DE102011109809A1

DE102011109809A1 - Steuersystem und -verfahren auf der Basis einer abgeschätztenKraftmaschinendrehzahl

Info

Publication number: DE102011109809A1
Application number: DE102011109809A
Authority: DE
Inventors: José C. Zavala Jurado; Lee C. Walker
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2012-02-23
Anticipated expiration: 2031-08-10
Also published as: CN102374063A; DE102011109809B4; US20120046849A1; CN102374063B; US8494756B2

Abstract

Ein Steuersystem umfasst ein Drehzahlbestimmungsmodul und ein Profilabschätzmodul. Das Drehzahlbestimmungsmodul bestimmt vorherige Kraftmaschinendrehzahlen auf der Basis eines vorbestimmten Profils eines Kurbelwellenpositionssensors und vorheriger Impulszeitpunkte, die den Zähnen am Kurbelwellenpositionssensor entsprechen. Das Profilabschätzmodul führt auf der Basis der vorherigen Impulszeitpunkte und der vorherigen Kraftmaschinendrehzahlen eine Datenanpassung durch, um ein abgeschätztes Profil des Kurbelwellenpositionssensors zu bestimmen. Das Drehzahlbestimmungsmodul bestimmt gegenwärtige Kraftmaschinendrehzahlen auf der Basis des abgeschätzten Profils und der gegenwärtigen Impulszeitpunkte, die den Zähnen am Kurbelwellenpositionssensor entsprechen.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Steuersysteme und Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangsystems auf der Basis einer abgeschätzten Kraftmaschinendrehzahl.
HINTERGRUND
Die hier gegebene Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck der allgemeinen Darstellung des Zusammenhangs der Offenbarung. Die Arbeit der derzeit benannten Erfinder in dem Umfang, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die sich ansonsten zum Zeitpunkt der Einreichung nicht als Stand der Technik qualifizieren können, werden weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Offenbarung anerkannt.
Ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM) und ein Getriebesteuermodul (TCM) können eine Kraftmaschine bzw. ein Getriebe auf der Basis einer Kraftmaschinendrehzahl steuern. Die Kraftmaschinendrehzahl kann auf der Basis eines Kurbelwellenpositionssignals und eines festgelegten Profils eines Kurbelwellenpositionssensors bestimmt werden. Ein tatsächliches Profil des Kurbelwellenpositionssensors kann sich vom spezifizierten Profil unterscheiden. Ungenauigkeiten des spezifizierten Profils können Ungenauigkeiten der Kraftmaschinendrehzahl verursachen. Die Wirksamkeit der Steuerung durch das ECM und das TCM können wiederum verringert werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Steuersystem umfasst ein Drehzahlbestimmungsmodul und ein Profilabschätzmodul. Das Drehzahlbestimmungsmodul bestimmt vorherige Kraftmaschinendrehzahlen auf der Basis eines vorbestimmten Profils eines Kurbelwellenpositionssensors und vorheriger Impulszeitpunkte, die den Zähnen des Kurbelwellenpositionssensors entsprechen. Das Profilabschätzmodul führt auf der Basis der vorherigen Impulszeitpunkte und der vorherigen Kraftmaschinendrehzahlen eine Datenanpassung durch, um ein abgeschätztes Profil des Kurbelwellenpositionssensors zu bestimmen. Das Drehzahlbestimmungsmodul bestimmt gegenwärtige Kraftmaschinendrehzahlen auf der Basis des abgeschätzten Profils und gegenwärtiger Impulszeitpunkte, die den Zähnen am Kurbelwellenpositionssensor entsprechen.
