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Diese Offenbarung betrifft Verfahren zum Schätzen und Steuern eines Drehmoments in Brennkraftmaschinen von Hybridfahrzeugen.
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Kraftfahrzeuge weisen einen Antriebsstrang auf, der betreibbar ist, um das Fahrzeug anzutreiben und um die fahrzeugeigene Elektronik mit Leistung zu versorgen. Der Antriebsstrang oder das Antriebsaggregat umfasst im Allgemeinen eine Brennkraftmaschine, die das Endantriebssystem durch ein Mehrgang-Leistungsgetriebe antreibt. Viele Fahrzeuge werden durch eine Brennkraftmaschine (ICE) vom Hubkolbentyp angetrieben. Die Brennkraftmaschine wandelt chemische Energie, die in dem Kraftstoff (Benzin, Diesel, Biokraftstoffen, Erdgas oder anderen Kraftstoffen) gespeichert ist, durch die Verbrennung des Kraftstoffs, der mit Luft gemischt wird, in kinetische Energie um.
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Hybridfahrzeuge verwenden mehrere alternative Leistungsquellen, um das Fahrzeug anzutreiben, und minimieren die Abhängigkeit von der Brennkraftmaschine für den Antrieb. Ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) beinhaltet beispielsweise sowohl elektrische Energie als auch chemische Energie und wandelt selbige in mechanische Leistung um, um das Fahrzeug anzutreiben und die Fahrzeugsysteme mit Leistung zu versorgen. Das HEV verwendet im Allgemeinen eine oder mehrere Elektromaschinen (Motoren/Generatoren), die einzeln oder zusammen mit der Brennkraftmaschine arbeiten, um das Fahrzeug anzutreiben. Die Elektromaschinen wandeln kinetische Energie in elektrische Energie um, die in einer Energiespeichereinrichtung gespeichert werden kann. Die elektrische Energie von der Energiespeichereinrichtung kann für den Antrieb des Fahrzeugs auch zurück in kinetische Energie umgewandelt werden.
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In der
DE 102 06 155 A1 ist ein Verfahren zur Anpassung einer Drehmomentanforderung eines Fahrers in einer Brennkraftmaschine an atmosphärische Bedingungen beschrieben. Die Drehmomentanforderung des Fahrers, die von der Fahrpedalstellung abgeleitet wird, wird an ein maximal verfügbares Drehmoment angepasst, das vom Umgebungsluftdruck bzw. Drosseleinlassdruck abhängt. Dabei wird der Umgebungsluftdruck gemessen, und eine Drossel wird in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung und dem Umgebungsluftdruck gesteuert.
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Die
DE 10 2005 008 347 A1 beschreibt ein Verfahren zum Interpretieren eines von einem Fahrer angeforderten Achsendrehmoments in einem Hybridantriebsstrang. Das Ansprechen einer Drossel wird an eine Fahrpedalstellung und an das momentan im Hybridantriebsstrang verfügbare Drehmoment angepasst, wobei Sensordaten für Luftdruck und Lufttemperatur verwendet werden. Dadurch wird der Weg des Fahrpedals mit dem maximal verfügbaren Drehmoment synchronisiert.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine in einem Hybridantriebsstrang anzugeben, mit welchem der Betrieb des Hybridantriebsstrangs anhand einer genauen Ermittlung der maximalen Drehmomentkapazität der Brennkraftmaschine optimiert wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 5.
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Es ist ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs vorgesehen, das durch einen Hybridsteuerprozessor gesteuert wird. Der Hybridantriebsstrang weist eine Brennkraftmaschine mit einer Drossel auf und wird durch ein Brennkraftmaschinen-Steuermodul gesteuert. Das Verfahren umfasst, dass ein Drosseleinlassdruck überwacht wird und dass eine erste Drehmomentkapazität anhand eines Druckmodells berechnet wird. Der überwachte Drosseleinlassdruck ist eine Eingabe für das Druckmodell. Das Verfahren umfasst auch, dass eine maximale erwartete Luftmasse anhand des überwachten Drosseleinlassdrucks ermittelt wird und dass eine zweite Drehmomentkapazität anhand eines Luftmassenmodells berechnet wird. Das Volumen der maximalen erwarteten Luftmasse ist eine Eingabe für das Luftmassenmodell. Das Verfahren umfasst ferner, dass eine endgültige Drehmomentkapazität als eine Funktion der ersten Drehmomentkapazität und der zweiten Drehmomentkapazität berechnet wird und dass die endgültige Drehmomentkapazität an den Hybridsteuerprozessor gesendet wird.
