diagnostiziert wird.
  • Gemäß noch anderen Merkmalen werden die vorstehend beschriebenen Systeme und Verfahren durch ein Computerprogramm implementiert, das durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann sich auf einem zugreifbaren, computerlesbaren Medium befinden, wie beispielsweise einem Speicher, einem nicht flüchtigen Datenspeicher und/oder anderen geeigneten zugreifbaren Speichermedien, ohne auf diese beschränkt zu sein.
  • Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachstehend vorgesehenen ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden.
  • Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:
  • 1 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 2 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Systems zur abgestimmten Drehmomentsteuerung (CTC-Systems) gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 3A und 3B Funktionsblockdiagramme beispielhafter Motorsteuersysteme für Motorsysteme mit Funkenzündung bzw. mit Kompressionszündung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung sind;
  • 4A und 4B Funktionsblockdiagramme beispielhafter Aktuatorbegrenzungsmodule für Motorsysteme mit Funkenzündung bzw. mit Kompressionszündung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung sind;
  • 5A und 5B beispielhafte Graphiken begrenzter Aktuatorwerte über der Gaspedalposition für Motorsysteme mit Funkenzündung bzw. mit Kompressionszündung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung sind; und
  • 6 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern eines primären Drehmomentaktuators eines Motors, wenn eine Störung detektiert wird, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • 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 ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis der Schaltungslogik und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
  • 1 umfasst ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems, das mehrere Motoraktuatoren aufweist, wie beispielsweise ein Kraftstoff-Aktuatormodul, ein Drossel-Aktuatormodul, ein Zündfunken-Aktuatormodul. 2 umfasst ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Moduls zur abgestimmten Drehmomentsteuerung, das die Motoraktuatoren steuert.
  • Jeder Motoraktuator steuert einen Parameter, der den Betrag des Drehmoments beeinflusst, das durch einen Motor erzeugt wird. Ein Motoraktuator steuert den Parameter basierend auf einem Aktuatorwert, der an den Motorakutator geliefert wird. Ein primärer Drehmomentaktuator kann ein Motoraktuator sein, der den Betrag des Drehmoments, das durch den Motor abgegeben wird, in einem größeren Ausmaß als die anderen Motoraktuatoren beeinflussen kann.
  • Lediglich beispielhaft kann das Drossel-Aktuatormodul bei Motorsystemen mit Funkenzündung ein primärer Drehmomentaktuator sein, und das Kraftstoff-Aktuatormodul kann bei Motorsystemen mit Kompressionszündung ein primärer Drehmomentaktuator sein. 3A und 3B umfassen Funktionsblockdiagramme beispielhafter Motorsteuersysteme, die den primären Drehmomentaktuator für Motorsysteme mit Funkenzündung bzw. Motorsysteme mit Kompressionszündung steuern.
  • In einigen Fällen können eine oder mehrere Störungen einem Motorsteuermodul (ECM) zuzurechnen sein, wie beispielsweise eine Störung eines doppelten Pfades und/oder eine Störung einer doppelten Speicherung. Im Allgemeinen kann das ECM den Motor abschalten, wenn eine Störung des doppelten Pfades und/oder eine Störung der doppelten Speicherung in dem ECM diagnostiziert werden.
  • Lediglich beispielhaft kann das Modul zur abgestimmten Drehmomentsteuerung einen Parameter basierend auf einer oder mehreren Eingaben und einer oder mehreren Beziehungen ermitteln, welche die eine oder die mehreren Eingaben mit dem Parameter in Beziehung setzen. Ein Diagnosemodul kann eine zweite Version des Parameters basierend auf der einen oder den mehreren Eingaben und einer oder mehreren ähnlichen oder identischen Beziehungen ermitteln. Das Diagnosemodul kann eine Störung des doppelten Pfades in dem ECM diagnostizieren, wenn sich der Parameter und die zweite Version des Parameters um mehr als einen vorbestimmten Betrag oder vorbestimmten Prozentanteil unterscheiden.
  • Gemäß einem anderen Beispiel kann das Modul zur abgestimmten Drehmomentsteuerung Werte selektiv an zwei vorbestimmten Orten speichern. Das Diagnosemodul kann die zwei Werte von den vorbestimmten Orten abrufen. Wenn sich die zwei Werte voneinander oder von erwarteten Werten unterscheiden, kann das Diagnosemodul eine Störung der doppelten Speicherung in dem ECM diagnostizieren.
  • Anstatt den Motor abzuschalten, wenn eine Störung des doppelten Pfades und/oder eine Störung der doppelten Speicherung diagnostiziert werden, ermittelt das ECM der vorliegenden Offenbarung einen begrenzten Aktuatorwert für den primären Drehmomentaktuator. Das ECM vergleicht den begrenzten Aktuatorwert mit dem Aktuatorwert, der durch das Modul zur abgestimmten Drehmomentsteuerung ermittelt wird.
  • Das ECM steuert den primären Drehmomentaktuator basierend auf einem kleineren von den zwei Aktuatorwerten. Auf diese Weise ermöglicht das ECM einem Fahrer eines Fahrzeugs, den Motor zu betreiben, wenn auch in einem begrenzten Ausmaß, anstatt den Motor abzuschalten. Diese Möglichkeit kann dem Fahrer erlauben, das Fahrzeug zu einem gewünschten Ort zu fahren, wie beispielsweise zu dem Wohnsitz des Fahrers oder zu einem Servicestandort für das Fahrzeug.
  • 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 Fahrereingaben von einem Fahrereingabemodul 104 zu erzeugen. Die Fahrereingaben können lediglich beispielhaft eine oder mehrere Gaspedalpositionen (APPs), die durch einen oder mehrere APP-Sensoren gemessen werden, wie beispielsweise einen APP-Sensor 106, und eine oder mehrere Bremspedalpositionen (BPPs) umfassen, die durch einen oder mehrere BPP-Sensoren gemessen werden, wie beispielsweise einen BPP-Sensor 108.
  • Luft wird durch ein Drosselventil 112 in einen Einlasskrümmer 110 eingelassen. Lediglich beispielhaft kann das Drosselventil 112 ein Schmetterlingsventil mit einem rotierbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 116, welches das Öffnen des Drosselventils 112 regelt, um die Luftmenge zu steuern, die in den Einlasskrümmer 110 eingelassen wird.
  • Luft aus dem Einlasskrümmer 110 wird in Zylinder des Motors 102 eingelassen. Obgleich der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen kann, ist zu Darstellungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Lediglich beispielhaft kann der Motor 102 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 oder 12 Zylinder aufweisen. Das ECM 114 kann ein Zylinder-Aktuatormodul 120 anweisen, einige der Zylinder selektiv zu deaktivieren, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter bestimmten Motorbetriebsbedingungen verbessern kann.
  • Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertaktzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachstehend beschrieben sind, werden als der Einlasstakt, der Kompressionstakt, der Verbrennungstakt und der Auslasstakt bezeichnet. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) treten zwei der vier Takte in dem Zylinder 118 auf. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen für den Zylinder 118 notwendig, um alle vier Takte zu durchlaufen.
  • Während des Einlasstakts wird Luft aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 eingelassen. 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 122 jedes der Zylinder, in den Einlasskrümmer 110 eingespritzt werden. Bei verschiedenen Implementierungen (nicht gezeigt) kann Kraftstoff 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. Während des Kompressionstakts komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoffgemisch. Der Motor 102 kann ein Motor mit Kompressionszündung sein, in welchem Fall die Kompression in dem Zylinder 118 die Zündung des Luft/Kraftstoffgemischs bewirkt. Alternativ kann der Motor 102 ein Motor mit Funkenzündung sein, in welchem Fall ein Zündfunken-Aktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118 basierend auf einem Signal von dem ECM 114 aktiviert, 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. Bei Motorsystemen mit Kompressionszündung können das Zündfunken-Aktuatormodul 126 und die Zündkerze 128 weggelassen werden.
  • Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann durch ein Zeitpunktsignal gesteuert werden, das spezifiziert, wie weit vor oder nach dem TDC der Zündfunken erzeugt werden soll. Da die Kolbenposition direkt auf die Kurbelwellenposition bezogen ist, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen.
  • Das Auslösen der Verbrennung in dem Zylinder 118 kann als ein Zündungsereignis bezeichnet werden. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann die Fähigkeit aufweisen, den Zeitpunkt des Zündfunkens für jedes Zündungsereignis zu variieren. Zusätzlich kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Fähigkeit aufweisen, den Zeitpunkt des Zündfunkens für ein gegebenes Zündungsereignis sogar dann zu variieren, wenn eine Änderung in dem Zeitpunktsignal nach dem Zündungsereignis unmittelbar vor dem gegebenen Zündungsereignis empfangen wird. Bei Motorsystemen mit Kompressionszündung kann der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung variiert werden, um den Verbrennungszeitpunkt zu variieren.
  • Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs den Kolben abwärts, wodurch die Kurbelwelle angetrieben wird. Der Verbrennungstakt kann als die Zeit zwischen dem Erreichen des TDC durch den Kolben und der Zeit definiert werden, zu welcher der Kolben zu einem unteren Totpunkt (BDC) zurückkehrt.
  • Während des Auslasstakts beginnt der Kolben, sich wieder von dem BDC aufwärts zu bewegen, und er treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 134 aus dem Fahrzeug ausgestoßen.
  • Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle 140) mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) für den Zylinder 118 und/oder die Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) mehrerer Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle 142) mehrere Auslassventile für den Zylinder 118 und/oder die Auslassventile (einschließlich des Auslassventils 130) für mehrere Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern.
  • Das Zylinder-Aktuatormodul 120 kann den Zylinder 118 deaktivieren, indem das Öffnen des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 abgeschaltet wird. Bei verschiedenen anderen Implementierungen können das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 durch andere Einrichtungen als Nockenwellen gesteuert werden, wie beispielsweise durch elektromagnetische Aktuatoren.
  • 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 kann den Einlass-Nockenphasensteller 148 und den Auslass-Nockenphasensteller 150 basierend auf Signalen von dem ECM 114 steuern. Wenn sie implementiert ist, kann eine variable Ventilbetätigung (nicht gezeigt) ebenso durch das Phasensteller-Aktuatormodul 158 gesteuert werden.
