DE102013218374B4 - Verfahren zur steuerung einer luftströmung - Google Patents
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Abstract
Motorsteuerverfahren für ein Fahrzeug, das umfasst, dass:
eine Verzögerung und eine Ratenbegrenzung auf eine erste Drehmomentanforderung (265) angewendet werden, um eine zweite Drehmomentanforderung (303) zu erzeugen;
eine Ziel-Drosselöffnung (267) basierend auf der zweiten Drehmomentanforderung (303) ermittelt wird;
ein Drosselventil (112) selektiv basierend auf der Ziel-Drosselöffnung (267) eingestellt wird;
ein Ziel-Einlass- und ein Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswert (270, 271) basierend auf der zweiten Drehmomentanforderung (303) ermittelt werden;
ein Einlass- und ein Auslass-Ventilphasensteller (148, 150) selektiv basierend auf dem Ziel-Einlass- bzw. dem Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswert (270, 271) eingestellt werden;
eine Ziel-Abgasrückführungsöffnung (Ziel-AGR-Öffnung) (292) basierend auf der ersten Drehmomentanforderung (265) ermittelt wird;
ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) (170) selektiv basierend auf der Ziel-Abgasrückführungsöffnung (Ziel-AGR-Öffnung) (292) eingestellt wird;
eine erste Drehmomentanpassung basierend auf einem Produkt eines ersten vorbestimmten Werts (KP) und einer Differenz (308) zwischen der zweiten Drehmomentanforderung (303) und einer geschätzten Drehmomentausgabe (283) eines Motors (102) ermittelt wird;
eine zweite Drehmomentanpassung (318) basierend auf einem Integral eines Produkts eines zweiten vorbestimmten Werts (KI) und der Differenz (308) ermittelt wird;
eine dritte Drehmomentanpassung (316) basierend auf der ersten und der zweiten Drehmomentanpassung ermittelt wird;
die Ziel-Drosselöffnung (267) ferner basierend auf der dritten Drehmomentanpassung (316) ermittelt wird; und
der Ziel-Einlass- und der Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswert (270, 271) ferner basierend auf der zweiten Drehmomentanpassung (318) ermittelt werden.
eine Verzögerung und eine Ratenbegrenzung auf eine erste Drehmomentanforderung (265) angewendet werden, um eine zweite Drehmomentanforderung (303) zu erzeugen;
eine Ziel-Drosselöffnung (267) basierend auf der zweiten Drehmomentanforderung (303) ermittelt wird;
ein Drosselventil (112) selektiv basierend auf der Ziel-Drosselöffnung (267) eingestellt wird;
ein Ziel-Einlass- und ein Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswert (270, 271) basierend auf der zweiten Drehmomentanforderung (303) ermittelt werden;
ein Einlass- und ein Auslass-Ventilphasensteller (148, 150) selektiv basierend auf dem Ziel-Einlass- bzw. dem Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswert (270, 271) eingestellt werden;
eine Ziel-Abgasrückführungsöffnung (Ziel-AGR-Öffnung) (292) basierend auf der ersten Drehmomentanforderung (265) ermittelt wird;
ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) (170) selektiv basierend auf der Ziel-Abgasrückführungsöffnung (Ziel-AGR-Öffnung) (292) eingestellt wird;
eine erste Drehmomentanpassung basierend auf einem Produkt eines ersten vorbestimmten Werts (KP) und einer Differenz (308) zwischen der zweiten Drehmomentanforderung (303) und einer geschätzten Drehmomentausgabe (283) eines Motors (102) ermittelt wird;
eine zweite Drehmomentanpassung (318) basierend auf einem Integral eines Produkts eines zweiten vorbestimmten Werts (KI) und der Differenz (308) ermittelt wird;
eine dritte Drehmomentanpassung (316) basierend auf der ersten und der zweiten Drehmomentanpassung ermittelt wird;
die Ziel-Drosselöffnung (267) ferner basierend auf der dritten Drehmomentanpassung (316) ermittelt wird; und
der Ziel-Einlass- und der Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswert (270, 271) ferner basierend auf der zweiten Drehmomentanpassung (318) ermittelt werden.
Description
- Diese Anmeldung steht mit der
US 2014 / 0 074 373 A1 US 2014 / 0 074 374 A1 - GEBIET
- Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Motorsteuersysteme und -verfahren für Fahrzeuge.
- HINTERGRUND
- Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoffgemisch in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Eine Luftströmung in den Motor wird mittels einer Drossel geregelt. 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-Drehmomentausgabe zu erreichen. Eine Erhöhung der Menge an Luft und Kraftstoff, die an die Zylinder geliefert werden, vergrößert die Drehmomentausgabe 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 Drehmomentausgabe der Motoren mit Funkenzündung sein, während die Kraftstoffströmung der primäre Mechanismus zum Einstellen der Drehmomentausgabe der Motoren mit Kompressionszündung sein kann.
- Motorsteuersysteme wurden entwickelt, um das Motorausgangsdrehmoment zum Erreichen eines Soll-Drehmoments 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.
- In der
DE 10 2012 200 317 A1 ist ein Verfahren zum Steuern eines Motors beschrieben, bei welchem eine Ratenbegrenzung auf eine erste Drehmomentanforderung angewendet wird, um eine zweite Drehmomentanforderung zu erzeugen, anhand welcher eine Ziel-Drosselöffnung ermittelt wird. Ferner werden ein Ziel-Einlass- und ein Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswert basierend auf der zweiten Drehmomentanforderung ermittelt, und eine Ziel-Abgasrückführungsöffnung wird basierend auf der ersten Drehmomentanforderung ermittelt. Ein Abgasrückführungsventil wird schließlich selektiv basierend auf der Ziel-Abgasrückführungsöffnung eingestellt. - Die
DE 10 2009 042 340 A1 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zum Steuern eines Motors, bei welchem ein Drosselventil sowie ein Einlass- und ein Auslassphasensteller derart eingestellt werden, dass ein gewünschtes begrenztes Drehmoment erreicht wird. - Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Motorsteuerverfahren zu schaffen, bei welchem verschiedene Einrichtungen, die das Motorausgangsdrehmoment beeinflussen, bezüglich ihrer Ansprecheigenschaften abgestimmt werden.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
- Ein Motorsteuerverfahren für ein Fahrzeug umfasst: dass eine Verzögerung und eine Ratenbegrenzung auf eine erste Drehmomentanforderung angewendet werden, um eine zweite Drehmomentanforderung zu erzeugen; dass eine Ziel-Drosselöffnung basierend auf der zweiten Drehmomentanforderung ermittelt wird; und dass ein Drosselventil selektiv basierend auf der Ziel-Drosselöffnung eingestellt wird. Das Motorsteuerverfahren umfasst ferner: dass ein Ziel-Einlass- und ein Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswert basierend auf der zweiten Drehmomentanforderung ermittelt werden; dass ein Einlass- und ein Auslass-Ventilphasensteller selektiv basierend auf dem Ziel-Einlass- bzw. dem Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswert eingestellt werden; dass eine Ziel-Abgasrückführungsöffnung (Ziel-AGR-Öffnung) basierend auf der ersten Drehmomentanforderung ermittelt wird; und dass ein AGR-Ventil selektiv basierend auf der Ziel-AGR-Öffnung eingestellt wird.
- Figurenliste
- Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:
-
1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; -
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; -
3 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Luftsteuermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; -
4 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Ziel-Luftpro-Zylinder-Moduls (Ziel-APC-Moduls) gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; und -
5 ein Flussdiagramm umfasst, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern eines Drosselventils, einer Einlass- und einer Auslass-Ventilphaseneinstellung, eines Ladedruck-Regelventils und eines Abgasrückführungsventils (AGR-Ventils) gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Ein Motorsteuermodul (ECM) steuert eine Drehmomentausgabe eines Motors. Spezieller steuert das ECM Aktuatoren des Motors jeweils basierend auf Zielwerten, um einen angeforderten Betrag eines Drehmoments zu erzeugen. Beispielsweise steuert das ECM eine Einlass- und eine Auslass-Ventilphaseneinstellung basierend auf einem Ziel-Einlass- sowie einem Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswinkel, ein Drosselventil basierend auf einer Ziel-Drosselöffnung, ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) basierend auf einer Ziel-AGR-Öffnung und ein Ladedruck-Regelventil eines Turboladers basierend auf einem Ziel-Tastverhältnis für das Ladedruck-Regelventil.