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Das Verfahren kann umfassen, dass eine Drehmomentanforderung – die als eine Funktion der endgültigen Drehmomentkapazität berechnet wird – von dem Hybridsteuerprozessor empfangen wird und dass eine Krümmerdruckanforderung mit dem Brennkraftmaschinen-Steuermodul als eine Funktion der Drehmomentanforderung von dem Hybridsteuerprozessor berechnet wird. Das Verfahren umfasst anschließend, dass die Drossel als eine Funktion der Krümmerdruckanforderung betätigt wird.
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Die vorstehenden Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung einiger der besten Weisen und anderer Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung leicht offensichtlich, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, wenn die Beschreibung mit den begleitenden Zeichnungen in Verbindung gebracht wird.
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1 ist ein schematisches Diagramm eines Hybridantriebsstrangs; und
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2 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Algorithmus oder Verfahrens zum Steuern einer Brennkraftmaschine eines Hybridantriebsstrangs, wie beispielsweise desjenigen, der in 1 gezeigt ist.
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Auf die Zeichnungen Bezug nehmend, in denen gleiche Bezugszeichen überall in den verschiedenen Zeichnungsfiguren gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, ist in 1 ein schematisches Diagramm eines Hybridantriebsstrangs 100 für ein Hybridfahrzeug gezeigt. Der Hybridantriebsstrang 100 umfasst eine Brennkraftmaschine 110, die durch ein Brennkraftmaschinen-Steuermodul 112 (oder ECM 112) gesteuert wird, und eine Elektromaschine 114, die durch einen Hybridsteuerprozessor 116 (oder HCP 116) gesteuert wird. Die Brennkraftmaschine 110 und die Elektromaschine 114 sind die Antriebsmaschinen für das Hybridfahrzeug, und sie stehen miteinander und mit einem Endantrieb (nicht gezeigt) des Hybridantriebsstrangs in einer Leistungsflussverbindung. Die Brennkraftmaschine 110 und die Elektromaschine 114 werden kombiniert, um das Fahrzeug zu beschleunigen und zu verlangsamen.
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Obgleich die vorliegende Erfindung bezogen auf Kraftfahrzeuganwendungen im Detail beschrieben ist, werden Fachleute die breitere Anwendbarkeit der Erfindung erkennen. Fachleute werden erkennen, dass Ausdrücke, wie beispielsweise ”oberhalb”, ”unterhalb”, ”aufwärts”, ”abwärts” usw., zur Beschreibung der Figuren verwendet werden und keine Einschränkungen für den Umfang der Erfindung darstellen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck Hybridfahrzeug allgemein auf ein beliebiges Fahrzeug, das mit mehreren Leistungsquellen ausgebildet ist (wie beispielsweise mit der Brennkraftmaschine 110 und der Elektromaschine 114), die Traktionseinrichtungen oder Antriebsmaschinen mit alternativer Energie umfassen können.
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Die Elektromaschine 114 ist ausgebildet, um kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, die in einer Energiespeichereinrichtung oder Batterie 118 gespeichert werden kann. Die elektrische Energie von der Batterie 118 kann anschließend für den Antrieb des Hybridfahrzeugs zurück in kinetische Energie umgewandelt werden. Die Elektromaschine 114 kann kinetische Energie von der Brennkraftmaschine 110 umwandeln, oder sie kann die Brennkraftmaschine 110 dabei unterstützen, den Antrieb für den Hybridantriebsstrang 100 zu liefern. Die Elektromaschine 114 kann ein Elektromotor, ein elektrischer Generator, ein Motor/Generator oder eine beliebige Kombination oder Vereinigung von diesen sein.
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Die Brennkraftmaschine 110 steht mit einem Lufteinlass 120 in Verbindung. Selektiven Luftmengen wird ermöglicht, über eine Drossel 122, die direkt oder indirekt durch das ECM 112 gesteuert wird, durch den Lufteinlass 120 zu strömen. Ein Krümmer 124 ist zwischen der Drossel 122 und der Brennkraftmaschine 110 angeordnet, und die Drossel 122 lässt Luft selektiv und variabel in den Krümmer 124 ein.