  • Das Motorsystem 100 kann eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Einlasskrümmer 110 liefert. Beispielsweise zeigt 1 einen Turbolader, der eine heiße Turbine 160-1 aufweist, die durch heiße Abgase angetrieben wird, die durch das Abgassystem 134 strömen. Der Turbolader weist auch einen von der 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 (nicht gezeigt) Luft von dem Drosselventil 112 komprimieren und die komprimierte Luft an den Einlasskrümmer 110 liefern.
  • Ein Ladedruck-Regelventil 162 kann dem Abgas ermöglichen, an der Turbine 160-1 vorbeizuströmen, wodurch der Ladedruck (der Betrag der Einlassluftkompression) des Turboladers verringert wird. Das ECM 114 kann den Turbolader mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls 164 steuern. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 kann den Ladedruck des Turboladers 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 kann eine variable Geometrie aufweisen, die durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden kann.
  • Ein Zwischenkühler (nicht gezeigt) kann einen Teil der in der komprimierten Luftladung enthaltenen Wärme dissipieren, die erzeugt wird, wenn die Luft komprimiert wird. Die komprimierte Luftladung kann auch Wärme von Komponenten des Abgassystems 134 absorbiert haben. Obwohl sie zu Darstellungszwecken getrennt gezeigt sind, können die Turbine 160-1 und der Kompressor 160-2 aneinander befestigt sein und die Einlassluft in die unmittelbare Nähe des heißen Abgases bringen.
  • Das Motorsystem 100 kann ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 170 aufweisen, das Abgas selektiv zurück zu dem Einlasskrümmer 110 zurückleitet. Das AGR-Ventil 170 kann stromaufwärts der Turbine 160-1 des Turboladers angeordnet sein. Das AGR-Ventil 170 kann durch ein AGR-Aktuatormodul 172 gesteuert werden.
  • Das Motorsystem 100 kann die Temperatur des Öls in dem Motor 102 unter Verwendung eines Öltemperatursensors (OT-Sensors) 178 messen. 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 Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorunterdruck gemessen werden, der die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 ist. Die Massenströmungsrate der Luft, die in den Einlasskrümmer 110 strömt, kann unter Verwendung eines Luftmassenströmungssensors (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 Drossel-Aktuatormodul 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 eingelassen wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-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 in Verbindung stehen, um Gangwechsel in einem Getriebe (nicht gezeigt) abzustimmen. Beispielsweise kann das ECM 114 das Motordrehmoment während eines Gangwechsels verringern. Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 in Verbindung stehen, um den Betrieb des Motors 102 und eines Elektromotors 198 abzustimmen.
  • Der Elektromotor 198 kann auch als ein Generator funktionieren, und er 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 Drossel-Aktuatormodul 116 als ein Aktuator bezeichnet werden, und die Drosselposition kann als der Aktuatorwert bezeichnet werden. In dem Beispiel von 1 erreicht das Drossel-Aktuatormodul 116 die Drosselposition, indem ein Winkel des Blatts des Drosselventils 112 angepasst wird.
  • Auf ähnliche Weise kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 als ein Aktuator bezeichnet werden, während der entsprechende Aktuatorwert der Betrag der Zündfunkenvorverstellung relativ zu dem Zylinder-TDC sein kann. Andere Aktuatoren können das Zylinder-Aktuatormodul 120, das Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das Phasensteller-Aktuatormodul 158, das Ladedruck-Aktuatormodul 164 und das AGR-Aktuatormodul 172 umfassen. Für diese Aktuatoren können die Aktuatorwerte der Anzahl der aktivierten Zylinder, der Kraftstoffzufuhrrate oder -masse, dem Einlass- und dem Auslass-Nockenphasenstellerwinkel, dem Ladedruck bzw. der AGR-Ventilposition entsprechen. Das ECM 114 kann die Aktuatorwerte steuern, um zu bewirken, dass der Motor 102 ein Soll-Motorausgangsdrehmoment erzeugt.
  • Ein primärer Drehmomentaktuator kann sich auf einem Aktuator beziehen, der relativ zu den anderen Motoraktuatoren eine größere Fähigkeit aufweist, das Motorausgangsdrehmoment zu beeinflussen. Ein oder mehrere Motoraktuatoren, die einem gegebenen Motor zugeordnet sind, können als der primäre Drehmomentaktuator für den gegebenen Motor bezeichnet werden. Lediglich beispielhaft kann das Drossel-Aktuatormodul 116 bei einem Motorsystem mit Funkenzündung ein primärer Drehmomentaktuator sein. Andere Aktuatoren, welche die Luft pro Zylinder (APC) beeinflussen, können bei einem Motorsystem mit Funkenzündung ebenso primäre Drehmomentaktuatoren sein, wie beispielsweise das Phasensteller-Aktuatormodul 158 und das Ladedruck-Aktuatormodul 164. Bei Motorsystemen mit Kompressionszündung kann das Kraftstoff-Aktutormodul 124 ein primärer Drehmomentaktuator sein.
  • Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Moduls 200 zur abgestimmten Drehmomentsteuerung (CTC-Moduls) des ECM 114 dargestellt. Eine beispielhafte Implementierung des CTC-Moduls 200 umfasst ein Fahrer-Interpretationsmodul 202.
  • Das Fahrer-Interpretationsmodul 202 kann eine Fahrerdrehmomentanforderung basierend auf einer oder mehreren Fahrereingaben von dem Fahrereingabemodul 104 ermitteln, wie beispielsweise der APP und der BPP. Die Fahrereingabe kann auch auf Eingaben eines Tempomaten basieren, der ein adaptives Tempomatsystem sein kann, das die Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, um eine vorbestimmte Nachfolgedistanz aufrechtzuerhalten. Das Fahrer-Interpretationsmodul 202 kann eine oder mehrere Abbildungen der APP auf das Soll-Drehmoment umfassen, und es kann die Fahrerdrehmomentanforderung basierend auf einer ausgewählten der Abbildungen ermitteln.
  • Ein Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 vermittelt zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung von dem Fahrer-Interpretationsmodul 202 und anderen Achsendrehmomentanforderungen. Ein Achsendrehmoment (Drehmoment an den Rädern) kann durch verschiedene Quellen erzeugt werden, die den Motor 102 und/oder den Elektromotor 198 umfassen. Die Drehmomentanforderungen können absolute Drehmomentanforderungen wie auch relative Drehmomentanforderungen und Rampenanforderungen umfassen. Lediglich beispielhaft können die Rampenanforderungen eine Anforderung umfassen, dass das Drehmoment bis zu einem minimalen Motorabschaltdrehmoment rampenartig abnimmt oder dass das Drehmoment von einem minimalen Motorabschaltdrehmoment rampenartig zunimmt. Relative Drehmomentanforderungen können vorübergehende oder dauerhafte Drehmomentverringerungen oder -zunahmen umfassen.
  • Die anderen Achsendrehmomentanforderungen können eine Drehmomentverringerung umfassen, die von einem Traktionssteuersystem angefordert wird, wenn ein positiver Radschlupf detektiert wird. Ein positiver Radschlupf tritt auf, wenn das Achsendrehmoment die Reibung zwischen den Rädern und der Straßenoberfläche überwindet und die Räder beginnen, gegenüber der Straßenoberfläche zu rutschen. Die anderen Achsendrehmomentanforderungen können auch eine Anforderung einer Drehmomentzunahme umfassen, um einem negativen Radschlupf entgegenwirken, bei dem ein Reifen des Fahrzeugs bezogen auf die Straßenoberfläche in der anderen Richtung rutscht, da das Achsendrehmoment negativ ist.
  • Die anderen Achsendrehmomentanforderungen können auch Bremsmanagementanforderungen und Drehmomentanforderungen aufgrund überhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen. Bremsmanagementanforderungen können das Achsendrehmoment verringern, um sicherzustellen, dass das Achsendrehmoment nicht die Fähigkeit der Bremsen übersteigt, das Fahrzeug zu halten, wenn das Fahrzeug gestoppt wird. Die Drehmomentanforderungen aufgrund überhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit können das Achsendrehmoment verringern, um zu verhindern, dass das Fahrzeug eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet. Die anderen Achsendrehmomentanforderungen können auch von Fahrzeugstabilitäts-Kontrollsystemen erzeugt werden.
  • Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 gibt eine vorausgesagte Drehmomentanforderung und eine Momentandrehmomentanforderung basierend auf den Ergebnissen einer Vermittlung zwischen den empfangenen Drehmomentanforderungen aus. Wie nachstehend beschrieben ist, können die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung von dem Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 durch andere Module des CTC-Moduls 200 selektiv angepasst werden, bevor sie verwendet werden, um Aktuatoren des Motorsystems 100 zu steuern.
  • Allgemein ausgedrückt ist die Momentandrehmomentanforderung der Betrag des derzeitigen Soll-Achsendrehmoments, während die vorausgesagte Drehmomentanforderung der Betrag des Achsendrehmoments ist, der kurzfristig benötigt werden kann. Das CTC-Modul 200 steuert daher das Motorsystem 100, um ein Achsendrehmoment zu erzeugen, das gleich der Momentandrehmomentanforderung ist. Verschiedene Kombinationen von Aktuatorwerten können jedoch zu demselben Achsendrehmoment führen. Das CTC-Modul 200 kann daher die Aktuatorwerte anpassen, um einen schnelleren Übergang zu der vorausgesagten Drehmomentanforderung zu ermöglichen, während das Achsendrehmoment weiterhin bei der Momentdrehmomentanforderung gehalten wird.