- Das ECM ermittelt eine Drehmomentanforderung zum Steuern einer Einlass- und einer Auslass-Nockenphaseneinstellung, des Drosselventils, das AGR-Ventils und des Ladedruck-Regelventils. Das ECM formt die Drehmomentanforderung in eine geformte Drehmomentanforderung. Das ECM ermittelt ein erstes Ziel-Drehmoment basierend auf der geformten Drehmomentanforderung und einer ersten Drehmomentanpassung, und es ermittelt die Ziel-Drosselöffnung und das Ziel-Tastverhältnis für das Ladedruck-Regelventil basierend auf dem ersten Ziel-Drehmoment. Das ECM ermittelt auch ein zweites Ziel-Drehmoment basierend auf der geformten Drehmomentanforderung und einer zweiten Drehmomentanpassung, und es ermittelt den Ziel-Einlass- und den Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswinkel basierend auf dem zweiten Ziel-Drehmoment. Das ECM ermittelt ein drittes Ziel-Drehmoment basierend auf der (nicht geformten) Drehmomentanforderung und einer dritten Drehmomentanpassung, und es ermittelt die Ziel-AGR-Öffnung basierend auf dem dritten Ziel-Drehmoment. Auf diese Weise wird das Festlegen des ersten Ziel-Drehmoments, des zweiten Ziel-Drehmoments und des dritten Ziel-Drehmoments mit den Ansprecheigenschaften des Drosselventils
112 und des Turboladers, des Einlass- und des Auslass-Nockenphasenstellers148 und150 bzw. des AGR-Ventils170 abgestimmt. Die Abstimmung der Ziel-Drehmomente mit den entsprechenden Ansprecheigenschaften kann die Motorleistung und das Ansprechen des Motors verbessern. - Nun auf
1 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems100 dargestellt. Das Motorsystem100 weist einen Motor102 auf, der ein Luft/Kraftstoffgemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug basierend auf einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul104 zu erzeugen. Luft wird durch ein Drosselventil112 in den Motor102 eingelassen. Lediglich beispielhaft kann das Drosselventil112 ein Schmetterlingsventil mit einem rotierbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM)114 steuert ein Drossel-Aktuatormodul116 , welches das Öffnen des Drosselventils112 regelt, um die Luftmenge zu steuern, die in den Einlasskrümmer110 eingelassen wird. - Luft aus dem Einlasskrümmer
110 wird in Zylinder des Motors102 eingelassen. Obgleich der Motor102 mehrere Zylinder aufweisen kann, ist zu Darstellungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder118 gezeigt. Lediglich beispielhaft kann der Motor102 2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,8 ,10 und/oder12 Zylinder aufweisen. Das ECM114 kann ein Zylinder-Aktuatormodul120 anweisen, einige der Zylinder selektiv zu deaktivieren, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter bestimmten Motorbetriebsbedingungen verbessern kann. - Der Motor
102 kann unter Verwendung eines Viertakt-Motorzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachstehend beschrieben sind, können als der Einlasstakt, der Kompressionstakt, der Verbrennungstakt und der Auslasstakt bezeichnet werden. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) treten zwei der vier Takte in dem Zylinder118 auf. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen für den Zylinder118 notwendig, um alle vier Takte zu durchlaufen. - Während des Einlasstakts wird Luft aus dem Einlasskrümmer
110 durch ein Einlassventil122 in den Zylinder118 eingelassen. Das ECM114 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul124 , das die Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein Ziel-Luft/Kraftstoffverhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann an einem zentralen Ort oder an mehreren Orten, wie z.B. in der Nähe des Einlassventils122 jedes der Zylinder, in den Einlasskrümmer110 eingespritzt werden. Bei verschiedenen Implementierungen (nicht gezeigt) kann der Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in Mischkammern, die den Zylindern zugeordnet sind, eingespritzt werden. Das Kraftstoff-Aktuatormodul124 kann die Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder stoppen, die deaktiviert sind. - Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoffgemisch in dem Zylinder
118 . Während des Kompressionstakts komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder118 das Luft/Kraftstoffgemisch. Obgleich dies nicht gezeigt ist, kann der Motor102 ein Motor mit Kompressionszündung sein, in welchem Fall die Kompression in dem Zylinder118 das Luft/Kraftstoffgemisch zündet. Alternativ kann der Motor102 ein Motor mit Funkenzündung sein, wie es gezeigt ist, in welchem Fall ein Zündfunken-Aktuatormodul126 eine Zündkerze128 in dem Zylinder118 basierend auf einem Signal von dem ECM114 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. - 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 mit der Kurbelwellendrehnung in direkter Beziehung steht, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Das Zündfunken-Aktuatormodul126 kann die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen. Das Erzeugen des Zündfunkens kann als ein Zündungsereignis bezeichnet werden. Das Zündfunken-Aktuatormodul126 kann die Fähigkeit aufweisen, den Zeitpunkt des Zündfunkens für jedes Zündungsereignis zu variieren. Das Zündfunken-Aktuatormodul126 kann den Zündfunkenzeitpunkt für ein nächstes Zündungsereignis variieren, wenn der Zündfunkenzeitpunkt zwischen einem letzten Zündungsereignis und dem nächsten Zündungsereignis verändert wird. - Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs den Kolben weg von dem TDC, 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 einen unteren Totpunkt (BDC) erreicht. Während des Auslasstakts beginnt der Kolben, sich wieder von dem BDC weg zu bewegen, und er treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil
130 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems134 aus dem Fahrzeug ausgestoßen. - Das Einlassventil
122 kann durch eine Einlassnockenwelle140 gesteuert werden, während das Auslassventil130 durch eine Auslassnockenwelle142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle140 ) mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils122 ) für den Zylinder118 und/oder die Einlassventile (einschließlich des Einlassventils122 ) mehrerer Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders118 ) steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle142 ) mehrere Auslassventile für den Zylinder118 und/oder die Auslassventile (einschließlich des Auslassventils130 ) für mehrere Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders118 ) steuern. Das Zylinder-Aktuatormodul120 kann den Zylinder118 deaktivieren, indem das Öffnen des Einlassventils122 und/oder des Auslassventils130 deaktiviert wird. Bei verschiedenen anderen Implementierungen können das Einlassventil122 und/oder das Auslassventil130 durch andere Einrichtungen als Nockenwellen gesteuert werden, wie beispielsweise durch nockenlose Ventilaktuatoren. - Die Zeit, zu der das Einlassventil
122 geöffnet wird, kann durch einen Einlass-Nockenphasensteller148 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Die Zeit, zu der das Auslassventil130 geöffnet wird, kann durch einen Auslass-Nockenphasensteller150 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Ein Phasensteller-Aktuatormodul158 kann den Einlass-Nockenphasensteller148 und den Auslass-Nockenphasensteller150 basierend auf Signalen von dem ECM114 steuern. Wenn er implementiert ist, kann ein variabler Ventilhub (nicht gezeigt) ebenso durch das Phasensteller-Aktuatormodul158 gesteuert werden. - Das Motorsystem
100 kann eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Einlasskrümmer110 liefert. Beispielsweise zeigt1 einen Turbolader, der eine heiße Turbine160 -1 aufweist, die durch heiße Abgase angetrieben wird, die durch das Abgassystem134 strömen. Der Turbolader weist auch einen von der Turbine160 -1 angetriebenen Kompressor160 -2 für kalte Luft auf. Der Kompressor160 -2 komprimiert die Luft, die in das Drosselventil112 geführt wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein von der Kurbelwelle angetriebener Turbokompressor (nicht gezeigt) Luft von dem Drosselventil112 komprimieren und die komprimierte Luft an den Einlasskrümmer110 liefern. - Ein Ladedruck-Regelventil
162 kann dem Abgas ermöglichen, an der Turbine160 -1 vorbeizuströmen, wodurch der Ladedruck (der Betrag der Einlassluftkompression) verringert wird, der durch den Turbolader geliefert wird. Das ECM114 kann den Turbolader mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls164 steuern. Das Ladedruck-Aktuatormodul164 kann den Ladedruck des Turboladers modulieren, indem die Öffnung des Ladedruck-Regelventils162 gesteuert wird. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Turbolader durch das Ladedruck-Aktuatormodul164 gesteuert werden. Der Turbolader kann eine variable Geometrie aufweisen, die durch das Ladedruck-Aktuatormodul164 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 Turbine160 -1 und der Kompressor160 -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 Einlasskrümmer110 zurückleitet. Das AGR-Ventil170 kann stromaufwärts der Turbine160 -1 des Turboladers angeordnet sein. Das AGR-Ventil170 kann durch ein AGR-Aktuatormodul172 gesteuert werden. - Das Motorsystem
100 kann die Drehzahl der Kurbelwelle in Umdrehungen pro Minute (RPM) unter Verwendung eines RPM-Sensors180 messen. Die Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT-Sensors)182 gemessen werden. Der ECT-Sensor182 kann in dem Motor102 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 Einlasskrümmer110 ist. Die Luftmassenströmungsrate in den Einlasskrümmer110 kann unter Verwendung eines Luftmassenströmungssensors (MAF-Sensors)186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselventil112 umfasst. - Das Drossel-Aktuatormodul
116 kann die Position des Drosselventils112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS)190 überwachen. Die Umgebungstemperatur der Luft, die in den Motor102 eingelassen wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors)192 gemessen werden. Das Motorsystem100 kann auch einen oder mehrere andere Sensoren umfassen. Das ECM114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem100 zu treffen. - Das ECM
114 kann mit einem Getriebesteuermodul194 in Verbindung stehen, um Gangwechsel in einem Getriebe (nicht gezeigt) abzustimmen. Beispielsweise kann das ECM114 das Motordrehmoment während eines Gangwechsels verringern. Das ECM114 kann mit einem Hybridsteuermodul196 in Verbindung stehen, um den Betrieb des Motors102 und eines Elektromotors198 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 ECM114 , des Getriebesteuermoduls194 und des Hybridsteuermoduls196 in ein oder mehrere Module integriert werden. - Jedes System, das einen Motorparameter variiert, kann als ein Aktuator bezeichnet werden. Jedes System empfängt einen Ziel-Aktuatorwert. Beispielsweise kann das Drossel-Aktuatormodul
116 als ein Aktuator bezeichnet werden, und eine Ziel-Drosselöffnung (z.B. eine Fläche) kann als der Ziel-Aktuatorwert bezeichnet werden. In dem Beispiel von1 erreicht das Drossel-Aktuatormodul116 die Ziel-Drosselöffnungsfläche, indem ein Winkel des Blatts des Drosselventils112 angepasst wird. - Auf ähnliche Weise kann das Zündfunken-Aktuatormodul