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Indem die Luftmenge variiert wird, die in die Brennkraftmaschine 110 eintritt, variiert die Drossel den Verbrennungsprozess sowie die Leistung und die Drehmomentabgabe der Brennkraftmaschine 110. Die Luft wird in der Brennkraftmaschine 110 mit Kraftstoff (Benzin, Diesel, Biodiesel, Erdgas usw.) kombiniert. Sehr allgemein ausgedrückt, und wenn viele andere Variablen fixiert oder ignoriert werden, ermöglicht mehr Luft, dass mehr Kraftstoff verbrannt wird und dass mehr Drehmoment durch die Brennkraftmaschine 110 erzeugt wird. Das Öffnen der Drossel bis zu ihrer weitesten und am wenigsten eingeschränkten Position ermöglicht der Brennkraftmaschine 110, bei ihrer höchsten Drehmomentabgabe, ihrer maximalen Kapazität, zu arbeiten.
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Ein Drosseleinlassdruck oder Drosseleinlassluftdruck (TIAP) an einem Einlasssensor 126 steht mit dem Lufteinlass 120 in Verbindung. Der Einlasssensor 126 misst im Allgemeinen den Druck der Umgebungsluft, die in den Lufteinlass 120 eintritt.
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Ein Luftmassensensor 128 misst das Luftströmungsvolumen, das durch den Lufteinlass 120 strömt. Der Luftmassensensor 128 ist derart gezeigt, dass er vor der Drossel 122 angeordnet ist, er kann jedoch an einer beliebigen Stelle entlang des Lufteinlasses 120 angeordnet sein.
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Ein Krümmerluftdrucksensor oder MAP-Sensor 130 misst den Druck in dem Krümmer 124. Die Drossel 122 variiert den Druck in dem Krümmer 124, indem die Luftströmung von dem Einlass in den Krümmer 124 selektiv beschränkt wird. Der Drosseleinlassluftdruck kann auch ein erlernter Wert sein, der unter Verwendung des MAP-Sensors 130 abgeleitet wird, wenn sich die Brennkraftmaschine nicht dreht und der Krümmer- und der Einlassdruck gleich sein können.
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Das ECM 112 verwendet Eingaben von einigen oder allen der Sensoren 126, 128 und 130, um die Drehmomentkapazität der Brennkraftmaschine 110 zu schätzen oder zu ermitteln. Das ECM 112 kann die ermittelte Drehmomentkapazität oder eine andere gemessene oder ermittelte Information an den HCP 116 senden. Anschließend ermittelt der HCP 116 den Drehmomentbetrag, den die Brennkraftmaschine 110 liefern sollte, um den Betrieb des Hybridantriebsstrangs 100 zu optimieren. Allgemein ermöglichen genauere Schätzungen der Drehmomentkapazität der Brennkraftmaschine 110 eine genauere Optimierung des Hybridantriebsstrangs 100 durch den HCP 116.
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Nun auf 2 Bezug nehmend und unter weiterer Bezugnahme auf 1, ist ein schematisches Flussdiagramm eines Algorithmus oder Verfahrens 200 zum Steuern der Brennkraftmaschine 110 gezeigt. Das Verfahren 200 kann verwendet werden, um die verfügbare maximale Drehmomentkapazität für die Brennkraftmaschine 110 zu ermitteln und auch um die Brennkraftmaschine 110 zu steuern, um dann, wenn dies erforderlich ist, die maximale Drehmomentkapazität zu erzeugen. Allgemein sind die Schritte, die unterhalb einer Linie 202 von 2 gezeigt sind, Teil der Betriebsweisen des ECM 112, und die Schritte, die oberhalb der Linie 202 von 2 gezeigt sind, sind Teil der Betriebsweisen des HCP 116. Die relative Anordnung der Schritte oberhalb oder unterhalb der Linie 202 ist jedoch nicht einschränkend. Darüber hinaus kann ein einzelner Controller einige oder alle der Funktionen des ECM 112, des HCP 116 oder von beiden ausführen.
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Schritt 210: Messung des TIAP.