  • Bei verschiedenen Implementierungen kann die vorausgesagte Drehmomentanforderung auf der Fahrerdrehmomentanforderung basieren. Die Momentandrehmomentanforderung kann kleiner als die vorausgesagte Drehmomentanforderung sein, beispielsweise wenn die Fahrerdrehmomentanforderung auf einer vereisten Oberfläche einen Radschlupf verursacht. In einem solchen Fall kann ein Traktionssteuersystem (nicht gezeigt) eine Verringerung mittels der Momentandrehmomentanforderung anfordern, und das CTC-Modul 200 verringert das Drehmoment, das durch das Motorsystem 100 erzeugt wird, auf die Momentandrehmomentanforderung. Das CTC-Modul 200 steuert das Motorsystem 100 jedoch derart, dass das Motorsystem 100 die Erzeugung der vorausgesagten Drehmomentanforderung schnell wieder aufnehmen kann, sobald der Radschlupf aufhört.
  • Allgemein kann die Differenz zwischen der Momentandrehmomentanforderung und der höheren vorausgesagten Drehmomentanforderung als eine Drehmomentreserve bezeichnet werden. Die Drehmomentreserve kann den Betrag eines zusätzlichen Drehmoments repräsentieren, den das Motorsystem 100 mit einer minimalen Verzögerung zu erzeugen beginnen kann. Schnelle Motoraktuatoren werden verwendet, um das gegenwärtige Achsendrehmoment zu erhöhen oder zu verringern. Nachstehend ist detaillierter beschrieben, wie schnelle Motoraktuatoren im Gegensatz zu langsamen Motoraktuatoren definiert sind.
  • Bei verschiedenen Implementierungen können die schnellen Motoraktuatoren das Achsendrehmoment in einem Bereich variieren, wobei der Bereich durch die langsamen Motoraktuatoren festgelegt wird. Bei solchen Implementierungen ist die obere Grenze des Bereichs die vorausgesagte Drehmomentanforderung, während die untere Grenze des Bereichs durch die Drehmomentkapazität der schnellen Motoraktuatoren begrenzt ist. Lediglich beispielhaft können die schnellen Motoraktuatoren das Achsendrehmoment nur um einen ersten Betrag verringern, wobei der erste Betrag ein Maß für die Drehmomentkapazität der schnellen Aktuatoren ist. Der erste Betrag kann basierend auf Motorbetriebsbedingungen variieren, die durch die langsamen Motoraktuatoren festgelegt werden. Wenn die Momentandrehmomentanforderung innerhalb des Bereichs liegt, können die schnellen Motoraktuatoren eingestellt werden, um zu bewirken, dass das Achsendrehmoment gleich der Momentandrehmomentanforderung ist. Wenn das CTC-Modul 200 anfordert, dass die vorausgesagte Drehmomentanforderung ausgegeben werden soll, können die schnellen Motoraktuatoren gesteuert werden, um das Achsendrehmoment bis zum dem Spitzenwert des Bereichs zu variieren, der die vorausgesagte Drehmomentanforderung ist.
  • Allgemein ausgedrückt können die schnellen Motoraktuatoren das Achsendrehmoment im Vergleich zu den langsamen Motoraktuatoren schneller verändern. Die langsamen Motoraktuatoren können langsamer als die schnellen Motoraktuatoren auf Änderungen ihrer jeweiligen Aktuatorwerte ansprechen. Ein langsamer Motoraktuator kann beispielsweise mechanische Komponenten umfassen, die Zeit erfordern, um sich in Ansprechen auf eine Änderung des Aktuatorwerts von einer Position in eine andere zu bewegen. Ein langsamer Motoraktuator kann auch durch die Zeitspanne charakterisiert werden, die benötigt wird, damit sich das Achsendrehmoment zu ändern beginnt, sobald der langsame Motoraktuator den veränderten Aktuatorwert zu implementieren beginnt. Allgemein wird diese Zeitspanne für langsame Motoraktuatoren länger als für schnelle Motoraktuatoren sein. Sogar nachdem es sich zu verändern beginnt, kann das Achsendrehmoment zusätzlich länger benötigen, um auf eine Änderung in einem langsamen Aktuator vollständig anzusprechen.
  • Lediglich beispielhaft kann das CTC-Modul 200 die Aktuatorwerte für die langsamen Aktuatoren auf Werte festlegen, die dem Motorsystem 100 ermöglichen würden, die vorausgesagte Drehmomentanforderung zu erzeugen, wenn die schnellen Aktuatoren auf geeignete Werte eingestellt werden würden. In der Zwischenzeit kann das CTC-Modul 200 die Aktuatorwerte für die schnellen Aktuatoren auf Werte einstellen, die für die gegebenen Werte der langsamen Aktuatoren bewirken, dass das Motorsystem 100 die Momentandrehmomentanforderung anstelle der vorausgesagten Drehmomentanforderung erzeugt.
  • Die schnellen Aktuatorwerte bewirken daher, dass das Motorsystem 100 die Momentandrehmomentanforderung erzeugt. Wenn das CTC-Modul 200 entscheidet, das Achsendrehmoment von der Momentandrehmomentanforderung zu der vorausgesagten Drehmomentanforderung überzuleiten, ändert CTC-Modul 200 die Aktuatorwerte für einen oder mehrere schnelle Aktuatoren auf Werte, die der vorausgesagten Drehmomentanforderung entsprechen.
  • Da die langsamen Aktuatorwerte bereits basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung eingestellt wurden, ist das Motorsystem 100 in der Lage, die vorausgesagte Drehmomentanforderung nach nur einer solchen Verzögerung zu erzeugen, die den schnellen Motoraktuatoren zuzuschreiben ist. Mit anderen Worten wird die längere Verzögerung vermieden, die ansonsten aus einem Verändern des Achsendrehmoments unter Verwendung der langsamen Motoraktuatoren resultieren würde.
  • Lediglich beispielhaft kann dann, wenn die vorausgesagte Drehmomentanforderung gleich der Fahrerdrehmomentanforderung ist, eine Drehmomentreserve erzeugt werden, wenn die Momentandrehmomentanforderung aufgrund einer vorübergehenden Drehmoment-Verringerungsanforderung kleiner als die Fahrerdrehmomentanforderung ist. Alternativ kann eine Drehmomentreserve erzeugt werden, indem die vorausgesagte Drehmomentanforderung über die Fahrerdrehmomentanforderung hinaus erhöht wird, während die Momentandrehmomentanforderung bei der Fahrerdrehmomentanforderung gehalten wird.
  • Die resultierende Drehmomentreserve kann plötzliche Zunahmen in dem erforderlichen Achsendrehmoment absorbieren. Lediglich beispielhaft können plötzliche Lasten einer Klimaanlage oder einer Servolenkungspumpe ausgeglichen werden, indem die Momentandrehmomentanforderung erhöht wird. Wenn die Zunahme der Momentandrehmomentanforderung kleiner als die Drehmomentreserve ist, kann die Zunahme schnell erzeugt werden, indem die schnellen Motoraktuatoren verwendet werden. Die vorausgesagte Drehmomentanforderung kann anschließend ebenso erhöht werden, um die vorhergehende Drehmomentreserve wieder herzustellen.
  • Eine andere beispielhafte Verwendung einer Drehmomentreserve ist es, Schwankungen in den langsamen Aktuatorwerten zu verringern. Aufgrund ihrer relativ langsamen Geschwindigkeit kann ein Variieren von langsamen Aktuatorwerten eine Steuerinstabilität erzeugen. Zusätzlich können die langsamen Motoraktuatoren mechanische Teile aufweisen, die mehr Leistung aufnehmen und/oder schneller abgenutzt werden können, wenn sie häufig bewegt werden. Das Erzeugen einer ausreichenden Drehmomentreserve ermöglicht, dass Änderungen in dem Soll-Drehmoment ausgeführt werden können, indem die schnellen Motoraktuatoren mittels der Momentandrehmomentanforderung variiert werden, während die Werte der langsamen Motoraktuatoren beibehalten werden. Um beispielsweise eine gegebene Leerlaufdrehzahl aufrechtzuerhalten, kann die Momentandrehmomentanforderung in einem Bereich variiert werden. Wenn die vorausgesagte Drehmomentanforderung auf ein Niveau oberhalb dieses Bereichs festgelegt wird, können Veränderungen in der Momentandrehmomentanforderung, welche die Leerlaufdrehzahl aufrechterhalten, unter Verwendung der schnellen Motoraktuatoren ohne die Notwendigkeit ausgeführt werden, die langsamen Motoraktuatoren anzupassen.
  • Lediglich beispielhaft kann der Zündfunkenzeitpunkt in einem Motor mit Funkenzündung ein schneller Aktuatorwert sein, während die Drosselposition ein langsamer Aktuatorwert sein kann. Motoren mit Funkenzündung können Kraftstoffe, die beispielsweise Benzin und Ethanol umfassen, durch Anwendung eines Zündfunkens verbrennen. Im Gegensatz dazu kann bei einem Motor mit Kompressionszündung die Kraftstoffströmung ein schneller Aktuatorwert sein, während die Drosselposition als ein Aktuatorwert für andere Motoreigenschaften als das Drehmoment verwendet werden kann. Motoren mit Kompressionszündung können Kraftstoffe, die beispielsweise Diesel umfassen, durch Kompression verbrennen.
  • Wenn der Motor 102 ein Motor mit Funkenzündung ist, kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 ein schneller Aktuator sein, und das Drossel-Aktuatormodul 116 kann ein langsamer Aktuator sein. Nachdem ein neuer Aktuatorwert empfangen wurde, kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 in der Lage sein, den Zündfunkenzeitpunkt für das nachfolgende Zündungsereignis zu verändern. Wenn der Zündfunkenzeitpunkt (auch Zündfunkenvorverstellung genannt) für ein Zündungsereignis auf einen kalibrierten Wert eingestellt wird, wird ein maximales Drehmoment während des Verbrennungstakts unmittelbar nach diesem Zündungsereignis erzeugt. Eine Zündfunkenvorverstellung, die von dem kalibrierten Wert abweicht, kann jedoch den Drehmomentbetrag verringern, der in dem Verbrennungstakt erzeugt wird.
  • Daher kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 in der Lage sein, das Motorausgangsdrehmoment durch ein Variieren des Zündfunkenzeitpunkts zu verändern, sobald das nächste Zündungsereignis auftritt. Lediglich beispielhaft kann eine Tabelle mit Zündfunkenvorverstellungen, die verschiedenen Motorbetriebsbedingungen entsprechen, während einer Kalibrierungsphase der Fahrzeugausgestaltung ermittelt werden, und der kalibrierte Wert wird basierend auf den gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen aus der Tabelle ausgewählt.