Gemäß nochmals weiteren Merkmalen sind die vorstehend beschriebenen Systeme und Verfahren durch ein Computerprogramm implementiert, das durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann sich auf einem materiellen computerlesbaren Medium befinden, wie z. B. einem Speicher, einem nichtflüchtigen Datenspeicher und/oder anderen geeigneten materiellen Speichermedien, ohne jedoch darauf begrenzt zu sein.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehend gegebenen ausführlichen Beschreibung ersichtlich. Selbstverständlich sind die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur für Erläuterungszwecke bestimmt und sollen den Schutzbereich der Offenbarung nicht begrenzen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird aus der ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen vollständiger verständlich, in denen:
1 ein Diagramm eines beispielhaften Antriebsstrangsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
2 einen beispielhaften Kurbelwellenpositionssensor darstellt;
3 ein beispielhaftes Kraftmaschinendrehzahlsignal darstellt;
4 ein Diagramm eines beispielhaften Getriebes ist;
5 ein Funktionsblockdiagramm von beispielhaften Antriebsstrangsteuermodulen gemäß, den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist; und
6 ein Ablaufplan ist, der ein beispielhaftes Antriebsstrangsteuerverfahren gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen keineswegs begrenzen. Für die Zwecke der Deutlichkeit werden in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hier verwendet, sollte der Ausdruck A, B und/oder C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder bedeutet. Selbstverständlich können Schritte innerhalb eines Verfahrens in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff Modul auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische. Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Ein Steuersystem und -verfahren gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung überwachen Impulse eines Kurbelwellenpositionssignals, die den Zähnen an einem Kurbelwellenpositionssensor entsprechen. Kraftmaschinendrehzahlen werden auf der Basis der Impulszeitpunkte und eines vorbestimmten Profils des Kurbelwellenpositionssensors bestimmt. Ein abgeschätztes Profil des Kurbelwellenpositionssensors wird durch Durchführen einer Datenanpassung, wie z. B. kleinster Quadrate, an den Impulszeitpunkten und den Kraftmaschinendrehzahlen erhalten. Die Kraftmaschinendrehzahlen werden auf der Basis des abgeschätzten Profils eingestellt und eine Kraftmaschine und/oder ein Getriebe werden auf der Basis der eingestellten Kraftmaschinendrehzahlen gesteuert.
In 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Antriebsstrangsystems 100 dargestellt. Das Antriebsstrangsystem 100 umfasst eine Kraftmaschine 102, ein Getriebe 104, ein Differential 106, Antriebswellen 108 und Antriebsräder 110. Die Kraftmaschine 102 erzeugt ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug. Obwohl die Kraftmaschine 102 als Brennkraftmaschine (ICE) mit Funkenzündung gezeigt ist und erörtert wird, kann die Kraftmaschine 102 einen anderen geeigneten Typ von Kraftmaschine umfassen, wie z. B. eine ICE mit Kompressionszündung. Ein oder mehrere Elektromotoren (oder Motor-Generatoren) können auch ein Antriebsdrehmoment erzeugen, wie nachstehend genauer erörtert.
Luft wird durch einen Einlasskrümmer 114 in die Kraftmaschine 102 gesaugt. Die Luftströmung in die Kraftmaschine 102 kann unter Verwendung eines Drosselventils 116 verändert werden. Eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzdüsen wie z. B. eine Kraftstoffeinspritzdüse 118 vermischen den Kraftstoff mit der Luft, um ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zu bilden. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird in Zylindern der Kraftmaschine 102 wie z. B. einem Zylinder 120 verbrannt. Obwohl die Kraftmaschine 102 als einen Zylinder umfassend dargestellt ist, kann die Kraftmaschine 102 mehr als einen Zylinder umfassen.
Der Zylinder 120 umfasst einen Kolben (nicht dargestellt), der mit einer Kurbelwelle 122 mechanisch verbunden ist. Ein Verbrennungszyklus innerhalb des Zylinders 120 kann vier Phasen umfassen: eine Einlassphase, eine Kompressionsphase, eine Verbrennungsphase (oder Expansionsphase) und eine Auslassphase. Während der Einlassphase bewegt sich der Kolben in Richtung einer untersten Position und saugt Luft in den Zylinder 120. Während der Kompressionsphase bewegt sich der Kolben in Richtung einer obersten Position und komprimiert die Luft oder das Luft/Kraftstoff-Gemisch innerhalb des Zylinders 120.
Während der Verbrennungsphase zündet ein Zündfunke von einer Zündkerze 124 das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches treibt den Kolben wieder in Richtung der untersten Position und der Kolben treibt die Drehung der Kurbelwelle 122 an. Resultierendes Abgas wird aus dem Zylinder 120 durch einen Auslasskrümmer 126 ausgestoßen, um die Auslassphase und das Verbrennungsereignis zu vollenden. Ein Schwungrad 128 ist an der Kurbelwelle 122 befestigt und dreht sich mit dieser. Die Kraftmaschine 102 gibt ein Drehmoment an das Getriebe 104 über die Kurbelwelle 122 aus.
Ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM) 130 steuert das Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine 102 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung. Ein Kurbelwellenpositionssensor 132 überwacht die Drehung der Kurbelwelle 122 und gibt ein Kurbelwellenpositionssignal auf der Basis der Drehung der Kurbelwelle 122 aus. Das ECM 130 verwendet das Kurbelwellenpositionssignal, um die Drehzahl der Kurbelwelle 122 zu bestimmen (z. B. in Umdrehungen pro Minute oder min^–1), die als Kraftmaschinendrehzahl bezeichnet werden kann. Das ECM 130 schätzt ein Zahnprofil des Kurbelwellenpositionssensors 132 durch Durchführen einer Datenanpassung unter Verwendung der Kraftmaschinendrehzahl ab und stellt die Kraftmaschinendrehzahl auf der Basis des abgeschätzten Profils ein. Das ECM 130 kann das Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine 102 auf der Basis der eingestellten Kraftmaschinendrehzahl steuern.
Das ECM 130 kann das Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine 102 auf der Basis von einer oder mehreren Fahrereingaben wie z. B. einer Fahrpedalposition (APP), einer Bremspedalposition (BPP) und/oder anderer geeigneter Fahrereingaben steuern. Ein APP-Sensor 134 misst die Position eines Fahrpedals (nicht dargestellt) und erzeugt ein APP-Signal auf der Basis der Position des Fahrpedals. Ein BPP-Sensor 136 misst die Position eines Bremspedals (nicht dargestellt) und erzeugt ein BPP-Signal auf der Basis der Position des Bremspedals.
Ein Benutzer kann Fahrzeugstart- und Fahrzeugabschaltbefehle über einen Zündschalter 138 eingeben. Der Zündschalter 138 empfängt die Eingabe vom Benutzer und erzeugt ein Zündsignal auf der Basis der Eingabe vom Benutzer. Nur als Beispiel kann der Benutzer Fahrzeugstart- und Fahrzeugabschaltbefehle durch Drehen eines Schlüssels, Drücken einer Taste oder in einer anderen geeigneten Weise eingeben. Wenn ein Fahrzeugstartbefehl empfangen wird, kann das ECM 130 die Kraftmaschine 102 starten.
Das Antriebsstrangsystem 100 kann einen oder mehrere andere Kraftmaschinensensoren 140 wie z. B. einen Krümmerabsolutdrucksensor (MAP-Sensor), einen Luftmassenstromsensor (MAF-Sensor), einen Einlasslufttemperatursensor (IAT-Sensor), einen Kraftmaschinenkühlmitteltemperatursensor, einen Kraftmaschinenöltemperatursensor und/oder andere geeignete Sensoren umfassen. Das ECM 130 kann das Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine 102 auf der Basis von durch die Kraftmaschinensensoren 140 gemessenen Parameter steuern. Das ECM 130 kann mit einem oder mehreren anderen Modulen wie z. B. einem Getriebesteuermodul (TCM) 142 kommunizieren.
Das Getriebe 104 ist mit der Kraftmaschine 102 über einen DrehmomentWandler 144 fluidtechnisch gekoppelt. Der Drehmomentwandler 144 umfasst eine Pumpe 146, ein Turbinenrad 148 und einen Stator (nicht dargestellt). Ein Gehäuse des Drehmomentwandlers 144 ist am Schwungrad 128 befestigt und dreht sich mit diesem. Die Pumpe 146 ist am Gehäuse des Drehmomentwandlers 144 befestigt und dreht sich mit diesem. Das Turbinenrad 148 ist mit der Pumpe 146 fluidtechnisch gekoppelt und treibt die Drehung des Getriebes 104 an. Der Stator ist zwischen der Pumpe 146 und dem Turbinenrad 148 angeordnet und kann verwendet werden, um das über den Drehmomentwandler 144 übertragene Drehmoment zu verändern.
Das Getriebe 104 überträgt ein Antriebsdrehmoment vom Drehmomentwandler 144 zum Differential 106 mit einem gewünschten Übersetzungsverhältnis. Das Getriebe 104 umfasst eine Eingangswelle 150, eine Ausgangswelle 152, einen Rädersatz 154, Reibungselemente 156 und einen oder mehrere Elektromotoren 158. Die Eingangswelle 150 koppelt das Turbinenrad 148 und den Rädersatz 154 antreibend. Die Ausgangswelle koppelt den Rädersatz 154 und das Differential 106 antreibend. Der Rädersatz 154 überträgt das Drehmoment von der Eingangswelle 150 zur Ausgangswelle 152 mit einem oder mehreren Übersetzungsverhältnissen.