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Das Verfahren 200 überwacht bei Schritt 210 den Drosseleinlassluftdruck (TIAP) mit dem Einlasssensor 126. Die TIAP-Messung repräsentiert die maximale verfügbare Luft bei dem Umgebungsdruck, die für die Verbrennung in den Krümmer 124 und die Brennkraftmaschine 110 eingelassen wird.
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Schritt 212: Ermittlung der maximalen Luftmasse.
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Das Verfahren 200 wandelt den TIAP-Druck, der durch den Einlasssensor 126 gemessen wird, in eine maximale erreichbare Luft pro Zylinder (APC) oder eine maximale erwartete Luftmasse um. Das Verfahren 200 kann die maximale erwartete Luftmasse unter Verwendung einer MAP-APC-Umwandlung ermitteln, die typischerweise mit Modellen der volumetrischen Effizienz ausgeführt wird.
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Schritt 214: MAP-Drehmomentmodell, Druckmodell.
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Das Verfahren 200 umfasst, dass eine erste Drehmomentkapazität anhand eines Druckmodells, des MAP-Drehmomentmodells, berechnet wird. Das Druckmodell ermittelt die Drehmomentkapazität der Brennkraftmaschine 110 als eine Funktion der für die Verbrennung verfügbaren Luft, und es ermittelt die verfügbare Luft anhand von Druckmesswerten.
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Das MAP-Drehmomentmodell wird basierend darauf abgeleitet, dass das verfügbare Drehmoment als eine Funktion des Krümmerdrucks bestimmt wird, wobei ein höherer Druck in dem Krümmer 124 im Allgemeinen bedeutet, dass mehr Luft für die Verbrennung verfügbar ist. Das Verfahren 200 verwendet jedoch den TIAP, wie er durch den Einlasssensor 126 gemessen wird, als eine Eingabe für die Funktion. Indem die erste Drehmomentkapazität basierend auf dem Druck gemessen wird, der auf der Gegenseite der Drossel 122 bezogen auf den Krümmer 124 verfügbar ist, berechnet das Verfahren 200 die Drehmomentkapazität basierend auf dem maximalen verfügbaren Luftdruck. Das Verfahren 200 berechnet die Drehmomentkapazität, während angenommen wird, dass die Drossel 122 vollständig geöffnet ist, sodass der Druck in dem Krümmer 124 gleich dem Druck an dem Einlasssensor 126 ist.
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Schritt 216: APC-Drehmomentmodell, Luftmassenmodell.
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Das Verfahren 200 umfasst auf ähnliche Weise, dass eine zweite Drehmomentkapazität anhand eines Luftmassenmodells, des APC-Drehmomentmodells, berechnet wird. Das APC-Drehmomentmodell verwendet die maximale erwartete Luftmasse, die bei Schritt 212 berechnet wird, als eine Eingabe für das Luftmassenmodell. Daher berechnen sowohl das MAP-Drehmomentmodell als auch das APC-Drehmomentmodell die erste bzw. die zweite Drehmomentkapazität anhand des TIAP, der an dem Einlasssensor 126 gemessen wird, als ob die Drossel 122 unbeschränkt wäre.
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Das MAP-Drehmomentmodell und das APC-Drehmomentmodell werden separat verwendet, um die Drehmomentkapazität zu berechnen. Das Ergebnis der MAP-Drehmomentfunktion und der APC-Drehmomentfunktion kann unterschiedlich sein, oder sie können dieselbe Drehmomentkapazität bestimmen. Das ECM 112 misst die Drehmomentabgabe oder Drehmomentkapazität der Brennkraftmaschine 110 nicht direkt, dies sind Schätzungen. Das Verfahren 200 schreitet anschließend voran, um zu ermitteln, welche der Schätzungen der Drehmomentkapazität verwendet werden sollte.
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Schritt 218: Arbitrierung zum Ermitteln der endgültigen Maximalkapazität.
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Das Verfahren 200 umfasst, dass eine endgültige Drehmomentkapazität als eine Funktion der ersten Drehmomentkapazität (von dem MAP-Drehmomentmodell) und der zweiten Drehmomentkapazität (von dem APC-Drehmomentmodell) berechnet wird. In Abhängigkeit von der Ausbildung des Hybridantriebsstrangs 100 und den Eigenschaften der Brennkraftmaschine 110 können zahlreiche Techniken verwendet werden, um die endgültige Drehmomentkapazität anhand der ersten und der zweiten Drehmomentkapazität und anderer Faktoren zu ermitteln.