  • Im Gegensatz dazu benötigen Änderungen in der Drosselposition länger, um das Motorausgangsdrehmoment zu beeinflussen. Das Drossel-Aktuatormodul 116 verändert die Drosselposition, indem der Winkel des Blatts des Drosselventils 112 angepasst wird. Sobald ein neuer Aktuatorwert empfangen wird, gibt es daher eine mechanische Verzögerung, wenn sich das Drosselventil 112 von seiner vorhergehenden Position basierend auf dem neuen Aktuatorwert in eine neue Position bewegt. Zusätzlich sind Luftströmungsänderungen basierend auf der Drosselventilöffnung Lufttransportverzögerungen in dem Einlasskrümmer 110 ausgesetzt. Ferner wird eine erhöhte Luftströmung in dem Einlasskrümmer 110 nicht als eine Erhöhung des Motorausgangsdrehmoments realisiert, bis der Zylinder 118 in dem nächsten Einlasstakt zusätzliche Luft aufnimmt, die zusätzliche Luft komprimiert und den Verbrennungstakt beginnt.
  • Unter Verwendung dieser Aktuatoren als ein Beispiel kann eine Drehmomentreserve erzeugt werden, indem die Drosselposition auf einen Wert eingestellt wird, der dem Motor 102 ermöglichen würde, eine vorausgesagte Drehmomentanforderung zu erzeugen. In der Zwischenzeit kann der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf einer Momentandrehmomentanforderung eingestellt werden, die kleiner als die vorgesagte Drehmomentanforderung ist. Obwohl die Drosselposition eine ausreichende Luftströmung für den Motor 102 erzeugt, um die vorausgesagte Drehmomentanforderung zu erzeugen, wird der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf der Momentandrehmomentanforderung nach spät verstellt (was das Drehmoment verringert). Das Motorausgangsdrehmoment wird daher gleich der Momentandrehmomentanforderung sein.
  • Wenn ein zusätzliches Drehmoment erforderlich ist, beispielsweise wenn der Klimaanlagenkompressor gestartet wird oder wenn die Traktionssteuerung ermittelt, dass ein Radschlupf aufgehört hat, kann der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung eingestellt werden. Mit dem nachfolgenden Zündungsereignis kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Zündfunkenvorverstellung auf einen kalibrierten Wert zurücksetzen, der dem Motor 102 ermöglicht, das volle Motorausgangsdrehmoment zu erzeugen, das mit der bereits vorhandenen Luftströmung erreichbar ist. Das Motorausgangsdrehmoment kann daher schnell auf die vorausgesagte Drehmomentanforderung erhöht werden, ohne dass Verzögerungen aufgrund des Änderns der Drosselposition wahrgenommen werden.
  • Wenn der Motor 102 ein Motor mit Kompressionszündung ist, kann das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 ein schneller Aktuator sein, und das Drossel-Aktuatormodul 116 und das Ladedruck-Aktuatormodul 164 können Emissionsaktuatoren sein. Auf diese Weise kann die Kraftstoffmasse basierend auf der Momentdrehmomentanforderung festgelegt werden, und die Drosselposition und der Ladedruck können basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung festgelegt werden. Die Drosselposition kann mehr Luftströmung erzeugen, als notwendig ist, um die vorausgesagte Drehmomentanforderung zu erfüllen. Umgekehrt kann die erzeugte Luftströmung größer sein, als für eine vollständige Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffs erforderlich ist, so dass das Luft/Kraftstoffverhältnis üblicherweise mager ist und Änderungen in der Luftströmung das Motorausgangsdrehmoment nicht beeinflussen. Das Motorausgangsdrehmoment wird daher gleich der Momentandrehmomentanforderung sein, und es kann durch das Einstellen der Kraftstoffströmung erhöht oder verringert werden.
  • Das Drossel-Aktuatormodul 116, das Ladedruck-Aktuatormodul 164 und das AGR-Ventil 170 können basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung gesteuert werden, um Emissionen zu steuern und ein Turboloch zu minimieren. Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann einen Unterdruck erzeugen, um Abgase durch das AGR-Ventil 170 und in den Einlasskrümmer 110 zu saugen.
  • Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 kann die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung an ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 ausgeben. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung an ein Hybridoptimierungsmodul 208 ausgeben. Das Hybridoptimierungsmodul 208 ermittelt, wie viel Drehmoment durch den Motor 102 erzeugt werden sollte und wie viel Drehmoment durch den Elektromotor 198 erzeugt werden sollte. Das Hybridoptimierungsmodul 208 gibt dann eine modifizierte vorausgesagte Drehmomentanforderung und eine modifizierte Momentandrehmomentanforderung an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 aus. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Hybridoptimierungsmodul 208 in dem Hybridsteuermodul 196 implementiert werden.
  • Die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung, 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, als Teil von diesem oder an dessen Stelle auftreten.
  • Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 vermittelt zwischen Antriebsdrehmomentanforderungen, einschließlich der umgewandelten vorausgesagten Drehmomentanforderung und der umgewandelten Momentandrehmomentanforderung. Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 erzeugt eine vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung und eine vermittelte Momentandrehmomentanforderung. Die vermittelten Drehmomentanforderungen können erzeugt werden, indem eine gewinnende Anforderung unter den empfangenen Anforderungen ausgewählt wird. Alternativ oder zusätzlich können die vermittelten Drehmomentanforderungen erzeugt werden, indem eine der empfangenen Anforderungen basierend auf einer oder mehreren anderen der empfangenen Anforderungen modifiziert wird.
  • Die anderen Antriebsdrehmomentanforderungen können Drehmomentverringerungen zum Schutz vor überhöhter Motordrehzahl, Drehmomentzunahmen zum Verhindern eines Abwürgens und Drehmomentverringerungen umfassen, die von dem Getriebesteuermodul 194 angefordert werden, um Gangwechsel aufzunehmen. Die Antriebsdrehmomentanforderungen können auch aus einer Kraftstoffabschaltung wegen der Kupplung resultieren, die das Motorausgangsdrehmoment dann verringert, wenn der Fahrer bei einem Fahrzeug mit Schaltgetriebe das Kupplungspedal niederdrückt, um ein Aufbrausen (einen schnellen Anstieg) der Motordrehzahl zu verhindern.
  • 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 Motordrehzahl aus nachläuft. Alternativ oder zusätzlich kann der RPM-Modus ausgewählt werden, wenn die vorausgesagte Drehmomentanforderung von dem Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 kleiner als ein vorbestimmter 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 die Soll-RPM auszugeben.
  • Ein Reserven/Lastenmodul 220 empfängt die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung und die vermittelte Momentandrehmomentanforderung von dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206. Das Reserven/Lastenmodul 220 kann die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung und die vermittelte Momentandrehmomentanforderung anpassen, um eine Drehmomentreserve zu erzeugen und/oder eine oder mehrere Lasten zu kompensieren. Das Reserven/Lastenmodul 220 gibt anschließend die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung und die angepasste Momentandrehmomentanforderung an ein Betätigungsmodul 224 aus.
  • 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 angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung über die angepasste Momentandrehmomentanforderung hinaus erhöhen, um einen nach spät verstellten Zündfunken für den Prozess zur Verringerung von Kaltstartemissionen zu erzeugen. Bei einem anderen Beispiel können das Luft/Kraftstoffverhältnis des Motors 102 und/oder die MAF direkt variiert werden, wie z. B. durch ein Testen des Äquivalenzverhältnisses mittels einer eingreifenden Diagnostik und/oder durch ein Spülen eines neuen Motors. Bevor diese Prozesse beginnen, kann eine Drehmomentreserve erzeugt oder erhöht werden, um Verringerungen in dem Motorausgangsdrehmoment schnell auszugleichen, die während dieser Prozesse daraus resultieren, dass das Luft/Kraftstoffgemisch magerer wird.
  • Das Reserven/Lastenmodul 220 kann auch eine Drehmomentreserve in Erwartung einer zukünftigen Last erzeugen, wie z. B. des Betriebs der Servolenkungspumpe oder des Einrückens einer Klimaanlagen-Kompressorkupplung (A/C-Kompressorkupplung). Die Reserve für das Einrücken der A/C-Kompressorkupplung kann erzeugt werden, wenn der Fahrer die Klimaanlage zum ersten Mal anfordert. Das Reserven/Lastenmodul 220 kann die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung erhöhen, während die angepasste Momentandrehmomentanforderung unverändert belassen wird, um die Drehmomentreserve zu erzeugen. Dann, wenn die A/C-Kompressorkupplung einrückt, kann das Reserven/Lastenmodul 220 die Momentandrehmomentanforderung um die Last erhöhen, von der erwartet wird, dass sie von der A/C-Kompressorkupplung auf den Motor 102 ausgeübt wird.
  • Das Betätigungsmodul 224 empfängt die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung und die angepasste Momentandrehmomentanforderung von dem Reserven/Lastenmodul 220. Das Betätigungsmodul 224 ermittelt, wie die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung und die angepasste Momentandrehmomentanforderung erreicht werden. Das Betätigungsmodul 224 kann für den Motortyp spezifisch sein. Lediglich beispielhaft kann das Betätigungsmodul 224 für Motoren mit Funkenzündung gegenüber Motoren mit Kompressionszündung unterschiedlich implementiert werden oder unterschiedliche Steuerschemata verwenden.
  • Bei verschiedenen Implementierungen kann das Betätigungsmodul 224 eine Grenze zwischen den Modulen, die bei allen Motortypen üblich sind, und den Modulen definieren, die für den Motortyp spezifisch sind. Lediglich beispielhaft können die Motortypen Motoren mit Funkenzündung und Motoren mit Kompressionszündung umfassen. Die Module vor dem Betätigungsmodul 224, wie beispielsweise das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206, können bei allen Motortypen üblich sein, während das Betätigungsmodul 224 und die nachfolgenden Module für den Motortyp spezifisch sein können.