126 als ein Aktuator bezeichnet werden, während der zugeordnete Ziel-Aktuatorwert ein Ziel-Zündfunkenzeitpunkt bezogen auf einen Kolben-TDC sein kann. Andere Aktuatoren können das Zylinder-Aktuatormodul120 , das Kraftstoff-Aktuatormodul124 , das Phasensteller-Aktuatormodul158 , das Ladedruck-Aktuatormodul164 und das AGR-Aktuatormodul172 umfassen. Für diese Aktuatoren können die Ziel-Aktuatorwerte eine Ziel-Anzahl von aktivierten Zylindern, Ziel-Kraftstoffzufuhrparameter, einen Ziel-Einlass- und einen Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel, ein Ziel-Tastverhältnis für das Ladedruck-Regelventil bzw. eine Ziel-AGR-Ventilöffnungsfläche umfassen. Das ECM114 kann die Ziel-Aktuatorwerte steuern, um zu bewirken, dass der Motor102 ein Ziel-Motorausgangsdrehmoment erzeugt. - Nun auf
2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems dargestellt. Eine beispielhafte Implementierung des ECM114 umfasst ein Fahrerdrehmomentmodul202 , ein Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul204 und ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul206 . Das ECM114 kann ein Hybridoptimierungsmodul208 umfassen. Das ECM114 umfasst auch ein Reserven/Lastenmodul220 , ein Drehmomentanforderungsmodul224 , ein Luftsteuermodul228 , ein Zündfunkensteuermodul232 , ein Zylindersteuermodul236 und ein Kraftstoffsteuermodul240 . Das ECM114 umfasst auch ein Luftpro-Zylinder-Drehmomentschätzmodul (APC-Drehmomentschätzmodul)244 , ein MAP-Drehmomentschätzmodul246 , ein Ladedruck-Steuermodul248 , ein Phasensteller-Steuermodul252 und ein AGR-Steuermodul253 . - Das Fahrerdrehmomentmodul
202 kann eine Fahrerdrehmomentanforderung254 basierend auf einer Fahrereingabe255 von dem Fahrereingabemodul104 ermitteln. Die Fahrereingabe255 kann beispielsweise auf einer Gaspedalposition und/oder einer Bremspedalposition basieren. Die Fahrereingabe255 kann auch auf einem Tempomat basieren, der ein adaptives Tempomatsystem sein kann, das die Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, um eine vorbestimmte Nachfolgedistanz aufrechtzuerhalten. Das Fahrerdrehmomentmodul202 kann eine oder mehrere Abbildungen der Gaspedalposition auf ein Ziel-Drehmoment speichern, und es kann die Fahrerdrehmomentanforderung254 basierend auf einer Ausgewählten der Abbildungen ermitteln. - Ein Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul
204 vermittelt zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung254 und anderen Achsendrehmomentanforderungen256 . Ein Achsendrehmoment (Drehmoment an den Rädern) kann durch verschiedene Quellen erzeugt werden, die einen Verbrennungsmotor und/oder einen Elektromotor umfassen. Beispielsweise können die Achsendrehmomentanforderungen256 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 Achsendrehmomentanforderungen256 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 Achsendrehmomentanforderungen
256 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 Achsendrehmomentanforderungen256 können auch von Fahrzeugstabilitäts-Kontrollsystemen erzeugt werden. - Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul
204 gibt eine vorausgesagte Drehmomentanforderung257 und eine Momentandrehmomentanforderung258 basierend auf den Ergebnissen einer Vermittlung zwischen den empfangenen Drehmomentanforderungen254 und256 aus. Wie nachstehend beschrieben ist, können die vorausgesagte Drehmomentanforderung257 und die Momentandrehmomentanforderung258 von dem Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul204 durch andere Module des ECM114 selektiv angepasst werden, bevor sie verwendet werden, um Aktuatoren des Motorsystems100 zu steuern. - Allgemein ausgedrückt ist die Momentandrehmomentanforderung
258 der Betrag des derzeitigen Ziel-Achsendrehmoments, während die vorausgesagte Drehmomentanforderung257 der Betrag des Achsendrehmoments ist, der kurzfristig benötigt werden kann. Das ECM114 steuert das Motorsystem100 , um ein Achsendrehmoment zu erzeugen, das gleich der Momentandrehmomentanforderung258 ist. Verschiedene Kombinationen von Aktuatorwerten können jedoch zu demselben Achsendrehmoment führen. Das ECM114 kann daher die Ziel-Aktuatorwerte anpassen, um einen schnelleren Übergang zu der vorausgesagten Drehmomentanforderung257 zu ermöglichen, während das Achsendrehmoment weiterhin bei der Momentdrehmomentanforderung258 gehalten wird. - Bei verschiedenen Implementierungen kann die vorausgesagte Drehmomentanforderung
257 basierend auf der Fahrerdrehmomentanforderung254 festgelegt werden. Die Momentandrehmomentanforderung258 kann unter bestimmten Umständen kleiner als die vorausgesagte Drehmomentanforderung257 sein, beispielsweise wenn die Fahrerdrehmomentanforderung254 auf einer vereisten Oberfläche einen Radschlupf verursacht. In einem solchen Fall kann ein Traktionssteuersystem (nicht gezeigt) eine Verringerung mittels der Momentandrehmomentanforderung258 anfordern, und das ECM114 verringert die Motordrehmomentausgabe auf die Momentandrehmomentanforderung258 . Das ECM114 führt die Verringerung jedoch derart aus, dass das Motorsystem100 die Erzeugung der vorausgesagten Drehmomentanforderung257 schnell wieder aufnehmen kann, sobald der Radschlupf aufhört. - Allgemein ausgedrückt kann die Differenz zwischen der Momentandrehmomentanforderung
258 und der (im Allgemeinen höheren) vorausgesagten Drehmomentanforderung257 als eine Drehmomentreserve bezeichnet werden. Die Drehmomentreserve kann den Betrag eines zusätzlichen Drehmoments (oberhalb der Momentandrehmomentanforderung258 ) repräsentieren, den das Motorsystem100 mit einer minimalen Verzögerung zu erzeugen beginnen kann. Schnelle Motoraktuatoren werden verwendet, um das gegenwärtige Achsendrehmoment mit einer minimalen Verzögerung 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. Die obere Grenze des Bereichs ist die vorausgesagte Drehmomentanforderung
257 , während die untere Grenze des Bereichs durch die (variierende) Drehmomentkapazität der schnellen Aktuatoren begrenzt ist. Lediglich beispielhaft können die schnellen Aktuatoren 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
258 innerhalb des Bereichs liegt, können die schnellen Motoraktuatoren gesteuert werden, um zu bewirken, dass das Achsendrehmoment gleich der Momentandrehmomentanforderung258 ist. Wenn das ECM114 anfordert, dass die vorausgesagte Drehmomentanforderung257 ausgegeben werden soll, können die schnellen Motoraktuatoren gesteuert werden, um das Achsendrehmoment bis zum dem Spitzenwert des Bereichs zu variieren, der die vorausgesagte Drehmomentanforderung257 ist. - Allgemein ausgedrückt können die schnellen Motoraktuatoren das Achsendrehmoment schneller als die langsamen Motoraktuatoren 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 ECM
114 die Aktuatorwerte für die langsamen Aktuatoren auf Werte festlegen, die dem Motorsystem100 ermöglichen würden, die vorausgesagte Drehmomentanforderung257 zu erzeugen, wenn die schnellen Aktuatoren auf geeignete Werte eingestellt werden würden. In der Zwischenzeit kann das ECM114 die Ziel-Aktuatorwerte für die schnellen Aktuatoren auf Werte einstellen, die für die gegebenen Werte der langsamen Aktuatoren bewirken, dass das Motorsystem100 die Momentandrehmomentanforderung258 anstelle der vorausgesagten Drehmomentanforderung257 erzeugt. - Die schnellen Aktuatoren bewirken daher, dass das Motorsystem
100 die Momentandrehmomentanforderung258 erzeugt. Wenn das ECM114 entscheidet, das Achsendrehmoment von der Momentandrehmomentanforderung258 zu der vorausgesagten Drehmomentanforderung257 überzuleiten, ändert ECM114 die Ziel-Aktuatorwerte für einen oder mehrere schnelle Aktuatoren auf Werte, die der vorausgesagten Drehmomentanforderung257 entsprechen. Da die Ziel-Aktuatorwerte für die langsamen Aktuatoren bereits basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung257 eingestellt wurden, ist das Motorsystem100 in der Lage, die vorausgesagte Drehmomentanforderung257 nach nur einer solchen (minimalen) 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 der Zündfunkenzeitpunkt in einem Motor mit Funkenzündung ein schneller Aktuatorwert sein, während die Drosselöffnungsfläche 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, mittels Kompression verbrennen.
- Wenn der Motor
102 ein Motor mit Funkenzündung ist, kann das Zündfunken-Aktuatormodul126 ein schneller Aktuator sein, und das Drossel-Aktuatormodul116 kann ein langsamer Aktuator sein. Nachdem ein neuer Ziel-Aktuatorwert empfangen wurde, kann das Zündfunken-Aktuatormodul126 in der Lage sein, den Zündfunkenzeitpunkt für das nachfolgende Zündungsereignis zu verändern. Wenn der Zündfunkenzeitpunkt (auch Zündfunkenvorverstellung genannt) für ein Zündungsereignis auf einen optimalen Wert eingestellt wird, kann ein maximaler Drehmomentbetrag während des Verbrennungstakts unmittelbar nach dem Zündungsereignis erzeugt werden. Ein Zündfunkenzeitpunkt, der von dem optimalen Wert abweicht, kann jedoch den Drehmomentbetrag verringern, der in dem Verbrennungstakt erzeugt wird. Daher kann das Zündfunken-Aktuatormodul126 in der Lage sein, das Motorausgangsdrehmoment durch ein Variieren des Zündfunkenzeitpunkts zu verändern, sobald das nächste Zündungsereignis auftritt. Lediglich beispielhaft kann eine Tabelle mit optimalen Zündfunkenzeitpunkten, die verschiedenen Motorbetriebsbedingungen entsprechen, während einer Kalibrierungsphase der Fahrzeugkonstruktion ermittelt werden, und der optimale Wert wird basierend auf den gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen aus der Tabelle ausgewählt. - Im Gegensatz dazu benötigen Änderungen in der Drosselöffnungsfläche länger, um das Motorausgangsdrehmoment zu beeinflussen. Das Drossel-Aktuatormodul
116 verändert die Drosselöffnungsfläche, indem der Winkel des Blatts des Drosselventils112 angepasst wird. Sobald ein neuer Aktuatorwert empfangen wird, gibt es daher eine mechanische Verzögerung, wenn sich das Drosselventil112 basierend auf dem neuen Ziel-Aktuatorwert von seiner vorhergehenden Position in eine neue Position bewegt. Zusätzlich sind Luftströmungsänderungen basierend auf der Drosselöffnungsfläche Lufttransportverzögerungen in dem Einlasskrümmer110 ausgesetzt. Ferner wird eine erhöhte Luftströmung in dem Einlasskrümmer110 nicht als eine Erhöhung des Motorausgangsdrehmoments realisiert, bis der Zylinder118 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 Drosselöffnung auf einen Wert eingestellt wird, der dem Motor
102 ermöglichen würde, eine vorausgesagte Drehmomentanforderung257 zu erzeugen. In der Zwischenzeit kann der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf einer Momentandrehmomentanforderung258 eingestellt werden, die kleiner als die vorgesagte Drehmomentanforderung257 ist. Obwohl die Drosselöffnungsfläche eine ausreichende Luftströmung für den Motor102 erzeugt, um die vorausgesagte Drehmomentanforderung257 zu erzeugen, wird der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf der Momentandrehmomentanforderung258 nach spät verstellt (was das Drehmoment verringert). Das Motorausgangsdrehmoment wird daher gleich der Momentandrehmomentanforderung258 sein. - Wenn ein zusätzliches Drehmoment erforderlich ist, kann der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung
257 oder einem Drehmoment zwischen der vorausgesagten Drehmomentanforderung257 und der Momentandrehmomentanforderung258 eingestellt werden. Mit dem nachfolgenden Zündungsereignis kann das Zündfunken-Aktuatormodul126 den Zündfunkenzeitpunkt auf einen optimalen Wert zurücksetzen, der dem Motor102 ermöglicht, das volle Motorausgangsdrehmoment zu erzeugen, das mit der bereits vorhandenen Luftströmung erreichbar ist. Das Motorausgangsdrehmoment kann daher schnell auf die vorausgesagte Drehmomentanforderung257 erhöht werden, ohne dass Verzögerungen aufgrund des Änderns der Drosselöffnungsfläche wahrgenommen werden. - Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul
204 kann die vorausgesagte Drehmomentanforderung257 und die Momentandrehmomentanforderung258 an ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul206 ausgeben. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul204 die vorausgesagte Drehmomentanforderung257 und die Momentandrehmomentanforderung258 an das Hybridoptimierungsmodul208 ausgeben. - Das Hybridoptimierungsmodul
208 kann ermitteln, wie viel Drehmoment durch den Motor102 erzeugt werden sollte und wie viel Drehmoment durch den Elektromotor198 erzeugt werden sollte. Das Hybridoptimierungsmodul208 gibt dann eine modifizierte vorausgesagte Drehmomentanforderung259 bzw. eine modifizierte Momentandrehmomentanforderung260 an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul206 aus. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Hybridoptimierungsmodul208 in dem Hybridsteuermodul196 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 Hybridoptimierungsmodul208 , als Teil von diesem oder an dessen Stelle auftreten. - Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul
206 vermittelt zwischen Antriebsdrehmomentanforderungen290 , einschließlich der umgewandelten vorausgesagten Drehmomentanforderung und der umgewandelten Momentandrehmomentanforderung. Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul206 erzeugt eine vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung261 und eine vermittelte Momentandrehmomentanforderung262 . Die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung261 und die vermittelte Momentandrehmomentanforderung262 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 Drehmomentanforderungen modifiziert wird. - Die Antriebsdrehmomentanforderungen
290 können beispielsweise Drehmomentverringerungen zum Schutz vor überhöhter Motordrehzahl, Drehmomentzunahmen zum Verhindern eines Abwürgens und Drehmomentverringerungen umfassen, die von dem Getriebesteuermodul194 angefordert werden, um Gangwechsel aufzunehmen. Die Antriebsdrehmomentanforderungen290 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. - Die Antriebsdrehmomentanforderungen
290 können auch eine Motorabschaltanforderung umfassen, die ausgelöst werden kann, wenn ein kritischer Fehler detektiert wird. Lediglich beispielhaft können die kritischen Fehler die Detektion eines Fahrzeugdiebstahls, einen blockierten Anlasser, Probleme mit der elektronischen Drosselsteuerung und unerwartete Drehmomentzunahmen umfassen. Bei verschiedenen Implementierungen wählt die Vermittlung dann, wenn eine Motorabschaltanforderung vorliegt, die Motorabschaltanforderung als die gewinnende Anforderung aus. Wenn die Motorabschaltanforderung vorliegt, kann das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul206 Null für die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung261 und die vermittelte Momentandrehmomentanforderung262 ausgeben. - Bei verschiedenen Implementierungen kann eine Motorabschaltanforderung den Motor
102 separat von dem Vermittlungsprozess einfach abschalten. Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul206 kann die Motorabschaltanforderung weiterhin empfangen, so dass beispielsweise geeignete Daten zu den anderen Drehmomentanforderern zurückgeführt werden können. Beispielsweise können alle anderen Drehmomentanforderer informiert werden, dass sie die Vermittlung verloren haben. - Das Reserven/Lastenmodul
220 empfängt die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung261 und die vermittelte Momentandrehmomentanforderung262 . Das Reserven/Lastenmodul220 kann die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung261 und die vermittelte Momentandrehmomentanforderung262 anpassen, um eine Drehmomentreserve zu erzeugen und/oder eine oder mehrere Lasten zu kompensieren. Das Reserven/Lastenmodul220 gibt anschließend eine angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung263 und eine angepasste Momentandrehmomentanforderung264 an das Drehmomentanforderungsmodul224 aus. - Lediglich beispielhaft kann ein Katalysator-Anspringprozess oder ein Prozess zur Verringerung von Kaltstartemissionen erfordern, dass der Zündfunkenzeitpunkt nach spät verstellt wird. Das Reserven/Lastenmodul
220 kann daher die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung263 über die angepasste Momentandrehmomentanforderung264 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 und/oder die Luftmassenströmung 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/Lastenmodul220 kann die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung263 erhöhen, während die angepasste Momentandrehmomentanforderung264 unverändert belassen wird, um die Drehmomentreserve zu erzeugen. Dann, wenn die A/C-Kompressorkupplung einrückt, kann das Reserven/Lastenmodul220 die angepasste Momentandrehmomentanforderung264 um die geschätzte Last der A/C-Kompressorkupplung erhöhen. - Das Drehmomentanforderungsmodul
224 empfängt die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung263 und die angepasste Momentandrehmomentanforderung264 . Das Drehmomentanforderungsmodul224 ermittelt, wie die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung263 und die angepasste Momentandrehmomentanforderung264 erreicht werden. Das Drehmomentanforderungsmodul224 kann für den Motortyp spezifisch sein. Beispielsweise kann das Drehmomentanforderungsmodul224 für Motoren mit Funkenzündung gegenüber Motoren mit Kompressionszündung unterschiedlich implementiert werden oder unterschiedliche Steuerschemata verwenden. - Bei verschiedenen Implementierungen kann das Drehmomentanforderungsmodul
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 vordem Drehmomentanforderungsmodul224 , wie beispielsweise das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul206 , können bei allen Motortypen üblich sein, während das Drehmomentanforderungsmodul224 und die nachfolgenden Module für den Motortyp spezifisch sein können. - Das Drehmomentanforderungsmodul
224 kann beispielsweise in einem Motor mit Funkenzündung das Öffnen des Drosselventils112 als einen langsamen Aktuator variieren, was einen weiten Bereich für die Drehmomentsteuerung ermöglicht. Das Drehmomentanforderungsmodul224 kann Zylinder unter Verwendung des Zylinder-Aktuatormoduls120 deaktivieren, was auch für einen weiten Bereich der Drehmomentsteuerung sorgt, aber ebenso langsam sein kann und Fahrbarkeits- und Emissionsprobleme mit sich bringen kann. Das Drehmomentanforderungsmodul224 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 Drehmomentanforderungsmodul
224 eine Luftdrehmomentanforderung265 basierend auf der angepassten vorausgesagten Drehmomentanforderung263 erzeugen. Die Luftdrehmomentanforderung265 kann der angepassten vorausgesagten Drehmomentanforderung263 gleich sein und die Luftströmung derart einstellen, dass die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung263 durch Änderungen der anderen (z.B. der schnellen) Motoraktuatoren erreicht werden kann. - Ziel-Aktuatorwerte für die Aktuatoren, welche die Luftströmung steuern, können basierend auf der Luftdrehmomentanforderung
265 ermittelt werden. Lediglich beispielhaft kann das Luftsteuermodul228 (siehe auch3 ) einen Ziel-Krümmerabsolutdruck (Ziel-MAP)266 , eine Ziel-Drosselöffnung (z.B. eine Zielfläche)267 , eine zweite Ziel-Luft pro Zylinder (APC2)268 und eine dritte Ziel-APC (APC3)291 basierend auf der Luftdrehmomentanforderung265 ermitteln. Die Ermittlung der zweiten und der dritten Ziel-APC268 und291 wird nachstehend weiter diskutiert. - Das Ladedruck-Steuermodul
248 kann ein Ziel-Tastverhältnis269 für das Ladedruck-Regelventil162 basierend auf dem Ziel-MAP266 ermitteln. Obgleich das Ziel-Tastverhältnis269 diskutiert wird, kann das Ladedruck-Steuermodul248 einen anderen geeigneten Wert zum Steuern des Ladedruck-Regelventils162 ermitteln. Das Phasensteller-Steuermodul252 kann einen Ziel-Einlass- und einen Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 basierend auf der zweiten Ziel-APC268 ermitteln. Das AGR-Steuermodul253 ermittelt eine Ziel-AGR-Öffnung292 basierend auf der dritten Ziel-APC291 . - Das Drehmomentanforderungsmodul
224 kann auch eine Zündfunken-Drehmomentanforderung272 , eine Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung273 und eine Kraftstoff-Drehmomentanforderung274 erzeugen. Das Zündfunkensteuermodul232 kann basierend auf der Zündfunken-Drehmomentanforderung272 ermitteln, um wie viel der Zündfunkenzeitpunkt bezogen auf einen optimalen Zündfunkenzeitpunkt nach spät verstellt werden soll (was das Motorausgangsdrehmoment verringert). Lediglich beispielhaft kann eine Drehmomentbeziehung invertiert werden, um diese nach einem Soll-Zündfunkenzeitpunkt299 aufzulösen. -
- 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. Das Zündfunkensteuermodul232 kann einen Ziel-Zündfunkenzeitpunkt275 erzeugen, wie es nachstehend in Verbindung mit3 weiter diskutiert wird. - Wenn der Zündfunkenzeitpunkt auf den optimalen Zündfunkenzeitpunkt 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 der Zündfunkenzeitpunkt vorverstellt wird, während Kraftstoff mit einer Oktanzahl größer als eine vorbestimmte Oktanzahl und eine stöchiometrische Kraftstoffzufuhr verwendet werden. Der Zündfunkenzeitpunkt, bei dem dieses maximale Drehmoment auftritt, wird als ein MBT-Zündfunkenzeitpunkt bezeichnet. Der optimale Zündfunkenzeitpunkt kann sich beispielsweise aufgrund der Kraftstoffqualität (wenn beispielsweise Kraftstoff mit geringerer Oktanzahl verwendet wird) und aufgrund von Umweltfaktoren von dem MBT-Zündfunkenzeitpunkt leicht unterscheiden. Das Motorausgangsdrehmoment bei dem optimalen Zündfunkenzeitpunkt kann daher kleiner als das MBT sein.
- Die Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung
273 kann durch das Zylindersteuermodul236 verwendet werden, um eine Ziel-Anzahl276 von Zylindern für eine Deaktivierung zu ermitteln. Das Zylindersteuermodul236 kann auch ein Kraftstoffsteuermodul240 anweisen, die Kraftstofflieferung an die deaktivierten Zylinder zu stoppen, und es kann das Zündfunkensteuermodul232 anweisen, die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder zu stoppen. Das Zündfunkensteuermodul232 kann die Lieferung des Zündfunkens für einen Zylinder stoppen, sobald ein Luft/Kraftstoffgemisch, das bereits in dem Zylinder vorhanden ist, verbrannt worden ist. - Das Kraftstoffsteuermodul