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Beispielsweise und ohne Einschränkung kann das ECM 112 dann, wenn es das Ziel des Verfahrens 200 ist, die größte Schätzung der verfügbaren Drehmomentkapazität an den HCP 116 zu liefern, die größere der Kapazitätsschätzungen auswählen. Daher ist es wahrscheinlich, dass der HCP 116 entweder die tatsächliche maximale Drehmomentkapazität oder einen größeren Betrag anfordert. In jedem Fall verwendet der Hybridantriebsstrang 100 bei dieser Ausbildung das gesamte verfügbare Drehmoment von der Brennkraftmaschine 110. Alternativ kann das Verfahren 200 nicht einfach die größere der Schätzungen übernehmen, oder das Verfahren 200 kann die Ergebnisse eines Modells gegenüber dem anderen bevorzugen.
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Die endgültige Drehmomentkapazität kann alternativ als eine Funktion eines Beschränkungsfaktors berechnet werden, der entweder auf die erste Drehmomentkapazität oder auf die zweite Drehmomentkapazität angewendet wird. Der Beschränkungsfaktor kann ein fester Wert sein, der den Bereich der einen der Kapazitätsschätzungen gegenüber der anderen begrenzt. Darüber hinaus kann das Verfahren 200 die Kapazitätsschätzungen mitteln, kombinieren oder eine andere statistische Technik auf diese anwenden, um die endgültige Drehmomentkapazität zu ermitteln, die an den HCP 116 gesendet wird.
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Eine andere Technik zum Ermitteln der endgültigen Drehmomentkapazität bevorzugt das APC-Drehmomentmodell, das die zweite Drehmomentkapazität ermittelt. Bei einer solchen Ausbildung wird die endgültige Drehmomentkapazität ermittelt, indem das Maximum bestimmt wird: der zweiten Drehmomentkapazität; und des Minimums der ersten Drehmomentkapazität und der Summe der zweiten Drehmomentkapazität und des Beschränkungsfaktors. Diese Berechnung kann durch die Formel ausgedrückt werden: MAX [zweite Drehmomentkapazität, MIN (erste Drehmomentkapazität, zweite Drehmomentkapazität + Beschränkungsfaktor)].
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Daher wird die endgültige Drehmomentkapazität immer gleich der zweiten Drehmomentkapazität sein, wenn das APC-Drehmomentmodell (Luftmassenmodell) eine höhere Schätzung für die Drehmomentkapazität ergibt. Wenn jedoch das MAP-Drehmomentmodell (Druckmodell) eine höhere Schätzung für die Drehmomentkapazität ergibt, wird die endgültige Drehmomentkapazität auf die zweite Drehmomentkapazität plus den Wert des Beschränkungsfaktors begrenzt. Wenn das Verfahren 200 diese Technik verwendet, wird das APC-Drehmomentmodell bevorzugt, und das MAP-Drehmomentmodell kann die endgültige Drehmomentkapazität lediglich um einen berechneten Betrag erhöhen.
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Schritt 220: HCP ermittelt Übersetzungsverhältnis oder Modus; langfristige Optimierung.
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Sobald die endgültige Drehmomentkapazität durch das ECM 112 ermittelt wurde, sendet das Verfahren 200 die endgültige Drehmomentkapazität an den HCP 116 zur Optimierung des Hybridantriebsstrangs 100 unter Berücksichtigung der momentanen und erwarteten Betriebsbedingungen des Hybridfahrzeugs. Eine der Funktionen, die durch den HCP 116 ausgeführt werden, ist das Ermitteln des Übersetzungsverhältnisses oder des Getriebemodus. Dies wird als eine langfristige Optimierung bezeichnet, da der HCP 116 versucht, ein Übersetzungsverhältnis auszuwählen, das die Betriebsanforderungen des Fahrers für mehr als einen unmittelbaren Zeitrahmen erfüllt.
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Schritt 222: HCP ermittelt Brennkraftmaschinen-Drehmomentanforderung; kurzfristige Optimierung.