  • Lediglich beispielhaft kann das Betätigungsmodul 224 in Motorsystemen mit Funkenzündung das Öffnen des Drosselventils 112 als einen langsamen Aktuator variieren, was einen weiten Bereich für die Drehmomentsteuerung ermöglicht. Das Betätigungsmodul 224 kann Zylinder unter Verwendung des Zylinder-Aktuatormoduls 120 deaktivieren, was auch für einen weiten Bereich der Drehmomentsteuerung sorgt, aber ebenso langsam sein kann und Fahrbarkeits- und Emissionsprobleme mit sich bringen kann. Das Betätigungsmodul 224 kann den Zündfunkenzeitpunkt als einen schnellen Aktuator verwenden. Der Zündfunkenzeitpunkt kann jedoch keinen so großen Bereich für die Drehmomentsteuerung liefern. Zusätzlich kann sich der Betrag der Drehmomentsteuerung ändern, der mit Änderungen in dem Zündfunkenzeitpunkt möglich ist (als Zündfunkenreservekapazität bezeichnet), wenn sich die Luftströmung ändert.
  • Bei verschiedenen Implementierungen kann das Betätigungsmodul 224 eine Luftdrehmomentanforderung basierend auf der angepassten vorausgesagten Drehmomentanforderung erzeugen. Die Luftdrehmomentanforderung kann der angepassten vorausgesagten Drehmomentanforderung gleich sein und die Luftströmung derart einstellen, dass die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung durch Änderungen der anderen Motoraktuatoren erreicht werden kann.
  • Ein Luftsteuermodul 228 kann Soll-Aktuatorwerte 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-Nockenphasenstellerpositionen zu ermitteln. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Luftsteuermodul 228 auch einen Betrag des Öffnens des AGR-Ventils 170 ermitteln.
  • Das Betätigungsmodul 224 kann auch eine Zündfunken-Drehmomentanforderung, eine Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung und eine Kraftstoff-Drehmomentanforderung erzeugen. Die Zündfunken-Drehmomentanforderung kann von einem Zündfunkensteuermodul 232 verwendet werden, um zu ermitteln, wie viel der Zündfunkenzeitpunkt bezogen auf eine kalibrierte Zündfunkenvorverstellung nach spät verstellt werden soll (was das Motorausgangsdrehmoment 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 Zylinder-Aktuatormodul 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 stoppt das Zündfunkensteuermodul 232 die Lieferung des Zündfunkens für einen Zylinder nur, sobald ein beliebiges Luft/Kraftstoffgemisch, das bereits in dem Zylinder vorhanden war, verbrannt worden ist.
  • Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zylinder-Aktuatormodul 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 als eine Gruppe durch das Zylinder-Aktuatormodul 120 entweder hydraulisch angekoppelt oder abgekoppelt. Bei verschiedenen Implementierungen können die Zylinder deaktiviert werden, indem die Kraftstoffzufuhr zu diesen Zylindern einfach gestoppt wird, ohne dass das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile gestoppt wird. Bei solchen Implementierungen kann das Zylinder-Aktuatormodul 120 weggelassen werden.
  • Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann basierend auf der Kraftstoff-Drehmomentanforderung von dem Betätigungsmodul 224 den Kraftstoff (z. B. die Menge oder die Rate) variieren, die an jeden Zylinder geliefert wird. Während des normalen Betriebs eines Motors mit Funkenzündung kann das Kraftstoffsteuermodul 240 in einem luftgeführten Modus arbeiten, in dem das Kraftstoffsteuermodul 240 versucht, ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhältnis aufrechtzuerhalten, indem die Kraftstoffströmung basierend auf der Luftströmung gesteuert wird. Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann eine Kraftstoffmasse ermitteln, die eine stöchiometrische Verbrennung ergeben wird, wenn sie mit dem gegenwärtigen Betrag der Luft pro Zylinder kombiniert wird. Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 anweisen, diese Kraftstoffmasse für jeden aktivierten Zylinder einzuspritzen.
  • Bei Motorsystemen mit Kompressionszündung kann das Kraftstoffsteuermodul 240 in einem kraftstoffgeführten Modus arbeiten, bei dem das Kraftstoffsteuermodul 240 eine Kraftstoffmasse für jeden Zylinder ermittelt, welche die Kraftstoff-Drehmomentanforderung erfüllt, während die Emissionen, das Geräusch und der Kraftstoffverbrauch minimiert werden. In dem kraftstoffgeführten Modus wird die Luftströmung basierend auf der Kraftstoffströmung gesteuert, und sie kann gesteuert werden, um ein mageres Luft/Kraftstoffverhältnis zu ergeben. Zusätzlich kann das Luft/Kraftstoffverhältnis oberhalb eines vorbestimmten Niveaus gehalten werden, das bei dynamischen Motorbetriebsbedingungen die Erzeugung von schwarzem Rauch verhindern kann.
  • Ein Drehmomentschätzmodul 244 kann das Motorausgangsdrehmoment schätzen. Dieses geschätzte Drehmoment kann von dem Luftsteuermodul 228 verwendet werden, um eine Regelung der Motorluftströmungsparameter, wie z. B. der Drosselposition, des MAP und der Phasenstellerpositionen, auszuführen. Beispielsweise 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 der Ist-Luftströmung ermöglicht wird. Die verwendeten Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerpositionen können auf Ist-Positionen basieren, wenn sich die Phasensteller zu den Soll-Positionen bewegen können.
  • Die Ist-Zündfunkenvorverstellung kann verwendet werden, um das Ist-Motorausgangsdrehmoment zu schätzen. Wenn ein kalibrierter Zündfunkenvorverstellungswert verwendet wird, um das Drehmoment zu schätzen, kann das geschätzte Drehmoment als ein geschätztes Luftdrehmoment oder einfach als Luftdrehmoment bezeichnet werden. Das 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. der Zündfunkenzeitpunkt auf den kalibrierten Zündfunkenvorverstellungswert eingestellt werden würde) und allen Zylindern Kraftstoff zugeführt werden würde.
  • Das Luftsteuermodul 228 kann ein Soll-Positionssignal an das Drossel-Aktuatormodul 116 ausgeben. Das Drossel-Aktuatormodul 116 regelt dann das Drosselventil 112, um die Soll-Position zu erzeugen. Das Luftsteuermodul 228 kann das Soll-Positionssignal basierend auf einem inversen Drehmomentmodell und der Luftdrehmomentanforderung erzeugen. Das Luftsteuermodul 228 kann das geschätzte Luftdrehmoment und/oder das MAF-Signal verwenden, um eine Regelung auszuführen. Beispielsweise kann das Soll-Positionssignal gesteuert werden, um eine Differenz zwischen dem geschätzten Luftdrehmoment und der Luftdrehmomentanforderung zu minimieren.
  • Das Luftsteuermodul 228 kann ein Soll-Krümmerabsolutdrucksignal (Soll-MAP-Signal) an ein Ladedruck-Zeitplanungsmodul 248 ausgegeben. 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 (z. B. den Turbolader, der die Turbine 160-1 und den Kompressor 160-2 umfasst) und/oder Turbokompressoren.
  • Das Luftsteuermodul 228 kann auch ein Soll-Luft-pro-Zylinder-Signal (Soll-APC-Signal) an ein Phasensteller-Zeitplanungsmodul 252 ausgegeben. Basierend auf dem Soll-APC-Signal und dem RPM-Signal kann das Phasensteller-Zeitplanungsmodul 252 die Positionen des Einlass- und/oder des Auslass-Nockenphasenstellers 148 und 150 unter Verwendung des Phasensteller-Aktuatormoduls 158 steuern.
  • Wieder auf das Zündfunkensteuermodul 232 Bezug nehmend, können die kalibrierten Zündfunkenvorverstellungswerte basierend auf verschiedenen Motorbetriebsbedingungen variieren. Lediglich beispielhaft kann eine Drehmomentbeziehung invertiert werden, um diese nach der Soll-Zündfunkenvorverstellung aufzulösen. Für eine gegebene Drehmomentanforderung (Tdes) kann die Soll-Zündfunkenvorverstellung (Sdes) ermittelt werden basierend auf Sdes = T–1(Tdes, APC, I, E, AF, OT, #). (2)
  • Diese Beziehung kann durch eine Gleichung und/oder durch eine Nachschlagetabelle verkörpert werden. Das Luft/Kraftstoffverhältnis (AF) kann das Ist-Luft/Kraftstoffverhältnis 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 Motorausgangsdrehmoment, das für eine gegebene Luftströmung erzeugt wird, 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, wird als ein MBT-Zündfunken bezeichnet. Die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung kann sich beispielsweise aufgrund der Kraftstoffqualität (wenn beispielsweise Kraftstoff mit geringerer Oktanzahl verwendet wird) und aufgrund von Umweltfaktoren von dem MBT-Zündfunken leicht unterscheiden. Das Drehmoment bei der kalibrierten Zündfunkenvorverstellung kann daher kleiner als das MBT sein.
  • Nun auf 3A und 3B Bezug nehmend, sind Funktionsblockdiagramme beispielhafter Motorsteuersysteme 300 und 350 dargestellt, die Motorsystemen mit Funkenzündung bzw. Motorsystemen mit Kompressionszündung zugeordnet sind. Das ECM 114 kann ein CTC-Modul 200, ein Diagnosemodul 302 und ein Aktuatorbegrenzungsmodul 304 umfassen.
  • Wie vorstehend diskutiert wurde, steuert das CTC-Modul 200 im Allgemeinen die Motoraktuatoren, wie beispielsweise das Drossel-Aktuatormodul 116, das Zylinder-Aktuatormodul 120, das Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das Phasensteller-Aktuatormodul 158 und das Ladedruck-Aktuatormodul 164. Bei Motorsystemen mit Funkenzündung steuert das CTC-Modul 200 auch das Zündfunken-Aktuatormodul 126.