Der Rädersatz 154 überträgt auch ein Drehmoment von den Elektromotoren 158 zur Ausgangswelle 152. Die Elektromotoren 158 können ein positives Drehmoment erzeugen, um das Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine 102 zu ersetzen oder zu ergänzen. Die Elektromotoren 158 können ein negatives Drehmoment erzeugen, um die Batterien (nicht dargestellt) aufzuladen, die Leistung zu den Elektromotoren 158 liefern. Die Elektromotoren 158 können auch ein negatives Drehmoment erzeugen, um Drehmomentimpulsen der Kraftmaschine 102 während des Starts entgegenzuwirken.
Das Differential 106 überträgt ein Antriebsdrehmoment von der Ausgangswelle 152 des Getriebes 104 zu den Antriebswellen 108. Die Antriebswellen 108 können als Halbwellen bezeichnet werden. Die Antriebswellen 108 koppeln das Differential 106 antreibend mit den angetriebenen Rädern 110.
Das TCM 142 empfängt Eingaben von verschiedenen Quellen und steuert das Übersetzungsverhältnis, mit dem das Getriebe 104 das Antriebsdrehmoment überträgt, auf der Basis der empfangenen Eingaben. Das TCM 142 kann Eingaben von Sensoren wie z. B. einem Eingangswellendrehzahlsensor 160 und einem Ausgangswellendrehzahlsensor 162 empfangen. Der Eingangsdrehzahlsensor 160 überwacht die Drehung der Eingangswelle 150 und erzeugt ein Eingangswellendrehzahlsignal auf der Basis dessen. Der Ausgangsdrehzahlsensor 162 überwacht die Drehung der Ausgangswelle 152 und erzeugt ein Ausgangswellendrehzahlsignal auf der Basis dessen.
Das TCM 142 kann auch Eingaben vom ECM 130 wie z. B. die Kraftmaschinendrehzahl empfangen. Das TCM 142 kann die Elektromotoren 158 steuern, um Vibrationen zu minimieren, die durch Drehmomentimpulse der Kraftmaschine 102 während des Ankurbelns verursacht werden. Das TCM 142 kann dies durch Steuern der Elektromotoren 158, um Drehmomentimpulse in der entgegengesetzten Richtung relativ zu den Kraftmaschinendrehmomentimpulsen zu erzeugen, bewerkstelligen. Die entgegengesetzten Drehmomentimpulse werden auf der Basis der Kraftmaschinendrehzahl angewendet. Folglich hängt die Wirksamkeit dieser Drehmomentimpulsaufhebung von der Genauigkeit der Kraftmaschinendrehzahl ab.
In 2 ist ein Rad des Kurbelwellenpositionssensors 132 gezeigt. Das Rad weist Zähne und Lücken zwischen den Zähnen auf. Das Rad kann 58 Zähne aufweisen und jeder Zahn kann sich über etwa 3 Grad um den Umfang des Rades erstrecken. Die Lücken zwischen den meisten der Zähne können sich über ungefähr 3 Grad um den Umfang des Rades erstrecken, während die Lücke zwischen dem ersten Zahn und dem letzten Zahn sich über ungefähr 15 Grad erstrecken kann.
Ein beispielhafter Zahn 200 umfasst eine Vorderflanke und eine Hinterflanke. Die Vorderflanke am Zahn 200 ist von der Vorderflanke am vorangehenden Zahn um eine Bogenlänge 202 getrennt, die auf der Basis eines vorbestimmten Winkels zwischen den Vorderflanken und eines Radius 204 des Rades bestimmt werden kann. Der Zahn 200 bewegt sich mit einer Geschwindigkeit 206, die auf der Basis der Bogenlänge 202 und der Zeitpunkte, zu denen die Vorderflanken detektiert werden, bestimmt werden kann.