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Eine andere der Funktionen, die durch den HCP 116 ausgeführt wird, ist das Ermitteln einer Brennkraftmaschinen-Drehmomentanforderung für den Betrieb der Brennkraftmaschine 110, welche dem Hybridantriebsstrang 100 ermöglichen wird, die momentanen Betriebsbedingungen im Allgemeinen zu erfüllen, die durch die Fahrer angefordert werden. Dies wird als eine kurzzeitige Optimierung bezeichnet, da der HCP 116 und der Fahrer den Betrag des Drehmoments schnell verändern können, der von der Brennkraftmaschine 110 oder von dem Hybridantriebsstrang 100 insgesamt angefordert wird. Der HCP 116 berechnet die Brennkraftmaschinen-Drehmomentanforderung als eine Funktion der endgültigen Drehmomentkapazität, die durch das ECM 112 gesendet wird.
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Bei einem Vollhybrid, wie beispielsweise einem Multimodus-EVT-Hybridfahrzeug, werden die Pedalanweisungen des Fahrers in eine Achsendrehmomentanforderung umgewandelt, und der HCP 116 ermittelt das kombinierte Drehmoment von der Brennkraftmaschine 110 und der Elektromaschine 114, das die Fahreranforderungen und andere Anforderungen für den Hybridantriebsstrang 100 am wahrscheinlichsten erfüllen wird. Auf ähnliche Weise ermittelt der HCP 116 in einem Mildhybrid, wie beispielsweise einem Fahrzeug mit riemengetriebenem Lichtmaschinen-Starter, eine Kurbelwellen-Drehmomentanforderung, und er ermittelt anschließend das kombinierte Drehmoment von der Brennkraftmaschine 110 und der Elektromaschine 114, das die Kurbelwellen-Drehmomentanforderung am wahrscheinlichsten erfüllt.
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Die Drehmomentanforderung kann insgesamt oder teilweise von anderen Quellen als dem Fahrer stammen. Beispielsweise und ohne Einschränkung können Tempomat- oder Kollisionsvermeidungssysteme die Drehmomentanforderung liefern oder das Drehmoment verändern, das durch den Fahrer angefordert wird. Nach der kurzfristigen Optimierung wird die Brennkraftmaschinen-Drehmomentanforderung an das ECM 112 zurückgesendet, um die Brennkraftmaschine 110 zu dem gewünschten Betrag des Drehmoments zu steuern.
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In Abhängigkeit von der Ausbildung des Hybridantriebsstrangs 100 und den relativen Fähigkeiten der Antriebsmaschinen (der Brennkraftmaschine 110 und der Elektromaschinen 114) kann der Hybridantriebsstrang 100 derart ausgebildet sein, dass die Brennkraftmaschine 110 normalerweise bei ihrer maximalen Drehmomentkapazität läuft. Bei einigen Brennkraftmaschinen ist die maximale Kapazität bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoffgemisch der Betriebspunkt für die optimale Kraftstoffwirtschaftlichkeit, da die Brennkraftmaschine ungedrosselt ist. Wenn die Brennkraftmaschine 110 läuft, wird der Hybridantriebsstrang 100 daher einen großen Prozentanteil der Zeit damit verbringen, dass die Brennkraftmaschine 110 bei der maximalen Drehmomentkapazität läuft, was einen ungedrosselten Betrieb erfordert.
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Schritt 224: Inverses MAP-Drehmomentmodell.
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Um zu ermitteln, wie die Drossel 122 betrieben werden soll, um dem Drehmoment zu entsprechen, das von der Brennkraftmaschine 110 durch den HCP 116 angefordert wird, wandelt das Verfahren 200 die Brennkraftmaschinen-Drehmomentanforderung zurück in einen Druckwert für den Krümmer 124 um. Das Verfahren 200 berechnet eine Krümmerdruckanforderung als eine Funktion der Brennkraftmaschinen-Drehmomentanforderung von dem HCP 116. Die Krümmerdruckanforderung wird anschließend verwendet, um die Drossel 122 und andere Aktuatoren zu steuern.