240 kann die Kraftstoffmenge, die an jeden Zylinder geliefert wird, basierend auf der Kraftstoff-Drehmomentanforderung274 variieren. Spezieller kann das Kraftstoffsteuermodul240 Ziel-Kraftstoffzufuhrparameter277 basierend auf der Kraftstoff-Drehmomentanforderung274 erzeugen. Die Ziel-Kraftstoffzufuhrparameter277 können beispielsweise eine Ziel-Masse des Kraftstoffs, einen Ziel-Startzeitpunkt der Einspritzung und eine Ziel-Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen umfassen. - Während des normalen Betriebs eines Motors mit Funkenzündung kann das Kraftstoffsteuermodul
240 in einem luftgeführten Modus arbeiten, in dem das Kraftstoffsteuermodul240 versucht, ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoffverhältnis aufrechtzuerhalten, indem die Kraftstoffzufuhr basierend auf der Luftströmung gesteuert wird. Das Kraftstoffsteuermodul240 kann eine Ziel-Kraftstoffmasse ermitteln, die eine stöchiometrische Verbrennung ergeben wird, wenn sie mit einer gegenwärtigen Masse der Luft pro Zylinder (APC) kombiniert wird. - Bei Systemen mit Kompressionszündung kann das Kraftstoffsteuermodul
240 in einem kraftstoffgeführten Modus arbeiten, in dem das Kraftstoffsteuermodul240 eine Ziel-Kraftstoffmasse für jeden Zylinder ermittelt, welche die Kraftstoff-Drehmomentanforderung274 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. - Das Luftsteuermodul
228 erzeugt den Ziel-MAP266 ferner basierend auf einem geschätzten MAP-Drehmoment278 . Das geschätzte MAP-Drehmoment278 entspricht einem geschätzten Wert der gegenwärtigen Motordrehmomentausgabe, die basierend auf einem MAP279 ermittelt wird, welcher unter Verwendung des MAP-Sensors184 gemessen wird. Das MAP-Drehmomentschätzmodul246 erzeugt das geschätzte MAP-Drehmoment278 basierend auf dem MAP279 und basierend auf anderen gemessenen Motorbetriebsparametern. Beispielsweise erzeugt das MAP-Drehmomentschätzmodul246 das geschätzte MAP-Drehmoment278 unter Verwendung der Beziehung:TMAP das geschätzte MAP-Drehmoment278 ist, MAP der MAP279 ist, RPM die Motordrehzahl ist (die Drehzahl der Kurbelwelle),SM der gegenwärtige Zündfunkenzeitpunkt280 ist, der durch das Zündfunken-Aktuatormodul126 verwendet wird,IM ein gemessener Einlass-Nockenphasenstellerwinkel281 ist,EM ein gemessener Auslass-Nockenphasenstellerwinkel282 ist, AF das gegenwärtige Luft/Kraftstoffverhältnis ist, das durch das Kraftstoff-Aktuatormodul124 verwendet wird, OT die Öltemperatur ist und # die gegenwärtige Anzahl von Zylindern ist, die deaktiviert sind. Die Beziehung kann als eine Gleichung oder als eine Nachschlagetabelle verkörpert werden. - Das Phasensteller-Steuermodul
252 kann den gemessenen Einlass- und den gemessenen Auslass-Nockenphasenstellerwinkel281 und282 liefern. Das Phasensteller-Steuermodul252 kann den gemessenen Einlass- und den gemessenen Auslass-Nockenphasenstellerwinkel281 und282 basierend auf vorhergehenden Werten des gemessenen Einlass- und des gemessenen Auslass-Nockenphasenstellerwinkels281 und282 sowie basierend auf dem Ziel-Einlass- und dem Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 erzeugen. Beispielsweise kann das Phasensteller-Steuermodul252 den gemessenen Einlass- und den gemessenen Auslass-Nockenphasenstellerwinkel281 und282 unter Verwendung der Beziehungen erzeugen:281 ist, IT der Ziel-Einlass-Nockenphasenstellerwinkel270 ist, k ein vorbestimmter Skalar/Verstärkungswert ist,IM_PREV ein vorhergehender Wert des gemessenen Einlass-Nockenphasenstellerwinkels281 ist,EM der gemessene Auslass-Nockenphasenstellerwinkel282 ist, ET der Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel271 ist, k ein vorbestimmter Skalar/Verstärkungswert ist undEM_PREV ein vorhergehender Wert des gemessenen Auslass-Nockenphasenstellerwinkels282 ist. - Das Luftsteuermodul
228 erzeugt verschiedene Zielwerte ferner basierend auf einem ersten geschätzten APC-Drehmoment283 . Das erste geschätzte APC-Drehmoment283 entspricht einem geschätzten Wert der gegenwärtigen Motordrehmomentausgabe, die basierend auf einer gegenwärtigen APC284 ermittelt wird. Die gegenwärtige APC284 wird basierend auf einem oder mehreren gemessenen Parametern ermittelt, wie beispielsweise basierend auf der MAF, dem MAP und/oder der IAT. Das APC-Drehmomentschätzmodul244 erzeugt das erste geschätzte APC-Drehmoment283 basierend auf der gegenwärtigen APC284 und basierend auf anderen gemessenen Motorbetriebsparametern. Das APC-Drehmomentschätzmodul244 erzeugt das erste geschätzte APC-Drehmoment283 unter Verwendung der Beziehung:TAPC1 das erste geschätzte APC-Drehmoment283 ist, APCM die gegenwärtige APC284 ist, RPM die Motordrehzahl ist,SM der gegenwärtige Zündfunkenzeitpunkt280 ist, der durch das Zündfunken-Aktuatormodul126 verwendet wird,IM der gemessene Einlass-Nockenphasenstellerwinkel281 ist,EM der gemessene Auslass-Nockenphasenstellerwinkel282 ist, AF das gegenwärtige Luft/Kraftstoffverhältnis ist, das durch das Kraftstoff-Aktuatormodul124 verwendet wird, OT die Öltemperatur ist und # die gegenwärtige Anzahl von Zylindern ist, die aktiviert sind. Die Beziehung kann als eine Gleichung oder als eine Nachschlagetabelle verkörpert werden. - Das APC-Drehmomentschätzmodul
244 erzeugt auch ein zweites geschätztes APC-Drehmoment298 basierend auf der gegenwärtigen APC284 und basierend auf dem Ziel-Einlass- sowie dem Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 . Das APC-Drehmomentschätzmodul244 erzeugt das zweite geschätzte APC-Drehmoment298 unter Verwendung der Beziehung:298 ist, APCM die gegenwärtige APC284 ist, RPM die Motordrehzahl ist,SM der gegenwärtige Zündfunkenzeitpunkt280 ist, der durch das Zündfunken-Aktuatormodul126 verwendet wird, IT der Ziel-Einlass-Nockenphasenstellerwinkel270 ist,ET der Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel271 ist, AF das gegenwärtige Luft/Kraftstoffverhältnis ist, das durch das Kraftstoff-Aktuatormodul124 verwendet wird, OT die Öltemperatur ist und # die gegenwärtige Anzahl von Zylindern ist, die aktiviert sind. Die Beziehung kann als eine Gleichung oder als eine Nachschlagetabelle verkörpert werden. - Das Luftsteuermodul
228 kann die Ziel-Drosselöffnung267 an das Drossel-Aktuatormodul116 ausgeben. Das Drossel-Aktuatormodul116 regelt das Drosselventil112 , um die Ziel-Drosselöffnung267 zu erzeugen. Das Luftsteuermodul228 gibt den Ziel-MAP266 an das Ladedruck-Steuermodul248 aus. Das Ladedruck-Steuermodul248 steuert das Ladedruck-Regelventil162 basierend auf dem Ziel-MAP266 . Das Luftsteuermodul228 gibt die zweite Ziel-APC268 an das Phasensteller-Steuermodul252 aus. Basierend auf der zweiten Ziel-APC268 und der Motordrehzahl (und/oder der Kurbelwellenposition) kann das Phasensteller-Steuermodul252 Positionen des Einlass- und/oder des Auslass-Nockenphasenstellers148 und150 steuern. - Nun auf
3 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Luftsteuermoduls228 dargestellt. Ein Verzögerungs- und Ratenbegrenzungsmodul302 wendet eine oder mehrere Formungsmaßnahmen auf die Luftdrehmomentanforderung265 an, um eine geformte Luftdrehmomentanforderung303 zu erzeugen. Spezieller speichert das Verzögerungs- und Ratenbegrenzungsmodul302 die Luftdrehmomentanforderung265 für eine Verzögerungszeitdauer, bevor die gespeicherte Luftdrehmomentanforderung als eine verzögerte Luftdrehmomentanforderung (nicht gezeigt) ausgegeben wird. Das Verzögerungs- und Ratenbegrenzungsmodul302 kann die Verzögerungszeitdauer basierend auf einem AGR-Wert (z.B. einer Öffnung oder einer Massenströmungsrate) und/oder basierend auf der Motordrehzahl (RPM) ermitteln. Das Verzögerungs- und Ratenbegrenzungsmodul302 wendet eine Ratenbegrenzung auf die verzögerte Luftdrehmomentanforderung an, um die geformte Luftdrehmomentanforderung303 zu erzeugen. Mit anderen Worten passt das Verzögerungs- und Ratenbegrenzungsmodul302 die geformte Luftdrehmomentanforderung303 höchstens um einen maximalen Betrag pro vorbestimmte Zeitdauer in Richtung der verzögerten Luftdrehmomentanforderung an. Das Verzögerungs- und Ratenbegrenzungsmodul302 kann den maximalen Betrag basierend auf dem AGR-Wert und/oder der Motordrehzahl ermitteln. Obgleich Formungsmaßnahmen mit Verzögerung und Ratenbegrenzung beschrieben wurden, können eine oder mehrere andere Formungsmaßnahmen ebenso ausgeführt werden. - Ein Drehmomentabweichungsmodul
304 ermittelt eine Drehmomentabweichung308 basierend auf einer Differenz zwischen der geformten Luftdrehmomentanforderung303 und dem ersten geschätzten APC-Drehmoment283 . Beispielsweise kann das Drehmomentabweichungsmodul304 die Drehmomentabweichung308 gleich der Luftdrehmomentanforderung265 minus das erste geschätzte APC-Drehmoment283 setzen. - Ein Anpassungsmodul
312 erzeugt eine Drehmomentanpassung316 basierend auf der Drehmomentabweichung308 . Das Anpassungsmodul312 kann die Drehmomentanpassung316 beispielsweise unter Verwendung der Beziehung erzeugen:316 ist,KP eine Proportionalverstärkung ist, TERROR die Drehmomentabweichung308 ist und KI eine Integralverstärkung ist. KP* (TERROR) wird als eine Proportional-Drehmomentanpassung (P-Drehmomentanpassung) bezeichnet, und KI * ∫TERR0R∂t wird als eine Integral-Drehmomentanpassung (I-Drehmomentanpassung)318 bezeichnet. Die Drehmomentanpassung316 ist gleich der Summe der P-Drehmomentanpassung und der I-Drehmomentanpassung318 . Bei verschiedenen Implementierungen kann ein anderer geeigneter Typ eines Regelungscontrollers verwendet werden, um die Drehmomentanpassung316 basierend auf der Drehmomentabweichung308 zu erzeugen. - Ein Ziel-Ermittlungsmodul
320 ermittelt ein Ziel-Drehmoment324 basierend auf der geformten Luftdrehmomentanforderung303 und der Drehmomentanpassung316 . Beispielsweise kann das Ziel-Ermittlungsmodul320 das Ziel-Drehmoment324 gleich der geformten Luftdrehmomentanforderung303 plus die Drehmomentanpassung316 setzen. - Ein Ziel-APC-Modul
328 erzeugt eine erste Ziel-APC (APC1 )329 .4 ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Ziel-APC-Moduls328 . Nun auf3 und4 Bezug nehmend, ermittelt ein erstes APC-Ermittlungsmodul404 die erste Ziel-APC329 basierend auf dem Ziel-Drehmoment324 , dem Ziel-Zündfunkenzeitpunkt275 und einem ausgewählten Einlass- sowie einem ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkel330 sowie331 . Das erste APC-Ermittlungsmodul404 erzeugt die erste Ziel-APC329 ferner basierend auf der Motordrehzahl, dem gegenwärtigen Luft/Kraftstoffverhältnis, der Öltemperatur und der gegenwärtigen Anzahl der aktiven Zylinder. Die vorstehend angegebene Beziehung (4 ) kann invertiert und zur Ermittlung der ersten Ziel-APC329 aufgelöst werden. Beispielsweise kann das erste APC-Ermittlungsmodul404 die erste Ziel-APC329 unter Verwendung der Beziehung erzeugen:329 ist,TT das Ziel-Drehmoment324 ist, RPM die Motordrehzahl ist,ST der Ziel-Zündfunkenzeitpunkt275 ist,ISEL der ausgewählte Einlass-Nockenphasenstellerwinkel330 ist,ESEL der ausgewählte Auslass-Nockenphasenstellerwinkel331 ist, AF das gegenwärtige Luft/Kraftstoffverhältnis ist, das durch das Kraftstoff-Aktuatormodul124 verwendet wird, OT die Öltemperatur ist, # die gegenwärtige Anzahl von Zylindern ist, die aktiviert sind, und T-1 die Invertierung der Beziehung (4 ) bezeichnet, die vorstehend verwendet wird, um die gegenwärtige APC284 und das erste geschätzte APC-Drehmoment283 in Beziehung zu setzen. Bei verschiedenen Implementierungen können der Ziel-Einlass- und der Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 anstelle des ausgewählten Einlass- und des ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkels330 und331 verwendet werden. Diese Beziehung kann als eine Gleichung oder als eine Nachschlagetabelle verkörpert werden. Die Erzeugung des ausgewählten Einlass- und des ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkels330 und331 wird nachstehend weiter diskutiert. - Das Ziel-APC-Modul