In 3 ist ein beispielhaftes Kraftmaschinendrehzahlsignal 300 dargestellt. Die x-Achse stellt die Zeit in Millisekunden dar und die y-Achse stellt die Kraftmaschinendrehzahl in min^–1 dar. Das Kraftmaschinendrehzahlsignal wird auf der Basis der Detektion der Zähne an einem Rad eines Kurbelwellenpositionssensors erzeugt. Für Erläuterungszwecke zeigt 3 die Zeitpunkte, zu denen zwei Zähne, ein erster Zahn und ein m-ter Zahn, während zwei Kraftmaschinenumdrehungen detektiert werden. Der erste Zahn und der m-te Zahn werden zu den Zeitpunkten 302 bzw. 304 während einer n-ten Kraftmaschinendrehung detektiert. Die Zähne zwischen dem ersten Zahn und dem m-ten Zahn werden zu Zeitpunkten zwischen den Zeitpunkten 302 und 304 während der n-ten Kraftmaschinendrehung detektiert. Der erste Zahn und der m-te Zahn werden zu den Zeitpunkten 306 bzw. 308 während einer n + 1-ten Kraftmaschinendrehung detektiert. Die Zähne zwischen dem ersten Zahn und dem m-ten Zahn werden zu Zeitpunkten zwischen den Zeitpunkten 306 und 308 während der n + 1-ten Kraftmaschinendrehung detektiert.
In 4 ist ein Diagramm des Rädersatzes 154 und der Reibungselemente 156 gezeigt. Der Rädersatz 154 umfasst Zahnräder 400, 402 und die Reibungselemente 156 umfassen Kupplungen 404, 406, 408 und 410. Die Kupplung 410 wird angewendet, um die Eingangswelle 150 des Getriebes 104 und das Zahnrad 402 in Eingriff zu bringen. Die Kupplung 408 wird angewendet, um einen der Elektromotoren 158 und das Zahnrad 402 in Eingriff zu bringen.
Wenn die Kupplung 408 angewendet wird, wird die Kupplung 406 angewendet, um das Zahnrad 402 und das Zahnrad 400 in Eingriff zu bringen. Da das Zahnrad 400 mit der Ausgangswelle 152 des Getriebes 104 gekoppelt ist, bringt die Anwendung der Kupplungen 406, 408 das Zahnrad 402 und die Ausgangswelle 152 in Eingriff. Die Kupplung 404 wird angewendet, um einen zweiten der Elektromotoren 158 mit den Zahnrädern 400, 402 in Eingriff zu bringen. Wenn die Kupplung 410 angewendet wird, bringt das Anwenden der Kupplung 404 auch den zweiten der Elektromotoren 158 und die Eingangswelle 150 des Getriebes 104 in Eingriff.
In 5 umfasst das ECM 130 ein Kurbelwellenpositionsfiltermodul 500, ein Kraftmaschinendrehzahlbestimmungsmodul 502, ein Sensorprofilabschätzmodul 504 und ein Kraftmaschinendrehzahlkorrekturmodul 506. Das Kurbelwellenpositionsfiltermodul 500 empfängt das Kurbelwellenpositionssignal vom Kurbelwellenpositionssensor 132 und bestimmt Impulszeitpunkte auf der Basis dessen. Die Impulszeitpunkte können Startzeitpunkte und/oder Endzeitpunkte von Impulsen im Kurbelwellenpositionssignal sein, die die Detektion von Zähnen am Kurbelwellenpositionssensor 132 angeben. Die Impulszeitpunkte können der Detektion von Vorderflanken und/oder Hinterflankender Zähne am Kurbelwellenpositionssensor 132 entsprechen.
Das Kurbelwellenpositionsfiltermodul 500 kann das Kurbelwellenpositionssignal vor dem Bestimmen von Impulszeitpunkten auf der Basis dessen filtern. Das Kurbelwellenpositionsfiltermodul 500 kann das Kurbelwellenpositionssignal unter Verwendung eines Tiefpassfilters oder eines Bandpassfilters filtern. Außerdem kann das Kurbelwellenpositionsfiltermodul 500 das Kurbelwellenpositionssignal unter Verwendung eines Frequenzfilters oder eines Ordnungsfilters filtern. Das Frequenzfilter kann in Hertz oder Oszillationen pro Sekunde spezifiziert sein. Das Ordnungsfilter kann in Oszillationen pro Umdrehungen spezifiziert sein. Das Kurbelwellenpositionsfiltermodul 500 kann Impulszeitpunkte für mindestens zwei vollständige Drehungen eines Rades im Kurbelwellenpositionssensor 132 ausgeben.