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Das Berechnen der Krümmerdruckanforderung kann ein inverses Druckmodell oder inverses MAP-Drehmomentmodell umfassen, das auch als ein Drehmoment-MAP-Modell bezeichnet werden kann. Das inverse Druckmodell ist die Umkehrfunktion oder inverse Funktion des MAP-Drehmoment-Druckmodells, das zum Berechnen der ersten Drehmomentkapazität verwendet wird. Wenn daher ein Wert von MAP_1 in das MAP-Drehmomentmodell eingegeben wird, führt dies zu einer Ausgabe von Drehmoment_1; wenn das inverse MAP-Drehmomentmodell Drehmoment_1 als die Eingabe verwendet, wird die Ausgabe MAP_1 sein. Da Schritt 214 den TIAP verwendet hat, der durch den Einlasssensor 126 zum Ermitteln der ersten Drehmomentkapazität gemessen wird, wird das inverse MAP-Drehmomentmodell dann, wenn die Brennkraftmaschinen-Drehmomentanforderung von dem HCP 116 gleich der ersten Drehmomentkapazität ist, auf ähnliche Weise bei Schritt 224 die Krümmerdruckanforderung derart berechnen, dass sie gleich dem TIAP ist. Mit einer inversen Funktion ergibt die Eingabe der MAP-Drehmomentfunktion eine Ausgabe, die dann, wenn sie in die inverse MAP-Drehmomentfunktion eingegeben wird, die Eingabe ergeben wird.
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Alternativ kann das Verfahren 200 ein inverses APC-Drehmomentmodell verwenden, um die Position der Drossel 122 zu berechnen, oder es können sowohl Druck- als auch Luftmassenwerte verwendet werden, um die Position der Drossel 122 zu berechnen. Das inverse APC-Drehmomentmodell kann auch verwendet werden, um den Wert für andere Drehmomentaktuatoren als die Drossel 122 zu ermitteln.
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Schritt 226: Steuerung der Drehmomentaktuatoren.
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Nachdem die Krümmerdruckanforderung anhand der Brennkraftmaschinen-Drehmomentanforderung berechnet wurde, die von dem HCP 116 gesendet wird, steuert das ECM 112 die Drossel 122 und die anderen Drehmomentaktuatoren (Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, Nockenphasensteller, Zündkerzen usw.), um die Brennkraftmaschinen-Drehmomentanforderung als eine Funktion der Krümmerdruckanforderung zu erreichen. Wenn der HCP 116 das maximale verfügbare Drehmoment von der Brennkraftmaschine 110 anfordern würde, würde die Drossel 122 nun vollständig offen sein, sodass der TIAP, der mit dem Einlasssensor 126 gemessen wird, und der Krümmerluftdruck, der mit dem MAP-Sensor 130 gemessen wird, im Wesentlichen gleich sein würden. Dies kann als eine unbeschränkte Strömung, eine am wenigsten beschränkte Strömung oder eine weit offene Drossel 122 bezeichnet werden.
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Das Verfahren 200 hat nun die endgültige Drehmomentkapazität ermittelt, indem mehrere Schätzungen des Drehmoments verwendet werden, das von der Brennkraftmaschine 110 verfügbar ist, es hat die endgültige Drehmomentkapazität zur Optimierung des Hybridantriebsstrangs 110 von dem ECM 112 an den HCP 116 gesendet, es hat die Brennkraftmaschinen-Drehmomentanforderung von dem HCP 116 zurück an das ECM 112 gesendet, und es hat die Drossel 122 betätigt, um die Brennkraftmaschinen-Drehmomentanforderung in der Brennkraftmaschine 110 zu erzeugen. Das Verfahren 200 hat sichergestellt, dass die Drossel 122 auf ihren am wenigsten beschränkten Zustand eingestellt wird, indem die erste Drehmomentkapazität mit dem TIAP berechnet wird. Das Verfahren 200 kann auch Lernfähigkeiten aufweisen, die verwendet werden, um entweder das MAP-Drehmomentmodell oder das APC-Drehmomentmodell zu verändern.
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Schritt 228: Überwachung des MAP und der APC.
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Die Schritte 228, 230 und 232 liefern schematisch eine darstellende Technik für das Lernen des MAP-Drehmomentmodells, um die Drehmomentkapazität derart zu schätzen, dass diese näher an der Schätzung liegt, die durch das APC-Drehmomentmodell geliefert wird. Bei Schritt 228 überwacht das Verfahren 200 ein Luftströmungsvolumen mit dem Luftmassensensor 128, und es überwacht auch den MAP mit dem MAP-Sensor 130. Der Krümmerdruckmesswert von dem MAP-Sensor 130 kann verwendet werden, um das Drehmoment mit dem MAP-Drehmomentmodell zu berechnen, und die Luftmassenmessung von dem Luftmassensensor 128 kann verwendet werden, um den Betrag der Luft pro Zylinder (APC) zu berechnen, die für die Verbrennung in der Brennkraftmaschine 110 verwendet wird.