328 erzeugt auch eine zweite und eine dritte Ziel-APC268 und291 . Ein zweites APC-Ermittlungsmodul408 ermittelt die zweite Ziel-APC268 basierend auf einem Ziel-Phasenstellerdrehmoment412 , dem Ziel-Zündfunkenzeitpunkt275 und dem ausgewählten Einlass- sowie dem ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkel330 sowie331 . Das zweite APC-Ermittlungsmodul408 ermittelt die zweite Ziel-APC268 ferner basierend auf der Motordrehzahl, dem gegenwärtigen Luft/Kraftstoffverhältnis, der Öltemperatur und der gegenwärtigen Anzahl der aktiven Zylinder. Die vorstehend angegebene Beziehung (4 ) kann invertiert und zur Ermittlung der zweiten Ziel-APC268 aufgelöst werden. Beispielsweise kann das zweite APC-Ermittlungsmodul408 die zweite Ziel-APC268 unter Verwendung der Beziehung erzeugen:268 ist,TPTT das Ziel-Phasenstellerdrehmoment412 ist, RPM die Motordrehzahl ist,ST der Ziel-Zündfunkenzeitpunkt275 ist,ISEL der ausgewählte Einlass-Nockenphasenstellerwinkel330 ist,ESEL der ausgewählte Auslass-Nockenphasenstellerwinkel331 ist, AF das gegenwärtige Luft/Kraftstoffverhältnis ist, das durch das Kraftstoff-Aktuatormodul124 verwendet wird, OT die Öltemperatur ist, # die gegenwärtige Anzahl von Zylindern ist, die aktiviert sind, und T-1 die Invertierung der Beziehung (4 ) bezeichnet, die vorstehend verwendet wird, um die gegenwärtige APC284 und das erste geschätzte APC-Drehmoment283 in Beziehung zu setzen. Bei verschiedenen Implementierungen können der Ziel-Einlass- und der Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 anstelle des ausgewählten Einlass- und des ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkels330 und331 verwendet werden. Diese Beziehung kann als eine Gleichung oder als eine Nachschlagetabelle verkörpert werden. - Ein Ziel-Phasenstellerdrehmomentmodul
416 ermittelt das Ziel-Phasenstellerdrehmoment412 basierend auf der geformten Luftdrehmomentanforderung303 und einer Phasensteller-Drehmomentanpassung420 . Beispielsweise kann das Ziel-Phasenstellerdrehmomentmodul416 das Ziel-Phasenstellerdrehmoment412 gleich der Phasensteller-Drehmomentanpassung420 plus die geformte Luftdrehmomentanforderung303 setzen. - Ein erstes Auswahlmodul
424 setzt die Phasensteller-Drehmomentanpassung420 basierend auf einem ersten Auswahlsignal428 auf Null oder auf die I-Drehmomentanpassung318 . Beispielsweise kann das erste Auswahlmodul424 die Phasensteller-Drehmomentanpassung420 auf Null setzen, wenn sich das erste Auswahlsignal428 in einem ersten Zustand befindet, und es kann die Phasensteller-Drehmomentanpassung420 auf die I-Drehmomentanpassung318 setzen, wenn sich das erste Auswahlsignal428 in einem zweiten Zustand befindet. Der Zustand des ersten Auswahlsignals428 kann beispielsweise während der Kalibrierungsstufe der Fahrzeugkonstruktion festgelegt werden. Beispielsweise kann das erste Auswahlsignal428 auf den ersten Zustand gesetzt werden, wenn das Phasensteller-Steuermodul252 den Ziel-Einlass- und/oder den Ziel-Auslass-Phasenstellerwinkel270 und271 mit einer größeren als einer vorbestimmten Rate ändern kann. Das erste Auswahlsignal428 kann auf den zweiten Zustand gesetzt werden, wenn das Phasensteller-Steuermodul252 darauf begrenzt ist, den Ziel-Einlass- und/oder den Ziel-Auslass-Phasenstellerwinkel270 und271 mit einer geringeren als der vorbestimmten Rate zu ändern. - Wie vorstehend festgestellt wurde, erzeugt das Phasensteller-Steuermodul
252 (2 ) den Ziel-Einlass- und den Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 basierend auf der zweiten Ziel-APC268 . Das Phasensteller-Steuermodul252 kann den Ziel-Einlass- und den Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 basierend auf der zweiten Ziel-APC268 und der Motordrehzahl ermitteln. Beispielsweise kann das Phasensteller-Steuermodul252 den Ziel-Einlass- und den Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 unter Verwendung der Beziehungen erzeugen:270 ist, RPM die Motordrehzahl ist, APCT_2 die zweite Ziel-APC268 ist undET der Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel271 ist. Diese Beziehungen können als Gleichungen oder als Nachschlagetabellen verkörpert werden. Das Phasensteller-Aktuatormodul158 steuert den Einlass- und den Auslass-Nockenphasensteller148 und150 basierend auf dem Ziel-Einlass- bzw. dem Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 bzw.271 . - Ein drittes APC-Ermittlungsmodul
432 ermittelt die dritte Ziel-APC291 basierend auf einem Ziel-AGR-Drehmoment436 , dem Ziel-Zündfunkenzeitpunkt275 und dem ausgewählten Einlass- sowie dem ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkel330 sowie331 . Das dritte APC-Ermittlungsmodul432 ermittelt die die dritte Ziel-APC291 ferner basierend auf der Motordrehzahl, dem gegenwärtigen Luft/Kraftstoffverhältnis, der Öltemperatur und der gegenwärtigen Anzahl der aktiven Zylinder. Die vorstehend angegebene Beziehung (4 ) kann invertiert und zur Ermittlung der dritten Ziel-APC291 aufgelöst werden. Beispielsweise kann das dritte APC-Ermittlungsmodul432 die dritte Ziel-APC291 unter Verwendung der Beziehung erzeugen:291 ist, TEGRT das Ziel-Phasenstellerdrehmoment436 ist, RPM die Motordrehzahl ist, ST der Ziel-Zündfunkenzeitpunkt275 ist, ISEL der ausgewählte Einlass-Nockenphasenstellerwinkel330 ist, ESEL der ausgewählte Auslass-Nockenphasenstellerwinkel331 ist, AF das gegenwärtige Luft/Kraftstoffverhältnis ist, das durch das Kraftstoff-Aktuatormodul124 verwendet wird, OT die Öltemperatur ist, # die gegenwärtige Anzahl von Zylindern ist, die aktiviert sind, und T-1 die Invertierung der Beziehung (4 ) bezeichnet, die vorstehend verwendet wird, um die gegenwärtige APC284 und das erste geschätzte APC-Drehmoment283 in Beziehung zu setzen. Bei verschiedenen Implementierungen können der Ziel-Einlass- und der Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 anstelle des ausgewählten Einlass- und des ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkels330 und331 verwendet werden. Diese Beziehung kann als eine Gleichung oder als eine Nachschlagetabelle verkörpert werden. - Ein Ziel-AGR-Drehmomentmodul
440 ermittelt das Ziel-AGR-Drehmoment436 basierend auf der Luftdrehmomentanforderung265 und einer AGR-Drehmomentanpassung444 . Das Ziel-AGR-Drehmomentmodul440 kann beispielsweise das Ziel-AGR-Drehmoment436 gleich der AGR-Drehmomentanpassung444 plus die Luftdrehmomentanforderung265 setzen. - Ein zweites Auswahlmodul
448 setzt die AGR-Drehmomentanpassung444 basierend auf einem zweiten Auswahlsignal452 auf Null oder auf die I-Drehmomentanpassung318 . Das zweite Auswahlmodul448 kann die AGR-Drehmomentanpassung444 beispielsweise auf Null setzen, wenn sich das zweite Auswahlsignal452 in einem ersten Zustand befindet, und es kann die AGR-Drehmomentanpassung444 auf die I-Drehmomentanpassung318 setzen, wenn sich das zweite Auswahlsignal452 in einem zweiten Zustand befindet. Der Zustand des zweiten Auswahlsignals452 kann beispielsweise während der Kalibrierungsstufe der Fahrzeugkonstruktion festgelegt werden. Das zweite Auswahlsignal452 kann beispielsweise auf den ersten Zustand gesetzt werden, wenn das AGR-Steuermodul253 die Ziel-AGR-Öffnung292 mit einer größeren als einer vorbestimmten Rate ändern kann. Das zweite Auswahlsignal452 kann auf den zweiten Zustand gesetzt werden, wenn das AGR-Steuermodul253 darauf begrenzt ist, die Ziel-AGR-Öffnung292 mit einer geringeren als der vorbestimmten Rate zu ändern. - Wie vorstehend festgestellt wurde, erzeugt das AGR-Steuermodul
253 (2 ) die Ziel-AGR-Öffnung292 basierend auf der dritten Ziel-APC291 . Das AGR-Steuermodul253 kann eine Ziel-AGR-Massenströmungsrate basierend auf der dritten Ziel-APC291 und der Motordrehzahl ermitteln. Das AGR-Steuermodul253 kann die Ziel-AGR-Massenströmungsrate beispielsweise unter Verwendung der Beziehung erzeugen:291 ist. Diese Beziehung kann als eine Gleichung oder als eine Nachschlagetabelle verkörpert werden. - Das AGR-Steuermodul
253 kann die Ziel-AGR-Öffnung292 basierend auf der Ziel-AGR-Massenströmungsrate ermitteln. Das AGR-Steuermodul253 ermittelt die Ziel-AGR-Öffnung292 ferner basierend auf dem Ziel-MAP266 , einer Abgastemperatur und einem Abgasdruck. Beispielsweise kann das AGR-Steuermodul253 die Ziel-AGR-Öffnung292 unter Verwendung der Beziehung ermitteln:292 ist, MEGRT die Ziel-AGR-Massenströmungsrate ist, MAPT der Ziel-MAP266 ist, RGAS die ideale Gaskonstante ist, Texh eine Abgastemperatur ist, Pexh ein Abgasdruck ist und Φ eine Luftdichtefunktion repräsentiert. Wie vorstehend festgestellt wurde, steuert das AGR-Steuermodul172 das AGR-Ventil170 basierend auf der Ziel-AGR-Öffnung292 . - Wieder auf
3 Bezug nehmend, erzeugt ein Ziel-MAP-Modul332 den Ziel-MAP266 basierend auf dem Ziel-Drehmoment324 , dem Ziel-Zündfunkenzeitpunkt275 und dem ausgewählten Einlass- sowie dem ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkel330 sowie331 . Das Ziel-MAP-Modul332 erzeugt den Ziel-MAP266 ferner basierend auf der Motordrehzahl, dem gegenwärtigen Luft/Kraftstoffverhältnis, der Öltemperatur, der gegenwärtigen Anzahl aktiver Zylinder und einer geschätzten Drehmomentdifferenz336 . Die vorstehend angegebene Beziehung (1 ) kann invertiert und zur Ermittlung des Ziel-MAP266 aufgelöst werden. Beispielsweise kann das Ziel-MAP-Modul332 den Ziel-MAP266 unter Verwendung der Beziehung erzeugen:266 ist, TT das Ziel-Drehmoment324 ist, TEST_DIFF die geschätzte Drehmomentdifferenz336 ist, RPM die Motordrehzahl ist,ST der Ziel-Zündfunkenzeitpunkt275 ist,ISEL der ausgewählte Einlass-Nockenphasenstellerwinkel330 ist, ESEL der ausgewählte Auslass-Nockenphasenstellerwinkel331 ist, AF das gegenwärtige Luft/Kraftstoffverhältnis ist, das durch das Kraftstoff-Aktuatormodul124 verwendet wird, OT die Öltemperatur ist, # die gegenwärtige Anzahl von Zylindern ist, die aktiviert sind, und T-1 die Invertierung der Beziehung (1 ) bezeichnet, die vorstehend verwendet wird, um den MAP279 und das geschätzte MAP-Drehmoment278 in Beziehung zu setzen. Bei verschiedenen Implementierungen können der Ziel-Einlass- und der Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 anstelle des ausgewählten Einlass- und des ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkels330 und331 verwendet werden. Diese Beziehung kann als eine Gleichung oder als eine Nachschlagetabelle verkörpert werden. Wie vorstehend angemerkt wurde, wird die Erzeugung des ausgewählten Einlass- und des ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkels330 und331 nachstehend weiter diskutiert. - Ein Differenzmodul