Das Kraftmaschinendrehzahlbestimmungsmodul 502 bestimmt Kraftmaschinendrehzahlen auf der Basis der Impulszeitpunkte und eines vorbestimmten Profils des Kurbelwellenpositionssensors 132. Das vorbestimmte Profil umfasst vorbestimmte Spannen in Winkeln, Umdrehungen oder Längen zwischen den Flanken der Zähne, die die Impulszeitpunkte ergeben. Das Kraftmaschinendrehzahlbestimmungsmodul 502 kann die Kraftmaschinendrehzahlen durch Dividieren von vorbestimmten Spannen durch die Perioden zwischen den Impulszeitpunkten bestimmen.
Das Sensorprofilabschätzmodul 504 führt eine Datenanpassung unter Verwendung der Kraftmaschinendrehzahlen und der Impulszeitpunkte zum Erhalten eines abgeschätzten Profils des Kurbelwellenpositionssensors 132 durch. Das Sensorprofilabschätzmodul 504 kann Beispielsweise Vektoren bilden, die die Impulszeitpunkte und die Kraftmaschinendrehzahlen darstellen, und dann das Verfahren der linearen kleinsten Quadrate durchführen, um das abgeschätzte Profil zu erhalten. Das abgeschätzte Profil umfasst abgeschätzte Spannen in Winkeln, Umdrehungen oder Längen zwischen den Flanken der Zähne, die die Impulszeitpunkte ergeben. Die abgeschätzten und vorbestimmten Profile können aufgrund einer Herstellungsvariation verschieden sein.
Das Kraftmaschinendrehzahlkorrekturmodul 506 stellt die Kraftmaschinendrehzahlen, die durch das Kraftmaschinendrehzahlbestimmungsmodul 502 bestimmt werden, auf der Basis der Impulszeitpunkte und des abgeschätzten Profils ein. Das Kraftmaschinendrehzahlkorrekturmodul 506 kann die eingestellten Kraftmaschinendrehzahlen durch Dividieren der Impulszeitpunkte durch die abgeschätzte Spanne zwischen den Flanken der Zähne, die den Impulszeitpunkten entsprechen, bestimmen.
Wenn zusätzliche Impulszeitpunkte beobachtet werden, kann das Kraftmaschinendrehzahlbestimmungsmodul 502 zusätzliche Kraftmaschinendrehzahlen vielmehr auf der Basis des abgeschätzten Profils als des vorbestimmten Profils bestimmen. Das Sensorprofilabschätzmodul 504 kann. das abgeschätzte Profil auf der Basis der zusätzlichen Kraftmaschinendrehzahlen einstellen. Das Kraftmaschinendrehzahlkorrekturmodul 506 kann die zusätzlichen Kraftmaschinendrehzahlen auf der Basis des eingestellten abgeschätzten Profils einstellen. Das Kraftmaschinendrehzahlbestimmungsmodul 502 und das Kraftmaschinendrehzahlkorrekturmodul 506 können die Kraftmaschinendrehzahlen an verschiedene Steuermodule ausgeben, wie nachstehend erörtert.
Das ECM 130 steuert das Drosselventil 116, die Kraftstoffeinspritzdüse 118 und die Zündkerze 124 über ein Luftsteuermodul 508, ein Kraftstoffsteuermodul 510 bzw. ein Zündfunkensteuermodul 512. Insbesondere steuert das ECM 130 das Öffnen des Drosselventils 116, die Kraftstoffeinspritzmenge und den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und den Zündfunkenzeitpunkt. Obwohl nicht gezeigt, kann das ECM 130 auch andere Kraftmaschinenaktuatoren wie z. B. einen oder mehrere Nockenwellenphasensteller, ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil), eine Aufladungsvorrichtung (z. B. einen Turbolader oder einen Lader) und/oder andere geeignete Kraftmaschinenaktuatoren steuern.
Das Kraftmaschinendrehzahlbestimmungsmodul 502 und das Kraftmaschinendrehzahlkorrekturmodul 506 können Kraftmaschinendrehzahlen an das Luftsteuermodul 508, das Kraftstoffsteuermodul 510 und das Zündfunkensteuermodul 512 ausgeben. Das Luftsteuermodul 508, das Kraftstoffsteuermodul 510 und das Zündfunkensteuermodul 512 können das Öffnen des Drosselventils 116 von 1, die Kraftstoffeinspritzmenge und den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und den Zündfunkenzeitpunkt auf der Basis der empfangenen Kraftmaschinendrehzahlen steuern.