  • Wenn jedoch eine Störung diagnostiziert wird, die bewirken kann, dass das ECM 114 den Motor 102 abschaltet, liefert das CTC-Modul 200 den Aktuatorwert für einen primären Drehmomentaktuator an das Aktuatorbegrenzungsmodul 304. Lediglich beispielhaft kann das CTC-Modul 200 von 3A bei Motorsystemen mit Funkenzündung die Soll-Position für das Drossel-Aktuatormodul 116 an das Aktuatorbegrenzungsmodul 304 übertragen. In dem Beispiel von 3B kann das CTC-Modul 200 bei Motorsystemen mit Kompressionszündung die Kraftstoffmasse an das Aktuatorbegrenzungsmodul 304 übertragen.
  • Das Diagnosemodul 302 diagnostiziert selektiv die Störung, die bewirken kann, dass das ECM 114 den Motor 102 abschaltet. Das Diagnosemodul 302 kann auch eine oder mehrere zusätzliche Störungen diagnostizieren, die bewirken können, dass das ECM 114 den Motor 102 abschaltet. Lediglich beispielhaft kann das Diagnosemodul 302 die Störung selektiv diagnostizieren, wenn eine Störung eines doppelten Pfades oder eine Störung einer doppelten Speicherung auftritt. Diese Typen von Störungen können einem Prozessor (nicht gezeigt) des ECM 114 zuzurechnen sein, im Gegensatz zu anderen auf die Motorabschaltung bezogenen Störungen, die einer Störung in einem Arbeitsspeicher (RAM), in einem Festwertspeicher (ROM), in einer arithmetischen Logikeinheit (ALU), in einem Stack, in einer mathematischen Bibliothek, in einer Uhr, in einer Registerkonfiguration, in einer mathematischen Bibliothek usw. zurechenbar sind.
  • Das CTC-Modul 200 ermittelt verschiedene Parameter, die das CTC-Modul 200 bei dem Steuern der Motoraktuatoren verwenden kann. Lediglich beispielhaft ermittelt das CTC-Modul 200 die vorstehend diskutierten Parameter. Wenn die Motoraktuatoren im Allgemeinen basierend auf den Parametern gesteuert werden, die durch das CTC-Modul 200 ermittelt werden, können die durch das CTC-Modul 200 ermittelten Parameter als Parameter eines primären Pfades bezeichnet werden. Lediglich beispielhaft kann das CTC-Modul 200 die vorstehend diskutierten Drehmomentanforderungen, verschiedene Motorkapazitäten, verschiedene Motordrehzahlen (z. B. Ist und Soll), verschiedene Motordrehmomente, verschiedene Motorluftströmungsparameter und verschiedene Luftdrücke ermitteln.
  • Das Diagnosemodul 302 ermittelt auch einen oder mehrere der Parameter, die durch das CTC-Modul 200 ermittelt werden. Diese redundante Ermittlung durch das Diagnosemodul 302 erzeugt das, was als ein doppelter oder redundanter Pfad in dem ECM 114 bezeichnet werden kann, und die durch das Diagnosemodul 302 ermittelten Parameter können als Parameter eines doppelten Pfades bezeichnet werden. Das Diagnosemodul 302 kann die Parameter des doppelten Pfades basierend auf denselben Eingaben und denselben oder ähnlichen Beziehungen wie diejenigen ermitteln, die durch das CTC-Modul 200 jeweils bei dem Ermitteln der Parameter des primären Pfades verwendet werden.
  • Das Diagnosemodul 302 kann einige der Parameter des primären Pfades mit den entsprechenden der Parameter des redundanten Pfades vergleichen. Das Diagnosemodul 302 kann eine Störung des doppelten Pfades diagnostizieren, wenn sich die entsprechenden Parameter des primären und des doppelten Pfades um mehr als einen vorbestimmten Betrag oder Prozentanteil unterscheiden.
  • In einigen Fällen kann das CTC-Modul 200 einen der Parameter des primären Pfades an zwei unterschiedlichen Orten speichern. Lediglich beispielhaft kann das CTC-Modul 200 einen Parameter des primären Pfades an zwei unterschiedlichen vorbestimmten Orten in einem Speicher (nicht gezeigt) speichern. Das Diagnosemodul 302 kann die Parameter von den zwei unterschiedlichen Orten lesen. Das Diagnosemodul 302 kann die zwei Parameter vergleichen und eine Störung der doppelten Speicherung diagnostizieren, wenn die zwei Parameter ungleich sind oder sich von erwarteten Werten unterscheiden.
  • Wenn eine Störung des doppelten Pfades und/oder eine Störung der doppelten Speicherung diagnostiziert werden, wird der Motor 102 im Allgemeinen abgeschaltet. Gemäß der vorliegenden Offenbarung begrenzt jedoch das Aktuatorbegrenzungsmodul 304 den Aktuatorwert, der dem primären Drehmomentaktuator zugeordnet ist, wenn eine Störung des doppelten Pfades und/oder eine Störung der doppelten Speicherung diagnostiziert werden. Auf diese Weise ermöglicht das ECM 114 der vorliegenden Offenbarung, dass der Motor 102 weiterhin läuft, das ECM 114 begrenzt jedoch das Motorausgangsdrehmoment. Wenn der Aktuatorwert begrenzt wird, der dem primären Drehmomentaktuator zugeordnet ist, kann gesagt werden, dass das ECM 114 in einem Notlaufmodus arbeitet, in dem das Motorausgangsdrehmoment begrenzt ist, um einem Fahrer des Fahrzeugs zu ermöglichen, das Fahrzeug langsam zu fahren.
  • Das Diagnosemodul 302 benachrichtigt das Aktuatorbegrenzungsmodul 304 und das CTC-Modul 200, wenn eine Störung des doppelten Pfades und/oder eine Störung der doppelten Speicherung diagnostiziert werden. Das Diagnosemodul 302 kann das Aktuatorbegrenzungsmodul 304 und das CTC-Modul 200 mittels eines Aktivierungssignals benachrichtigen. Lediglich beispielhaft kann das Diagnosemodul 302 das Aktivierungssignal auf einen aktiven Zustand (z. B. auf 5 V) setzen, wenn eine Störung des doppelten Pfades und/oder eine Störung der doppelten Speicherung diagnostiziert werden.
  • Das CTC-Modul 200 liefert den Aktuatorwert, der dem primären Drehmomentaktuator zugeordnet ist, an das Aktuatorbegrenzungsmodul 304, wenn eine Störung des doppelten Pfades und/oder eine Störung der doppelten Speicherung diagnostiziert werden. Auf diese Weise deaktiviert das Diagnosemodul 302 die Steuerung des Drossel-Aktuatormoduls 116 durch das CTC-Modul 200, wenn eine Motorabschaltstörung diagnostiziert wird. Nachstehend wird der Aktuatorwert, der dem primären Drehmomentaktuator zugeordnet ist und durch das CTC-Modul 200 ermittelt wird, als der CTC-Aktuatorwert bezeichnet.
  • Das Aktuatorbegrenzungsmodul 304 wird aktiviert, wenn eine Störung des doppelten Pfades und/oder eine Störung der doppelten Speicherung diagnostiziert werden. Wenn eine Störung des doppelten Pfades und/oder eine Störung der doppelten Speicherung seit einem letzten Start des Fahrzeugs (z. B. Schlüssel EIN) nicht diagnostiziert wurden, kann das Aktuatorbegrenzungsmodul 304 deaktiviert werden, und der CTC-Aktuatorwert kann an den primären Drehmomentaktuator geliefert werden.
  • Wenn es aktiviert wird oder wenn eine Störung des doppelten Pfades und/oder eine Störung der doppelten Speicherung diagnostiziert werden, ermittelt das Aktuatorbegrenzungsmodul 304 einen begrenzten Aktuatorwert für den primären Drehmomentaktuator. Lediglich beispielhaft kann das Aktuatorbegrenzungsmodul 304 eine begrenzte Position (oder Fläche) für das Drossel-Aktuatormodul 116 ermitteln, wie es in der beispielhaften Ausführungsform von 3A für Motoren mit Funkenzündung gezeigt ist. Das Aktuatorbegrenzungsmodul 304 kann eine begrenzte Kraftstoffzufuhrrate oder eine begrenzte Kraftstoffmasse für das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 ermitteln, wie es in der beispielhaften Ausführungsform von 3B für Motoren mit Kompressionszündung gezeigt ist.
  • Das Aktuatorbegrenzungsmodul 304 wählt einen kleineren von dem begrenzten Aktuatorwert und dem CTC-Aktuatorwert aus. Das Aktuatorbegrenzungsmodul 304 steuert den primären Drehmomentaktuator basierend auf dem kleineren von dem begrenzten Aktuatorwert und dem CTC-Aktuatorwert. Auf diese Weise wird das Motorausgangsdrehmoment begrenzt, um dem Fahrer zu ermöglichen, das Fahrzeug langsam zu betreiben, anstatt den Motor 102 vollständig abzuschalten. Diese Fähigkeit, das Fahrzeug langsam zu betreiben, kann dem Fahrer ermöglichen, das Fahrzeug zu einem gewünschten Ort zu manövrieren, wie beispielsweise zu dem Wohnsitz des Fahrers oder zu einem Servicestandort für das Fahrzeug.
  • Nun auf 4A und 4B Bezug nehmend, sind Funktionsblockdiagramme beispielhafter Implementierungen des Aktuatorbegrenzungsmoduls 304 für Motoren mit Funkenzündung bzw. Motoren mit Kompressionszündung dargestellt. Das Aktuatorbegrenzungsmodul 304 kann ein Modul 404 zur Ermittlung eines begrenzten Wertes und ein Auswahlmodul 408 umfassen.
  • Nun auf 4A und auf Motoren mit Funkenzündung Bezug nehmend, kann das Modul 404 zur Ermittlung eines begrenzten Wertes den begrenzten Aktuatorwert für das Drossel-Aktuatormodul 116 ermitteln. Spezieller kann das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes die begrenzte Position für das Drossel-Aktuatormodul 116 ermitteln. Das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes kann die begrenzte Position basierend auf der APP ermitteln. Bei verschiedenen Implementierungen drückt der APP-Sensor 106 die APP als einen Prozentanteil relativ zu einer Ruheposition des Gaspedals aus (d. h. relativ zu Null oder 0%).