340 ermittelt die geschätzte Drehmomentdifferenz336 . Das Differenzmodul340 ermittelt die geschätzte Drehmomentdifferenz336 basierend auf einer Differenz zwischen dem geschätzten MAP-Drehmoment278 und dem ersten geschätzten APC-Drehmoment283 . Das Differenzmodul340 kann auch einen Filter auf die Differenz zwischen dem geschätzten MAP-Drehmoment278 und dem ersten geschätzten APC-Drehmoment283 anwenden, wie beispielsweise einen Tiefpassfilter, und die gefilterte Differenz als die geschätzte Drehmomentdifferenz336 ausgeben. - Wie vorstehend festgestellt wurde, kann das Ladedruck-Steuermodul
248 das Ziel-Tastverhältnis269 basierend auf dem Ziel-MAP266 erzeugen. Das Ladedruck-Aktuatormodul164 steuert das Ladedruck-Regelventil162 (und daher den Turbolader) basierend auf dem Ziel-Tastverhältnis269 . - Ein Ziel-MAF-Modul
344 erzeugt eine Ziel-MAF348 in den Motor102 basierend auf der ersten Ziel-APC329 . Das Ziel-MAF-Modul344 erzeugt die Ziel-MAF348 ferner basierend auf der Motordrehzahl und der gesamten Anzahl an Zylindern des Motors102 . Beispielsweise kann das Ziel-MAF-Modul344 die Ziel-MAF348 unter Verwendung der Beziehung erzeugen:348 ist, APCT_1 die erste Ziel-APC329 ist, RPM die Motordrehzahl ist und kCYL ein vorbestimmter Wert ist, der basierend auf der gesamten Anzahl an Zylindern des Motors102 festgelegt wird. Lediglich beispielhaft kann kCYL für einen 8-Zylindermotor ungefähr 15 und für einen 4-Zylindermotor ungefähr 30 sein. - Ein Drosselsteuermodul
352 ermittelt die Ziel-Drosselöffnung267 für das Drosselventil112 basierend auf der Ziel-MAF348 . Das Drosselsteuermodul352 ermittelt die Ziel-Drosselöffnung267 ferner basierend auf dem Ziel-MAP266 , einer Lufttemperatur und einem barometrischen Druck. Beispielsweise kann das Drosselsteuermodul352 die Ziel-Drosselöffnung267 unter Verwendung der Beziehung ermitteln:267 ist, MAFT die Ziel-MAF348 ist, MAPT der Ziel-MAP266 ist, RGAS die ideale Gaskonstante ist, T die Lufttemperatur ist (z.B. in der Umgebung oder im Einlass), B der barometrische Druck ist und Φ eine Luftdichtefunktion repräsentiert. Wie vorstehend festgestellt wurde, steuert das Drossel-Aktuatormodul116 das Drosselventil112 basierend auf der Ziel-Drosselöffnung267 . - Zusammengefasst werden das Drosselventil
112 und der Turbolader (wenn er vorhanden ist) basierend auf dem Ziel-Drehmoment324 gesteuert, das basierend auf der geformten Luftdrehmomentanforderung303 und der Drehmomentanpassung316 erzeugt wird. Der Einlass- und der Auslass-Nockenphasensteller148 und150 werden jedoch basierend auf dem Ziel-Phasenstellerdrehmoment412 gesteuert, das basierend auf der geformten Luftdrehmomentanforderung303 und dem Ziel-Phasenstellerdrehmoment412 erzeugt wird. Zusätzlich wird das AGR-Ventil170 basierend auf der Luftdrehmomentanforderung265 und dem Ziel-AGR-Drehmoment436 gesteuert. Dies stellt sicher, dass die Erzeugung des Ziel-Drehmoments324 , des Ziel-Phasenstellerdrehmoments412 und des Ziel-AGR-Drehmoments436 mit den Ansprecheigenschaften des Drosselventils112 und des Turboladers, des Einlass- sowie des Auslass-Nockenphasenstellers148 sowie150 bzw. des AGR-Ventils170 abgestimmt wird. Diese Abstimmung kann eine Verbesserung der stationären Leistung und der Übergangsleistung schaffen. - Wieder auf den Ziel-Zündfunkenzeitpunkt
275 Bezug nehmend, kann die vorstehend angegebene Drehmomentbeziehung (4 ) invertiert werden, um diese nach einer Zündfunken-APC (nicht gezeigt) aufzulösen. Beispielsweise kann das Zündfunkensteuermodul232 die Zündfunken-APC unter Verwendung der Beziehung ermitteln:TSPARK die Zündfunken-Drehmomentanforderung272 ist, RPM die Motordrehzahl ist,SM der gegenwärtige Zündfunkenzeitpunkt280 ist, der durch das Zündfunken-Aktuatormodul126 verwendet wird, IT der Ziel-Einlass-Nockenphasenstellerwinkel270 ist,ET der Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel271 ist, AF das gegenwärtige Luft/Kraftstoffverhältnis ist, das durch das Kraftstoff-Aktuatormodul124 verwendet wird, OT die Öltemperatur ist, # die gegenwärtige Anzahl an Zylindern ist, die aktiviert sind, und T-1 die Invertierung der Beziehung (4 ) bezeichnet, die vorstehend verwendet wird, um die gegenwärtige APC284 mit dem ersten geschätzten APC-Drehmoment283 in Beziehung zu setzen. Diese Beziehung kann als eine Gleichung oder als eine Nachschlagetabelle verkörpert werden. - Das Zündfunkensteuermodul
232 ermittelt den Ziel-Zündfunkenzeitpunkt275 basierend auf der Zündfunken-APC und der Motordrehzahl. Beispielsweise kann Zündfunkensteuermodul232 den Ziel-Zündfunkenzeitpunkt275 unter Verwendung der Beziehung ermitteln:275 ist, APCSPARK die Zündfunken-APC ist und RPM die Motordrehzahl ist. - Ein Auswahlmodul
356 legt den ausgewählten Einlass- und den ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkel330 und331 jeweils entweder basierend auf dem gemessenen Einlass- und dem gemessenen Auslass-Nockenphasenstellerwinkel281 und282 oder basierend auf dem Ziel-Einlass- und dem Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 fest. Spezieller legt das Auswahlmodul356 den ausgewählten Einlass-Nockenphasenstellerwinkel330 entweder basierend auf dem gemessenen Einlass-Nockenphasenstellerwinkel281 oder basierend auf dem Ziel-Einlass-Nockenphasenstellerwinkel270 fest, und es legt den ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkel331 entweder basierend auf dem gemessenen Auslass-Nockenphasenstellerwinkel282 oder basierend auf dem Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel271 fest. - Ein Auswahlsignal
360 steuert, ob das Auswahlmodul356 den ausgewählten Einlass- und den ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkel330 und331 basierend auf dem gemessenen Einlass- und dem gemessenen Auslass-Nockenphasenstellerwinkel281 und282 oder basierend auf dem Ziel-Einlass- und dem Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 festlegt. Beispielsweise kann das Auswahlmodul356 den ausgewählten Einlass- und den ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkel330 und331 basierend auf dem Ziel-Einlass- und dem Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 festlegen, wenn sich das Auswahlsignal360 in einem ersten Zustand befindet. Wenn sich das Auswahlsignal360 in einem zweiten Zustand befindet, kann das Auswahlmodul356 den ausgewählten Einlass- und den ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkel330 und331 basierend auf dem gemessenen Einlass- sowie dem gemessenen Auslass-Nockenphasenstellerwinkel281 und282 festlegen. - Wenn das Auswahlsignal
360 von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand übergeht oder umgekehrt, kann das Auswahlmodul356 Änderungen in dem ausgewählten Einlass- und ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkel330 und331 bezüglich der Rate begrenzen. Wenn das Auswahlsignal360 beispielsweise von dem ersten Zustand in den Zustand übergeht, kann das Auswahlmodul356 den ausgewählten Einlass- und den ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkel330 und331 maximal um einen ersten vorbestimmten Betrag für jede vorbestimmte Zeitdauer in die Richtung des gemessenen Einlass- und des gemessenen Auslass-Nockenphasenstellerwinkels281 und282 anpassen. Wenn das Auswahlsignal360 von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand übergeht, kann das Auswahlmodul356 den ausgewählten Einlass- und den ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkel330 und331 maximal um einen zweiten vorbestimmten Betrag für jede vorbestimmte Zeitdauer in die Richtung des Ziel-Einlass- und des Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkels270 und271 anpassen. Der erste und der zweite vorbestimmte Betrag können dieselben oder unterschiedlich sein. - Ein Auswahlerzeugungsmodul
364 erzeugt das Auswahlsignal360 . Das Auswahlerzeugungssignal364 summiert eine APC-Drehmomentdifferenz365 über eine vorbestimmte Zeitdauer (oder eine vorbestimmte Anzahl von Abtastwerten), um eine kumulative Differenz zu ermitteln. Ein zweites Differenzmodul366 ermittelt die APC-Drehmomentdifferenz365 . Das zweite Differenzmodul366 ermittelt die APC-Drehmomentdifferenz365 basierend auf einer Differenz zwischen dem ersten geschätzten APC-Drehmoment283 und dem zweiten geschätzten APC-Drehmoment298 . Das zweite Differenzmodul366 kann auch einen Filter auf die Differenz zwischen dem ersten geschätzten APC-Drehmoment283 und dem zweiten geschätzten APC-Drehmoment298 anwenden, wie beispielsweise ein Tiefpassfilter, und die gefilterte Differenz als die APC-Drehmomentdifferenz365 ausgeben. - Das Auswahlerzeugungsmodul
364 erzeugt das Auswahlsignal360 basierend auf der kumulativen Differenz. Spezieller setzt das Auswahlerzeugungsmodul364 das Auswahlsignal360 auf den ersten Zustand, wenn die kumulative Differenz kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn die kumulative Differenz größer als der vorbestimmte Wert ist, kann das Auswahlerzeugungsmodul364 das Auswahlsignal360 auf den zweiten Zustand setzen. Auf diese Weise legt das Auswahlmodul356 den ausgewählten Einlass- und den ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkel330 und331 basierend auf dem Ziel-Einlass- und dem Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 fest, wenn die kumulative Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist. Wenn die kumulative Differenz größer als der vorbestimmte Wert ist, kann das Auswahlmodul356 den ausgewählten Einlass- und den ausgewählten Auslass-Nockenphasenstellerwinkel330 und331 basierend auf dem gemessenen Einlass- und dem gemessenen Auslass-Nockenphasenstellerwinkel281 und282 festlegen. Dies kann sicherstellen, dass die Verwendung des Ziel-Einlass- und des Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkels270 und271 auf die Zeiten begrenzt ist, zu denen der Ziel-Einlass- und der Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 genau sind, wie es dadurch angegeben wird, dass die kumulative Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist. - Nun auf
5 Bezug nehmend, ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern des Drosselventils112 , des Einlass- und des Auslass-Nockenphasenstellers148 und150 , des Ladedruck-Regelventils162 und des AGR-Ventils170 zeigt. Die Steuerung kann mit504 beginnen, wo das Drehmomentanforderungsmodul224 die Luftdrehmomentanforderung265 erzeugt. Das Verzögerungs- und Ratenbegrenzungsmodul302 aktualisiert bei508 die geformte Luftdrehmomentanforderung303 . Das Verzögerungs- und Ratenbegrenzungsmodul302 empfängt die Luftdrehmomentanforderung265 und speichert die Luftdrehmomentanforderung265 für die Verzögerungszeitdauer. Das Verzögerungs- und Ratenbegrenzungsmodul302 passt die geformte Luftdrehmomentanforderung303 maximal um den vorbestimmten Betrag in die Richtung der gespeicherten Luftdrehmomentanforderung an. Die Verzögerungszeitdauer und der vorbestimmte Betrag können basierend auf dem AGR-Wert und/oder der Motordrehzahl ermittelt werden. - Das Drehmomentabweichungsmodul
304 erzeugt bei512 die Drehmomentabweichung308 . Das Drehmomentabweichungsmodul304 ermittelt die Drehmomentabweichung308 basierend auf einer Differenz zwischen der geformten Luftdrehmomentanforderung303 und dem ersten geschätzten APC-Drehmoment283 . Das Anpassungsmodul312 ermittelt die P-Drehmomentanpassung, die I-Drehmomentanpassung318 und die Drehmomentanpassung316 bei516 basierend auf der Drehmomentabweichung308 . Wie es vorstehend in Verbindung mit (6 ) diskutiert wurde, kann das Anpassungsmodul312 die P-Drehmomentanpassung basierend auf einem Produkt der Proportionalverstärkung (KP) und der Drehmomentabweichung308 ermitteln, und es kann die I-Drehmomentanpassung318 basierend auf einem Produkt der Drehmomentabweichung308 und einer Integralverstärkung (KI) ermitteln. Das Anpassungsmodul312 kann die Drehmomentanpassung316 gleich der I-Drehmomentanpassung318 plus die P-Drehmomentanpassung setzen. - Bei