Das Kraftmaschinendrehzahlbestimmungsmodul 502 und das Kraftmaschinendrehzahlkorrekturmodul 506 können auch Kraftmaschinendrehzahlen an ein Kraftmaschinenfehlzündungsdetektionsmodul 514, ein Kraftmaschinendrehmomentabschätzmodul 516 und ein Elektromotorsteuermodul 518 ausgeben. Das Kraftmaschinenfehlzündungsdetektionsmodul 514 detektiert eine Kraftmaschinenfehlzündung auf der Basis der Kraftmaschinendrehzahlen. Das Kraftmaschinendrehmomentabschätzmodul 516 schätzt das Kraftmaschinendrehmoment auf der Basis der Kraftmaschinendrehzahlen ab. Das Elektromotorsteuermodul 518 steuert die Elektromotoren 158 auf der Basis der Kraftmaschinendrehzahlen, um Kraftmaschinenkurbeldrehmomentimpulsen entgegenzuwirken.
In 6 ist ein Verfahren zum Abschätzen der Steuerung eines Antriebsstrangsystems auf der Basis einer abgeschätzten Kraftmaschinendrehzahl dargestellt. Bei 600 beginnt das Verfahren. Bei 602 überwacht das Verfahren ein Kurbelwellenpositionssignal. Das Kurbelwellenpositionssignal kann Impulse umfassen, die den Zähnen an einem Kurbelwellenpositionssensor entsprechen.
Bei 604 bestimmt das Verfahren, ob mindestens zwei Kraftmaschinendrehungen vollendet wurden. Wenn 604 falsch ist, dann kehrt das Verfahren zu 602 zurück. Wenn 604 wahr ist, dann filtert das Verfahren das Kurbelwellenpositionssignal bei 606. Das Verfahren kann das Kurbelwellenpositionssignal unter Verwendung eines Tiefpassfilters, eines Bandpassfilters, eines Zeitbasisfilters und/oder eines Frequenzbasisfilters filtern.
Bei 608 bestimmt das Verfahren Impulszeitpunkte auf der Basis des Kurbelwellenpositionssignals. Die Impulszeitpunkte können Startzeitpunkte und/oder Endzeitpunkte der Impulse im Kurbelwellenpositionssignal sein. Die Impulszeitpunkte können Vorderflanken und/oder Hinterflanken der Zähne am Kurbelwellenpositionssensor entsprechen.
Bei 610 bestimmt das Verfahren Kraftmaschinendrehzahlen auf der Basis der Impulszeitpunkte und Spannen zwischen den Flanken an den Zähnen des Kurbelwellenpositionssensors, die den Impulszeitpunkten entsprechen. Die Spannen können auf der Basis eines vorbestimmten Profils eines Rades des Kurbelwellenpositionssensors vorbestimmt sein. Alternativ können die Spannen auf der Basis eines abgeschätzten Profils des Kurbelwellenpositionssensors abgeschätzt werden. Das abgeschätzte Profil kann auf vorherigen Kraftmaschinendrehzahlbestimmungen basieren.
Das Verfahren kann die nachstehend aufgelistete Gleichung 1 verwenden, um Vektoren zu bilden, die die Kraftmaschinendrehzahlen darstellen. Der Vektor links kann dem ersten Zahn von 3 während n Drehungen (v₁₁ bis v_1n) entsprechen und der Vektor rechts kann dem m-ten Zahn von 3 während der n Drehungen (v_m1 bis v_mn) entsprechen.
Der Zahn 200 von 2 kann den m-ten Zahn darstellen. Die Bogenlänge 202 von 2 kann Spannen zwischen Vorderflanken des m-ten Zahns und des vorangehenden Zahns während der n Drehungen darstellen (Δx_m1 bis Δx_mn). Die Zeitpunkte 302, 306 von 3 können Startzeitpunkte oder Endzeitpunkte von Impulsperioden entsprechend der Detektion des ersten Zahns während der n Drehungen darstellen (Δt₁₁ bis Δt_1n). Die Zeitpunkte 304, 308 von 3 können Startzeitpunkte oder Endzeitpunkte von Impulsperioden entsprechend der Detektion des m-ten Zahns während der n Drehungen darstellen (Δt_m1 bis Δt_mn).