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Schritt 230: Vergleich des MAP-Drehmoments und des APC-Drehmoments.
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Das Verfahren 200 vergleicht die Ergebnisse des MAP-Drehmomentmodells mit den Ergebnissen des APC-Drehmomentmodells. Nachdem die Drossel 122 auf ihre am wenigsten beschränkte Position verstellt ist, misst der Luftmassensensor 128 die tatsächliche Luftströmung zu der Brennkraftmaschine 110, und das ECM 112 verwendet das APC-Drehmomentmodell, um ein erstes erreichtes Drehmoment zu berechnen. Das ECM 112 misst auch den Krümmerdruck (den MAP), und es verwendet das MAP-Drehmomentmodell mit dem momentanen MAP, um ein zweites erreichtes Drehmoment zu berechnen. Das Verfahren 200 vergleicht anschließend das zweite erreichte Drehmoment mit dem ersten erreichten Drehmoment, um zu ermitteln, ob das MAP-Drehmomentmodell angepasst werden sollte.
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Schritt 232: Lernen des MAP-Drehmomentmodells.
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Wenn sich das zweite erreichte Drehmoment von dem ersten erreichten Drehmoment wesentlich unterscheidet, erzeugt das Verfahren 200 ein erlerntes Druckmodell. Das neue, erlernte Druckmodell wird anschließend während der nachfolgenden Iterationen des Verfahrens 200 verwendet. Das erlernte Druckmodell ersetzt oder aktualisiert das MAP-Drehmomentmodell, das in den Schritten 214 und 230 verwendet wird, und es passt auch das inverse MAP-Drehmomentmodell an, das in Schritt 224 verwendet wird.
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Die nachfolgenden Berechnungen der Drehmomentkapazität anhand des MAP-Drehmomentmodells und die Berechnungen des angeforderten MAP werden zu Werten führen, die näher bei den gleichzeitigen Berechnungen der Drehmomentkapazität anhand des APC-Drehmomentmodells liegen. Dies führt auch dazu, dass die nachfolgenden Berechnungen der Drehmomentkapazität anhand des MAP-Drehmomentmodells näher an dem geschätzten erreichten Drehmoment liegen, da die Schätzungen für das erreichte Drehmoment typischerweise das APC-Drehmomentmodell verwenden werden. Im stationären Betrieb werden die Schätzungen der Drehmomentkapazität – anhand des MAP-Drehmomentmodells in Schritt 214 und anhand der Arbitrierung des endgültigen Drehmoments in Schritt 218 – daher nahe an dem geschätzten erreichten Drehmoment liegen oder zu diesem passen, das in Schritt 230 mit dem APC-Drehmomentmodell berechnet wird.
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Das Verfahren 200 kann das Lernen des MAP-Drehmomentmodells auch auf Ergebnisse beschränken, bei denen das MAP-Drehmomentmodell eine größere Schätzung der Drehmomentkapazität als das APC-Drehmomentmodell liefert (d. h. auf ein Lernen in einer einzigen Richtung). Die Schritte 228–232 nehmen an, dass das APC-Drehmomentmodell genauer ist, das Verfahren 200 könnte jedoch auch umfassen, dass das APC-Drehmomentmodell in Richtung des MAP-Drehmomentmodells lernt, wenn ermittelt werden würde, dass dieses Modell das genauere Modell ist.
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Zu Darstellungszwecken wird das Verfahren 200 unter Bezugnahme auf viele der Elemente und Komponenten beschrieben, die bezogen auf 1 gezeigt und beschrieben sind. Es können jedoch andere Komponenten verwendet werden, um das Verfahren 200 und die Erfindung auszuüben, die in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Die exakte Reihenfolge der Schritte des Algorithmus oder des Verfahrens 200, die in 2 gezeigt ist, ist nicht erforderlich. Es können Schritte umgeordnet, Schritte weggelassen und zusätzliche Schritte eingebunden werden.