520 erzeugt das Ziel-Ermittlungsmodul320 das Ziel-Drehmoment324 , das Ziel-Phasenstellerdrehmomentmodul416 erzeugt das Ziel-Phasenstellerdrehmoment412 , und das Ziel-AGR-Drehmomentmodul440 erzeugt das Ziel-AGR-Drehmoment436 . Das Ziel-Ermittlungsmodul320 ermittelt das Ziel-Drehmoment324 basierend auf der Drehmomentanpassung316 und der geformten Luftdrehmomentanforderung303 , wie es vorstehend diskutiert wurde. Das Ziel-Phasenstellerdrehmomentmodul416 ermittelt das Ziel-Phasenstellerdrehmoment412 basierend auf der geformten Luftdrehmomentanforderung303 und der Phasensteller-Drehmomentanpassung420 , wie es vorstehend diskutiert wurde. Das Ziel-AGR-Drehmomentmodul440 ermittelt das Ziel-AGR-Drehmoment436 basierend auf der Luftdrehmomentanforderung265 und der AGR-Drehmomentanpassung444 , wie es vorstehend beschrieben wurde. - Bei
528 ermittelt das erste APC-Ermittlungsmodul404 die erste Ziel-APC329 , das zweite APC-Ermittlungsmodul408 ermittelt die zweite Ziel-APC268 , und das dritte APC-Ermittlungsmodul432 ermittelt die dritte Ziel-APC291 . Das erste APC-Ermittlungsmodul404 ermittelt die erste Ziel-APC329 basierend auf dem Ziel-Drehmoment324 , wie es vorstehend diskutiert wurde. Das zweite APC-Ermittlungsmodul408 ermittelt die zweite Ziel-APC268 basierend auf dem Ziel-Phasenstellerdrehmoment412 , wie es vorstehend diskutiert wurde. Das dritte APC-Ermittlungsmodul432 ermittelt die dritte Ziel-APC291 basierend auf dem Ziel-AGR-Drehmoment436 , wie es vorstehend diskutiert wurde. - Bei
532 erzeugt das Ziel-MAF-Modul344 die Ziel-MAF348 , das Drosselsteuermodul352 erzeugt die Ziel-Drosselöffnung267 , und das Ziel-MAP-Modul332 erzeugt den Ziel-MAP266 . Das Ziel-MAF-Modul344 ermittelt die Ziel-MAF348 basierend auf der ersten Ziel-APC329 , wie es vorstehend diskutiert wurde. Das Drosselsteuermodul352 ermittelt die Ziel-Drosselöffnung267 basierend auf der Ziel-MAF348 , wie es vorstehend diskutiert wurde. Das Ziel-MAP-Modul332 ermittelt den Ziel-MAP266 basierend auf dem Ziel-Drehmoment324 , wie es vorstehend diskutiert wurde. - Das Ladedruck-Steuermodul
248 erzeugt ebenfalls bei532 das Ziel-Tastverhältnis269 , das Phasensteller-Steuermodul252 erzeugt den Ziel-Einlass- und den Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 , und das AGR-Steuermodul253 erzeugt die Ziel-AGR-Öffnung292 . Das Ladedruck-Steuermodul248 ermittelt das Ziel-Tastverhältnis269 basierend auf dem Ziel-MAP266 , wie es vorstehend diskutiert wurde. Das Phasensteller-Steuermodul252 ermittelt den Ziel-Einlass- und den Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 basierend auf der zweiten Ziel-APC268 , wie es vorstehend diskutiert wurde. Das AGR-Steuermodul253 ermittelt die Ziel-AGR-Öffnung292 basierend auf der dritten Ziel-APC291 , wie es vorstehend diskutiert wurde. - Bei
536 stellt das Drossel-Aktuatormodul116 das Drosselventil112 basierend auf der Ziel-Drosselöffnung267 ein, und das Ladedruck-Aktuatormodul164 stellt das Tastverhältnis, das auf das Ladedruck-Regelventil162 angewendet wird, selektiv basierend auf dem Ziel-Tastverhältnis269 ein. Das Phasensteller-Aktuatormodul158 stellt ebenso bei536 den Einlass- und den Auslass-Nockenphasensteller148 und150 selektiv basierend auf dem Ziel-Einlass- und dem Ziel-Auslass-Nockenphasenstellerwinkel270 und271 ein, und das AGR-Aktuatormodul172 stellt das AGR-Ventil170 selektiv basierend auf der Ziel-AGR-Öffnung292 ein. Die Steuerung kann anschließend enden. Obgleich die Steuerung derart gezeigt ist und diskutiert wird, dass sie endet, kann5 eine Veranschaulichung einer Steuerschleife sein, und es können Steuerschleifen mit einer vorbestimmten Rate ausgeführt werden. - Zu Zwecken der Klarheit werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet, sollte die Formulierung A, B und/oder C derart ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oders bedeutet. Es versteht sich, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
- Wie hierin verwendet, kann sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC); einen elektronischen Schaltkreis; einen Schaltkreis der Schaltungslogik; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code ausführt; andere geeignete Hardwarekomponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder aller von den vorstehenden Gegenständen, wie beispielsweise bei einem Ein-Chip-System, beziehen, ein Teil von diesen sein oder diese umfassen. Der Ausdruck Modul kann einen Speicher umfassen (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code speichert, der durch den Prozessor ausgeführt wird.
- Der Ausdruck Code, wie er vorstehend verwendet wird, kann eine Software, eine Firmware und/oder einen Mikrocode umfassen, und er kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Ausdruck gemeinsam genutzt, wie er vorstehend verwendet wird, bedeutet, dass ein Teil des Codes oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzelnen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann ein Teil des Codes oder der gesamte Code mehrerer Module durch einen einzelnen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Ausdruck Gruppe, wie er vorstehend verwendet wird, bedeutet, dass ein Teil des Codes oder der gesamte Code eines einzelnen Moduls unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren ausgeführt werden kann. Zusätzlich kann ein Teil des Codes oder der gesamte Code eines einzelnen Moduls unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
- Die hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme umfassen durch einen Prozessor ausführbare Anweisungen, die auf einem nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten umfassen. Nicht einschränkende Beispiele des nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Mediums sind ein nicht flüchtiger Speicher, ein magnetischer Speicher und ein optischer Speicher.
Claims (9)
- Motorsteuerverfahren für ein Fahrzeug, das umfasst, dass: eine Verzögerung und eine Ratenbegrenzung auf eine erste Drehmomentanforderung (265) angewendet werden, um eine zweite Drehmomentanforderung (303) zu erzeugen; eine Ziel-Drosselöffnung (267) basierend auf der zweiten Drehmomentanforderung (303) ermittelt wird; ein Drosselventil (112) selektiv basierend auf der Ziel-Drosselöffnung (267) eingestellt wird; ein Ziel-Einlass- und ein Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswert (270, 271) basierend auf der zweiten Drehmomentanforderung (303) ermittelt werden; ein Einlass- und ein Auslass-Ventilphasensteller (148, 150) selektiv basierend auf dem Ziel-Einlass- bzw. dem Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswert (270, 271) eingestellt werden; eine Ziel-Abgasrückführungsöffnung (Ziel-AGR-Öffnung) (292) basierend auf der ersten Drehmomentanforderung (265) ermittelt wird; ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) (170) selektiv basierend auf der Ziel-Abgasrückführungsöffnung (Ziel-AGR-Öffnung) (292) eingestellt wird; eine erste Drehmomentanpassung basierend auf einem Produkt eines ersten vorbestimmten Werts (KP) und einer Differenz (308) zwischen der zweiten Drehmomentanforderung (303) und einer geschätzten Drehmomentausgabe (283) eines Motors (102) ermittelt wird; eine zweite Drehmomentanpassung (318) basierend auf einem Integral eines Produkts eines zweiten vorbestimmten Werts (KI) und der Differenz (308) ermittelt wird; eine dritte Drehmomentanpassung (316) basierend auf der ersten und der zweiten Drehmomentanpassung ermittelt wird; die Ziel-Drosselöffnung (267) ferner basierend auf der dritten Drehmomentanpassung (316) ermittelt wird; und der Ziel-Einlass- und der Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswert (270, 271) ferner basierend auf der zweiten Drehmomentanpassung (318) ermittelt werden.
- Motorsteuerverfahren nach
Anspruch 1 , das ferner umfasst, dass die Ziel-Drosselöffnung (267) basierend auf einer Summe der zweiten Drehmomentanforderung (303) und der dritten Drehmomentanpassung (316) ermittelt wird. - Motorsteuerverfahren nach
Anspruch 1 , das ferner umfasst, dass der Ziel-Einlass- und der Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswert (270, 271) basierend auf einer Summe der zweiten Drehmomentanforderung (303) und der zweiten Drehmomentanpassung (318) ermittelt werden. - Motorsteuerverfahren nach
Anspruch 1 , das ferner umfasst, dass die Ziel-Abgasrückführungsöffnung (Ziel-AGR-Öffnung) (292) basierend auf einer Summe der ersten Drehmomentanforderung (265) und der zweiten Drehmomentanpassung (318) ermittelt wird. - Motorsteuerverfahren nach
Anspruch 1 , das ferner umfasst, dass: eine erste Luftmenge (329) pro Zylinder (118) basierend auf der zweiten Drehmomentanforderung (303) und der dritten Drehmomentanpassung (316) ermittelt wird; eine zweite Luftmenge (268) pro Zylinder (118) basierend auf der zweiten Drehmomentanforderung (303) und der zweiten Drehmomentanpassung (318) ermittelt wird; eine dritte Luftmenge (291) pro Zylinder (118) basierend auf der ersten Drehmomentanforderung (265) und der zweiten Drehmomentanpassung ermittelt (318) wird; die Ziel-Drosselöffnung (267) basierend auf der ersten Luftmenge (329) pro Zylinder (118) ermittelt wird; der Ziel-Einlass- und der Ziel-Auslass-Phaseneinstellungswert (270, 271) basierend auf der zweiten Luftmenge (268) pro Zylinder (118) ermittelt werden; und die Ziel-Abgasrückführungsöffnung (Ziel-AGR-Öffnung) (292) basierend auf der dritten Luftmenge (291) pro Zylinder (118) ermittelt wird. - Motorsteuerverfahren nach
Anspruch 5 , das ferner umfasst, dass: die erste Luftmenge (329) pro Zylinder (118) basierend auf einer Summe der zweiten Drehmomentanforderung (303) und der dritten Drehmomentanpassung ermittelt (316) wird; die zweite Luftmenge (268) pro Zylinder (118) basierend auf einer Summe der zweiten Drehmomentanforderung (303) und der zweiten Drehmomentanpassung (318) ermittelt wird; und die dritte Luftmenge pro Zylinder (291) basierend auf einer Summe der ersten Drehmomentanforderung (265) und der zweiten Drehmomentanpassung (318) ermittelt wird. - Motorsteuerverfahren nach
Anspruch 1 , das ferner umfasst, dass: ein Ziel-Ladedruck-Regelventilwert basierend auf der zweiten Drehmomentanforderung (303) und der dritten Drehmomentanpassung (316) ermittelt wird; und ein Ladedruck-Regelventil (162) eines Turboladers selektiv basierend auf dem Ziel-Ladedruck-Regelventilwert eingestellt wird. - Motorsteuerverfahren nach
Anspruch 1 , das ferner umfasst, dass die dritte Drehmomentanpassung (316) basierend auf einer Summe der ersten und der zweiten Drehmomentanpassung (318) ermittelt wird. - Motorsteuerverfahren nach
Anspruch 1 , das ferner umfasst, dass die Verzögerung und/oder die Ratenbegrenzung basierend auf einer Motordrehzahl und/oder einem Abgasrückführungswert (AGR-Wert) ermittelt werden.
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