Bei 612 führt das Verfahren eine Datenanpassung durch, um die Spannen zwischen den Flanken der Zähne, die den Impulszeitpunktpunkten entsprechen, abzuschätzen. Das Verfahren kann die nachstehend aufgelistete Gleichung 2 verwenden, um die abgeschätzten Spannen zu erhalten. x = (A^TA)^–1A^Ty Gleichung 2
Gleichung 2 verwendet lineare kleinste Quadrate, um die abgeschätzten Spannen zwischen den Zahnflanken, die die Impulse ergeben, zu erhalten.
Der Vektor y stellt die Perioden zwischen der Detektion der Zahnflanken dar. Der Vektor A stellt Inverse der Kraftmaschinendrehzahln dar, die auf der Basis der Perioden zwischen der Detektion der Zahnflanken und entweder vorbestimmten Spannen oder vorher abgeschätzten Spannen bestimmt werden. Der Vektor x stellt gegenwärtig abgeschätzte Spannen zwischen den Zahnflanken dar.
Bei 614 stellt das Verfahren die Kraftmaschinendrehzahlen auf der Basis der gegenwärtig abgeschätzten Spannen und der Perioden zwischen der Detektion der Zahnflanken ein. Das Verfahren kann weiterhin Kraftmaschinendrehzahlen auf der Basis von vorher abgeschätzten Spannen bestimmen, gegenwärtig abgeschätzte Spannen erhalten und die Kraftmaschinendrehzahlen auf der Basis der gegenwärtig abgeschätzten Spannen einstellen. Bei 616 steuert das Verfahren einen Antriebsstrang, der eine Kraftmaschine und/oder einen oder mehrere Elektromotoren umfassen kann, auf der Basis der eingestellten Kraftmaschinendrehzahlen. Bei 618 kann das Verfahren enden.
Die breiten Lehren der Offenbarung können in einer Vielfalt von Formen implementiert werden. Obwohl diese Offenbarung spezielle Beispiele umfasst, sollte daher der wahre Schutzbereich der Offenbarung nicht so begrenzt werden, da für den Fachmann bei einer Studie der Zeichnungen, der Patentbeschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen ersichtlich werden.

Claims

Verfahren, das umfasst: Bestimmen von vorherigen Kraftmaschinendrehzahlen auf der Basis eines vorbestimmten Profils eines Kurbelwellenpositionssensors und vorheriger Impulszeitpunkte, die den Zähnen am Kurbelwellenpositionssensor entsprechen; Durchführen einer Datenanpassung, um ein abgeschätztes Profil des Kurbelwellenpositionssensors zu bestimmen, auf der Basis der vorherigen Impulszeitpunkte und der vorherigen Kraftmaschinendrehzahlen; Bestimmen von gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahlen auf der Basis des abgeschätzten Profils und der gegenwärtigen Impulszeitpunkte, die den Zähnen am Kurbelwellenpositionssensor entsprechen; und Steuern entweder einer Kraftmaschine oder eines Getriebes auf der Basis der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahlen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Bestimmen von eingestellten Kraftmaschinendrehzahlen auf der Basis der vorherigen Impulszeitpunkte und des abgeschätzten Profils umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Bilden von Vektoren, die die vorherigen Impulszeitpunkte und die vorherigen Kraftmaschinendrehzahlen darstellen; und Durchführen eines Verfahrens der linearen kleinsten Quadrate, um das abgeschätzte Profil zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Filtern eines Kurbelwellenpositionssignals umfasst, das durch den Kurbelwellenpositionssensor erzeugt wird, um die vorherigen Impulszeitpunkte zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner das Anwenden entweder eines Tiefpassfilters oder eines Bandpassfilters umfasst, um die vorherigen Impulszeitpunkte zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner das Anwenden entweder eines Zeitbasisfilters oder eines Rotationsbasisfilters umfasst, um die vorherigen Impulszeitpunkte zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorherigen Impulszeitpunkte Vorderflanken und/oder Hinterflanken der Zähne entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner das Steuern entweder einer Kraftmaschine oder eines Getriebes auf der Basis der eingestellten Kraftmaschinendrehzahlen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Detektieren einer Kraftmaschinenfehlzündung und/oder das Abschätzen eines Kraftmaschinendrehmoments auf der Basis der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahlen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Durchführen einer Datenanpassung zum Bestimmen des abgeschätzten Profils alle N Kraftmaschinendrehungen umfasst, wobei N eine ganze Zahl ist, die größer ist als 1.