  • Das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes kann die begrenzte Position unter Verwendung einer Gleichung, welche die APP mit der begrenzten Position in Beziehung setzt, einer Abbildung, die einen Index der APP für die begrenzte Position umfasst, oder einer anderen geeigneten Beziehung ermitteln. Eine beispielhafte Graphik der APP über der begrenzten Position ist in 5A gezeigt.
  • Nun auf 5A Bezug nehmend, folgt die beispielhafte Kurve 504 der begrenzten Position bei verschiedenen APPs. Das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes kann die begrenzte Position 504 gleich einer vorbestimmten Leerlaufposition setzen, wenn die APP kleiner als eine erste vorbestimmte APP ist, wie es durch 508 angegeben ist. Die vorbestimmte Leerlaufposition kann einer Position entsprechen, bis zu der das Drosselventil 112 während des Motorleerlaufs geöffnet ist. Lediglich beispielhaft kann die erste vorbestimmte APP ungefähr 10% betragen, und die vorbestimmte Leerlaufposition kann ungefähr 10% betragen.
  • Das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes kann die begrenzte Position 504 auch gleich einer vorbestimmten maximalen Position setzen, wenn die APP größer als eine zweite vorbestimmte APP ist, wie es durch 512 angegeben ist. Die vorbestimmte maximale Position kann einer maximalen zulässigen Position für das Drosselventil 112 in dem Notlaufmodus entsprechen. Lediglich beispielhaft kann die vorbestimmte maximale Position einer Öffnung von ungefähr 40% entsprechen, und die zweite vorbestimmte APP kann ungefähr 40% betragen. Zwischen der vorbestimmten APP und der zweiten vorbestimmten APP kann die vorbestimmte Position 504 eine lineare Beziehung mit der APP, wie sie in der beispielhaften Ausführungsform von 5A gezeigt ist, oder eine andere geeignete Beziehung aufweisen.
  • Wieder auf 4A Bezug nehmend, kann das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes die begrenzte Position ferner basierend auf der BPP ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes die begrenzte Position gleich der vorbestimmten Leerlaufposition setzen, wenn die BPP angibt, dass der Fahrer Druck auf das Bremspedal ausübt. Das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes kann die begrenzte Position gleich der vorbestimmten Leerlaufposition setzen, wenn die BPP angibt, dass der Fahrer Druck auf das Bremspedal ausübt und die APP größer als die erste vorbestimmte APP ist. Bei verschiedenen Implementierungen drückt der BPP-Sensor 108 die BPP als einen Prozentanteil relativ zu einer Ruheposition des Bremspedals aus (d. h. relativ zu Null oder 0%). Der Fahrer kann Druck auf das Bremspedal ausüben, wenn die BPP größer als die Ruheposition ist.
  • Nun auf 4B und Motoren mit Kompressionszündung Bezug nehmend, kann das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes den begrenzten Aktuatorwert für das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 ermitteln. Spezieller kann das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes die begrenzte Kraftstoffmasse für das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 oder einen anderen geeigneten Kraftstoffzufuhrparameter ermitteln (z. B. eine begrenzte Kraftstoffzufuhrrate). Nachstehend wird der begrenzte Aktuatorwert, der durch das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes von 3B ermittelt wird, als die begrenzte Kraftstoffmasse bezeichnet.
  • Das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes kann die begrenzte Kraftstoffmasse basierend auf der APP ermitteln (z. B. in %). Das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes kann die begrenzte Kraftstoffmasse unter Verwendung einer Gleichung, welche die APP mit der begrenzten Kraftstoffmasse in Beziehung setzt, einer Abbildung, die einen Index der APP für die begrenzte Kraftstoffmasse umfasst, oder einer anderen geeigneten Beziehung ermitteln. Eine beispielhafte Graphik der APP über der begrenzten Kraftstoffmasse ist in 5B gezeigt.
  • Nun auf 5B Bezug nehmend, folgt die beispielhafte Kurve 554 der begrenzten Kraftstoffmasse bei verschiedenen APPs. Das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes kann die begrenzte Kraftstoffmasse 554 gleich einer begrenzten Leerlauf-Kraftstoffmasse setzen, wenn die APP kleiner als eine erste vorbestimmte APP ist, wie es durch 558 angegeben ist. Die vorbestimmte Leerlauf-Kraftstoffmasse kann einer Kraftstoffmasse entsprechen, die jedem Zylinder während des Motorleerlaufs zugeführt wird. Lediglich beispielhaft kann die erste vorbestimmte APP ungefähr 10% betragen.
  • Das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes kann die begrenzte Kraftstoffmasse 554 auch gleich einer vorbestimmten maximalen Kraftstoff setzen, wenn die APP größer als eine zweite vorbestimmte APP ist, wie es durch 562 angegeben ist. Die vorbestimmte maximale Kraftstoffmasse kann einer maximalen zulässigen Kraftstoffmasse in dem Notlaufmodus entsprechen. Lediglich beispielhaft kann die zweite vorbestimmte APP ungefähr 40% betragen. Zwischen der ersten vorbestimmten APP und der zweiten vorbestimmten APP kann die begrenzte Kraftstoffmasse 554 eine lineare Beziehung mit der APP, wie sie in der beispielhaften Ausführungsform von 5A gezeigt ist, oder eine andere geeignete Beziehung aufweisen.
  • Wieder auf 4B Bezug nehmend, kann das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes die begrenzte Kraftstoffmasse ferner basierend auf der BPP ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes die begrenzte Kraftstoffmasse gleich der vorbestimmten Leerlauf-Kraftstoffmasse setzen, wenn die BPP angibt, dass der Fahrer Druck auf das Bremspedal ausübt. Das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes kann die begrenzte Kraftstoffmasse gleich der vorbestimmten Leerlauf-Kraftstoffmasse setzen, wenn die BPP angibt, dass der Fahrer Druck auf das Bremspedal ausübt und die APP größer als die erste vorbestimmte APP ist.
  • Das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes kann die begrenzte Kraftstoffmasse ferner basierend auf der OT ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes die begrenzte Kraftstoffmasse erhöhen, wenn die OT abnimmt. Diese Zunahme in der begrenzten Kraftstoffmasse, wenn die OT abnimmt, kann zum Ausgleichen der Zunahme in der Reibung vorgesehen sein, die mit der verringerten OT verbunden sein kann.
  • Umgekehrt das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes die begrenzte Kraftstoffmasse verringern, wenn die OT zunimmt. Diese Abnahme in der begrenzten Kraftstoffmasse, wenn die OT zunimmt, kann zum Ausgleichen der Verringerung in der Reibung vorgesehen sein, die mit der erhöhten OT verbunden sein kann. Das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes kann die begrenzte Kraftstoffmasse unter Verwendung einer Gleichung, welche die OT mit der begrenzten Kraftstoffmasse in Beziehung setzt, eine Abbildung, die einen Index der OT für die begrenzte Kraftstoffmasse umfasst, oder einer anderen geeigneten Beziehung ermitteln.
  • Auf 4A und 4B Bezug nehmend, liefert das Modul 404 zur Ermittlung des begrenzten Wertes den begrenzten Aktuatorwert für den primären Drehmomentaktuator an das Auswahlmodul 408. Das Auswahlmodul 408 empfängt auch den CTC-Aktuatorwert für den primären Drehmomentaktuator von dem CTC-Modul 200. Das Auswahlmodul 408 wählt den begrenzten Aktuatorwert oder den CTC-Aktuatorwert aus, wenn es aktiviert ist (d. h. wenn eine Störung des doppelten Pfades und/oder eine Störung der doppelten Speicherung diagnostiziert werden).
  • Spezieller wählt das Auswahlmodul 408 einen kleineren von dem begrenzten Aktuatorwert und dem CTC-Aktuatorwert aus. Das Auswahlmodul 408 steuert den primären Drehmomentaktuator basierend auf dem kleineren von dem ausgewählten Aktuatorwert und dem CTC-Aktuatorwert. Lediglich beispielhaft steuert das Auswahlmodul 408 bei Motorsystemen mit Funkenzündung das Drossel-Aktuatormodul 116 basierend auf dem kleineren von dem begrenzten Aktuatorwert und dem CTC-Aktuatorwert, wie es in 4A gezeigt ist. Das Auswahlmodul steuert bei Motorsystemen mit Kompressionszündung das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 basierend auf dem kleineren von dem begrenzten Aktuatorwert und dem CTC-Aktuatorwert, wie es in 4B gezeigt ist.
  • Das Auswahlmodul 408 kann auch verifizieren, dass keine Störung in dem primären Drehmomentaktuator oder in einem oder mehreren der Sensoren diagnostiziert wurde, deren Ausgaben bei dem Ermitteln des begrenzten Aktuatorwertes für den primären Aktuator verwendet wurden. Lediglich beispielhaft kann das Auswahlmodul 408 verifizieren, dass keine Störung in dem APP-Sensor 106 oder in dem BPP-Sensor 108 diagnostiziert wurde. Das Auswahlmodul 408 kann bei Motorsystemen mit Kompressionszündung auch verifizieren, dass keine Störung in dem OT-Sensor 178 diagnostiziert wurde.
  • Das Diagnosemodul 302 kann Störungen in dem primären Drehmomentaktuator, dem APP-Sensor 106, dem BPP-Sensor 108 und/oder dem OT-Sensor 178 selektiv diagnostizieren. Störungen, die in dem APP-Sensor 106, dem BPP-Sensor 108 und/oder dem OT-Sensor 178 diagnostiziert werden können, können lediglich beispielhaft Störungen durch Bereichsüberschreitung (z. B. durch einen offenen Stromkreis oder einen Kurzschlusszustand), eine Störung durch Verlassen einer Korrelation (z. B. eine Änderung in einer Ausgabe, die größer als ein vorbestimmter Betrag ist) oder einen anderen geeigneten Typ von Störungen umfassen. Wenn eine Störung in dem primären Drehmomentaktuator diagnostiziert wurde, kann das ECM 114 den Motor 102 abschalten. Wenn eine Störung in dem APP-Sensor 106, dem BPP-Sensor 108 und/oder dem OT-Sensor 178 diagnostiziert wurde, kann das ECM 114 zulassen, dass der Motor 102 ausschließlich im Leerlauf läuft.
  • Nun auf 6 Bezug nehmend, ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern eines primären Drehmomentaktuators zeigt, wenn eine Störung eine Motorabschaltung auslösen kann. Das Verfahren kann bei 604 beginnen, wo die Steuerung eine Angabe des Auftretens der Störung empfangen kann. Die Steuerung kann bei 608 den CTC-Aktuatorwert für den primären Drehmomentaktuator empfangen.
  • Bei 612 kann die Steuerung den begrenzten Aktuatorwert für den primären Drehmomentaktuator ermitteln. Lediglich beispielhaft kann der primäre Drehmomentaktuator bei Motorsystemen mit Kompressionszündung das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 oder bei Motorsystemen mit Funkenzündung das Drossel-Aktuatormodul 116 umfassen. Die Steuerung kann den begrenzten Aktuatorwert basierend auf der APP ermitteln. Die Steuerung kann den begrenzten Aktuatorwert ferner basierend auf der BPP ermitteln. Bei Systemen mit Kompressionszündung kann die Steuerung den begrenzten Aktuatorwert ferner basierend auf der OT ermitteln.
  • Die Steuerung kann bei 616 ermitteln, ob eine Störung aufgetreten ist. Spezieller kann die Steuerung bei 616 ermitteln, ob eine Störung in dem primären Drehmomentaktuator diagnostiziert wurde. Wenn nein, kann die Steuerung bei 620 fortfahren; wenn ja, kann die Steuerung den Motor 102 bei 622 abschalten und enden.
  • Die Steuerung kann bei 620 ermitteln, ob der CTC-Aktuatorwert kleiner als der begrenzte Aktuatorwert ist. Wenn ja, kann die Steuerung den primären Drehmomentaktuator bei 624 basierend auf dem CTC-Aktuatorwert steuern, und die Steuerung kann enden; wenn nein, kann die Steuerung bei 628 den primären Drehmomentaktuator basierend auf dem begrenzten Aktuatorwert steuern, und die Steuerung kann enden. Auf diese Weise steuert die Steuerung den primären Drehmomentaktuator basierend auf dem kleineren von dem CTC-Aktuatorwert und dem begrenzten Aktuatorwert, wenn eine Störung des doppelten Pfades und/oder eine Störung der doppelten Speicherung diagnostiziert wurde. Das Steuern des primären Drehmomentaktuators basierend auf dem kleineren der Werte ermöglicht dem Fahrer, das Fahrzeug in einem begrenzten Umfang zu betreiben (d. h. in dem Notlaufmodus), anstatt den Motor 102 abzuschalten.
  • Bezugszeichenliste
  • Fig. 1
    • 104
    Fahrereingabemodul
    114
    ECM
    116
    Drossel-Aktuatormodul
    120
    Zylinder-Aktuatormodul
    124
    Kraftstoff-Aktuatormodul
    126
    Zündfunken-Aktuatormodul
    158
    Phasensteller-Aktuatormodul
    160-1
    Turbo (heiß)
    160-2
    Turbo (kalt)
    164
    Ladedruck-Aktuatormodul
    172
    AGR-Aktuatormodul
    194
    Getriebesteuermodul
    196
    Hybridsteuermodul
    198
    Elektromotor
  • Bezugszeichenliste
  • Fig. 2
    • 116
    Drossel-Aktuatormodul
    120
    Zylinder-Aktuatormodul
    124
    Kraftstoff-Aktuatormodul
    126
    Zündfunken-Aktuatormodul
    158
    Phasensteller-Aktuatormodul
    164
    Ladedruck-Aktuatormodul
    196
    Hybridsteuermodul
    200
    CTC-Modul
    202
    Fahrer-Interpretationsmodul
    204
    Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul
    206
    Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul
    208
    Hybridoptimierungsmodul
    210
    RPM-Steuermodul
    212
    RPM-Trajektorienmodul
    220
    Reserven/Lastenmodul
    224
    Betätigungsmodul
    228
    Luftsteuermodul
    232
    Zündfunkensteuermodul
    236
    Zylindersteuermodul
    240
    Kraftstoffsteuermodul
    244
    Drehmomentschätzmodul
    248
    Ladedruck-Zeitplanungsmodul
    252
    Phasensteller-Zeitplanungsmodul
  • Bezugszeichenliste
  • Fig. 3A
    • 114
    ECM
    116
    Drossel-Aktuatormodul
    120
    Zylinder-Aktuatormodul
    124
    Kraftstoff-Aktuatormodul
    126
    Zündfunken-Aktuatormodul
    158
    Phasensteller-Aktuatormodul
    164
    Ladedruck-Aktuatormodul
    200
    CTC-Modul
    302
    Diagnosemodul
    304
    Aktuatorbegrenzungsmodul
  • Bezugszeichenliste
  • Fig. 3B
    • 114
    ECM
    116
    Drossel-Aktuatormodul
    120
    Zylinder-Aktuatormodul
    124
    Kraftstoff-Aktuatormodul
    158
    Phasensteller-Aktuatormodul
    164
    Ladedruck-Aktuatormodul
    200
    CTC-Modul
    302
    Diagnosemodul
    304
    Aktuatorbegrenzungsmodul
  • Bezugszeichenliste
  • Fig. 4A
    • 116
    Drossel-Aktuatormodul
    304
    Aktuatorbegrenzungsmodul
    404
    Modul zur Ermittlung eines begrenzten Wertes
    408
    Auswahlmodul
  • Bezugszeichenliste
  • Fig. 4B
    • 124
    Kraftstoff-Aktuatormodul
    304
    Aktuatorbegrenzungsmodul
    404
    Modul zur Ermittlung eines begrenzten Wertes
    408
    Auswahlmodul
  • Bezugszeichenliste
  • Fig. 6
    • 604
    Empfange Störungsangabe
    608
    Empfange CTC-Aktuatorwert für primären Drehmomentaktuator
    612
    Ermittle begrenzten Aktuatorwert für primären Drehmomentaktuator
    616
    Störung des primären Drehmomentaktuators?
    620
    CTC-Aktuatorwert < begrenzter Aktuatorwert?
    622
    Schalte Motor ab
    624
    Steuere primären Drehmomentaktuator basierend auf CTC-Aktuatorwert
    628
    Steuere primären Drehmomentaktuator basierend auf begrenztem Aktuatorwert

Claims (10)

  1. Motorsteuersystem, das umfasst: ein Modul zur abgestimmten Drehmomentsteuerung (200), das eine erste Position für ein Drosselventil (112) eines Verbrennungsmotors (102) mit Funkenzündung ermittelt und das ein Öffnen des Drosselventils (112) basierend auf der ersten Position steuert; ein Diagnosemodul (302), das eine Motorabschaltstörung selektiv diagnostiziert und das die Steuerung des Öffnens des Drosselventils (112) basierend auf der ersten Position deaktiviert, wenn die Motorabschaltstörung diagnostiziert wird; und ein Aktuatorbegrenzungsmodul (304), das eine zweite Position für das Drosselventil (112) basierend auf einer Gaspedalposition ermittelt, das eine kleinere von der ersten und der zweiten Position auswählt und das das Öffnen des Drosselventils (112) selektiv auf die kleinere von der ersten und der zweiten Position begrenzt, wenn die Motorabschaltstörung diagnostiziert wird.
  2. Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Aktuatorbegrenzungsmodul (304) die zweite Position ferner basierend auf einer Bremspedalposition ermittelt.
  3. Motorsteuersystem nach Anspruch 2, wobei das Aktuatorbegrenzungsmodul (304) den Motor (102) abschaltet, wenn eine Störung in einem Drossel-Aktuatormodul (116) vorliegt, wenn die Motorabschaltstörung diagnostiziert wird.
  4. Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Aktuatorbegrenzungsmodul (304) die zweite Position auf eine vorbestimmte Leerlaufposition begrenzt, wenn die Gaspedalposition kleiner als eine vorbestimmte minimale Gaspedalposition ist.
  5. Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Aktuatorbegrenzungsmodul (304) die zweite Position auf eine vorbestimmte maximale Position begrenzt, wenn die Gaspedalposition größer als eine vorbestimmte maximale Gaspedalposition ist.
  6. Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Aktuatorbegrenzungsmodul (304) die zweite Position auf eine vorbestimmte Leerlaufposition begrenzt, wenn die Gaspedalposition kleiner als eine erste vorbestimmte Gaspedalposition ist, und die zweite Position auf eine vorbestimmte maximale Position begrenzt, wenn die Gaspedalposition größer als eine zweite vorbestimmte Gaspedalposition ist.
  7. Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Aktuatorbegrenzungsmodul (304) die zweite Position auf die vorbestimmte Leerlaufposition begrenzt, wenn eine Bremspedalposition größer als eine Null-Bremspedalposition ist.
  8. Motorsteuersystem nach Anspruch 7, wobei das Aktuatorbegrenzungsmodul (304) die zweite Position auf die vorbestimmte Leerlaufposition begrenzt, wenn die Bremspedalposition größer als eine Null-Bremspedalposition ist und die Gaspedalposition größer als die erste vorbestimmte Gaspedalposition ist.
  9. Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Modul zur abgestimmten Drehmomentsteuerung (200) ferner einen ersten Parameter basierend auf einer oder mehreren Eingaben und einer oder mehreren Beziehungen ermittelt, welche die eine oder die mehreren Eingaben mit dem ersten Parameter in Beziehung setzen, und wobei das Diagnosemodul (302) einen zweiten Parameter, der dem ersten Parameter entspricht, basierend auf der einen oder den mehreren Eingaben ermittelt und die Störung basierend auf einem Vergleich des ersten Parameters und des zweiten Parameters diagnostiziert.
  10. Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Modul zur abgestimmten Drehmomentsteuerung (200) ferner Werte an zwei unterschiedlichen Orten in einem Speicher speichert und wobei das Diagnosemodul (302) die Werte liest und die Störung basierend auf einem Vergleich der Werte und/oder einem Vergleich der Werte mit erwarteten Werten diagnostiziert.
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