DE102014111478B4 - Verfahren zum steuern eines motors beim loslassen eines gaspedals - Google Patents

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Abstract

Motorsteuerverfahren für ein Fahrzeug, das umfasst, dass:
eine Differenz (428) zwischen einer Motordrehzahl (436) und einer Getriebe-Eingangswellendrehzahl (346) ermittelt wird;
ein Signal (420) auf einen ersten Zustand gesetzt wird, wenn ein Fahrer ein Gaspedal loslässt;
das Signal (420) selektiv von dem ersten Zustand in einen zweiten Zustand übergeleitet wird, wenn die Differenz (428) kleiner als Null ist;
eine Motordrehmomentanforderung (370) verringert wird, wenn sich das Signal (420) in dem ersten Zustand befindet;
die Motordrehmomentanforderung (370) selektiv erhöht wird, wenn sich das Signal (420) in dem zweiten Zustand befindet; und
ein Zündfunkenzeitpunkt selektiv basierend auf der Motordrehmomentanforderung (370) angepasst wird; und/oder
eine Kraftstoffzufuhr selektiv basierend auf der Motordrehmomentanforderung (370) angepasst wird,
wobei das Signal (420) von dem zweiten Zustand eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Überleiten des Signals (420) in den zweiten Zustand in einen dritten Zustand übergeleitet wird; und
wobei die Motordrehmomentanforderung (370) verringert wird, wenn sich das Signal (420) in dem dritten Zustand befindet.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Verfahren zum Steuern eines Motors, nachdem ein Fahrer ein Gaspedal loslässt.
  • HINTERGRUND
  • Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoff-Gemisch 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 gewünschtes Luft/Kraftstoff-Gemisch an die Zylinder zu liefern. Eine Erhöhung der Luft und des Kraftstoffs für die Zylinder vergrößert die Drehmomentausgabe des Motors.
  • Motorsteuersysteme wurden entwickelt, um die Motordrehmomentausgabe zum Erreichen eines gewünschten vorausgesagten Drehmoments zu steuern. Herkömmliche Motorsteuersysteme steuern die Motordrehmomentausgabe jedoch nicht so genau wie gewünscht. Ferner liefern herkömmliche Motorsteuersysteme kein so schnelles Ansprechen auf Steuersignale, wie es gewünscht ist, oder sie stimmen die Motordrehmomentsteuerung nicht zwischen verschiedenen Einrichtungen ab, welche die Motordrehmomentausgabe beeinflussen.
  • In der DE 102 34 439 A1 ist ein Motorsteuerverfahren für ein Fahrzeug beschrieben, bei dem zunächst eine Differenz zwischen einer Motordrehzahl und einer Getriebe-Eingangswellendrehzahl ermittelt wird. Ein Signal wird auf einen ersten Zustand gesetzt, wenn ein Fahrer ein Gaspedal loslässt. Wenn die Differenz kleiner als Null ist, wird das Signal selektiv von dem ersten Zustand in einen zweiten Zustand übergeleitet. Eine Motordrehmomentanforderung wird anschließend selektiv erhöht, wenn sich das Signal in dem zweiten Zustand befindet, und eine Kraftstoffzufuhr wird selektiv basierend auf der Motordrehmomentanforderung angepasst.
  • In der DE 10 2010 050 750 A1 ist ein ebenfalls ein Motorsteuerverfahren beschrieben, bei dem ein Schlupf zwischen einer Eingangs- und einer Ausgangsdrehzahl eines Drehmomentwandlers erhöht wird, um eine Vibration zu vermeiden, sobald ein von einem Verbrennungsmotor erzeugtes Drehmoment größer als ein vorbestimmtes Drehmoment ist.
  • Die DE 10 2010 061 208 A1 beschreibt ein Verfahren zum Regeln einer Getriebeeingangskupplung während eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Motorsteuerverfahren zu schaffen, mit dem ein Geräusch und/oder ein Schwingung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs vermieden werden, wenn ein Fahrer des Fahrzeugs ein Gaspedal loslässt.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Diese Aufgabe wird durch ein Motorsteuerverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Das Motorsteuerverfahren umfasst: dass eine Differenz zwischen einer Motordrehzahl und einer Getriebe-Eingangswellendrehzahl ermittelt wird; dass ein Signal auf einen ersten Zustand gesetzt wird, wenn ein Fahrer ein Gaspedal loslässt; dass das Signal von dem ersten Zustand selektiv in einen zweiten Zustand übergeleitet wird, wenn die Differenz kleiner als Null ist; dass eine Motordrehmomentanforderung verringert wird, wenn sich das Signal in dem ersten Zustand befindet; dass die Motordrehmomentanforderung selektiv erhöht wird; wenn sich das Signal in dem zweiten Zustand befindet; und dass ein Zündfunkenzeitpunkt selektiv basierend auf der Motordrehmomentanforderung eingestellt wird und/oder eine Kraftstoffzufuhr selektiv basierend auf der Motordrehmomentanforderung eingestellt wird.
  • Das Motorsteuerverfahren umfasst ferner: dass das Signal eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Überleiten des Signals in den zweiten Zustand von dem zweiten Zustand in einen dritten Zustand übergeleitet wird; und dass die Motordrehmomentanforderung verringert wird, wenn sich das Signal in dem dritten Zustand befindet.
  • Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner, dass die Differenz gleich der Motordrehzahl minus die Getriebe-Eingangswellendrehzahl gesetzt wird.
  • Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner, dass der Zündfunkenzeitpunkt nach früh verstellt wird, wenn die Motordrehmomentanforderung zunimmt; und/oder dass die Kraftstoffzufuhr erhöht wird, wenn die Motordrehmomentanforderung zunimmt.
  • Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner, dass die Motordrehmomentanforderung exponentiell verringert wird, wenn sich das Signal in dem dritten Zustand befindet.
  • Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner: dass die Motordrehmomentanforderung mit einer ersten Geschwindigkeit verringert wird, wenn sich das Signal in dem ersten Zustand befindet; und dass die Motordrehmomentanforderung mit einer zweiten Geschwindigkeit verringert wird, wenn sich das Signal in dem dritten Zustand befindet.
  • Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner: dass eine erhöhte Drehmomentanforderung basierend auf einem Übersetzungsverhältnis und einer Ziel-Motordrehzahl ermittelt wird; und dass die Motordrehmomentanforderung auf die erhöhte Drehmomentanforderung festgelegt wird, wenn sich das Signal in dem zweiten Zustand befindet.
  • Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner: dass ein Basisdrehmoment basierend auf dem Übersetzungsverhältnis und der Ziel-Motordrehzahl ermittelt wird; dass ein Deltadrehmoment basierend auf dem Übersetzungsverhältnis und einer Differenz zwischen der Ziel-Motordrehzahl und der Motordrehzahl ermittelt wird; und dass die erhöhte Drehmomentanforderung basierend auf dem Basisdrehmoment und dem Deltadrehmoment ermittelt wird.
  • Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner, dass das erhöhte Drehmoment gleich dem Basisdrehmoment plus dem Deltadrehmoment gesetzt wird.
  • Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Motorsteuerverfahren ferner, dass das Signal selektiv von dem ersten Zustand in einen zweiten Zustand übergeleitet wird, wenn die Differenz kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl ist, die kleiner als Null ist.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:
    • 1 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Motorsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 2 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Motorsteuersystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 3 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Fahrer-Achsendrehmomentmoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 4 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Fahrer-Drehmomentanforderungsmoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 5 eine beispielhafte Graphik einer Gaspedalposition und verschiedener Drehmomentanforderungen als Funktion der Zeit ist; und
    • 6 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern einer momentanen und einer vorausgesagten Fahrerdrehmomentanforderung gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt, wenn ein Fahrer ein Gaspedal loslässt.
  • In den Zeichnungen können Bezugszeichen erneut verwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu identifizieren.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Ein Steuermodul eines Fahrzeugs steuert eine Drehmomentausgabe eines Motors basierend auf Fahrereingaben, wie beispielsweise einer Position eines Gaspedals. Spezieller erzeugt das Steuermodul Motordrehmomentanforderungen basierend auf den Fahrereingaben und steuert Motoraktuatoren basierend auf den Motordrehmomentanforderungen. Ein Getriebe überträgt das Drehmoment von dem Motor auf einen Endantrieb, und der Endantrieb überträgt das Drehmoment auf die Räder des Fahrzeugs.
  • Das Steuermodul verringert im Allgemeinen die Motordrehmomentanforderungen, wenn der Fahrer das Gaspedal loslässt. Das Verringern der Motordrehmomentanforderungen verringert die Drehmomentausgabe des Motors. Wenn der Fahrer das Gaspedal loslässt, wird jedoch ein Drehmoment, das durch den Impuls des Fahrzeugs bedingt ist, über den Endantrieb und das Getriebe zu dem Motor zurückgeführt. Dieses Drehmoment kann bewirken, dass Zähne eines oder mehrerer Sätze kämmender Zahnräder einander berühren und ein Geräusch und/oder eine Schwingung erzeugen.
  • Um das Geräusch und die Schwingung zu minimieren oder zu verhindern, dass diese auftreten, nachdem der Fahrer das Gaspedal loslässt, erhöht das Steuermodul der vorliegenden Offenbarung eine Motordrehmomentanforderung selektiv, wenn eine Motordrehzahl kleiner als eine Getriebe-Eingangswellendrehzahl ist. Dass die Motordrehzahl kleiner als die Getriebe-Eingangswellendrehzahl ist, gibt an, dass das Geräusch und/oder die Schwingung auftreten können.
  • Das Erhöhen der Motordrehmomentanforderungen erhöht die Drehmomentausgabe des Motors, und es erhöht dadurch die Motordrehzahl in Richtung der Getriebe-Eingangswellendrehzahl. Das Erhöhen der Motordrehzahl in Richtung der Getriebe-Eingangswellendrehzahl kann ein beliebiges Geräusch und eine beliebige Schwingung minimieren, die auftreten, wenn die Zähne eines oder mehrerer Sätze kämmender Zahnräder einander berühren.
  • Das Erhöhen der Motordrehmomentanforderung zum Minimieren des Geräuschs und der Schwingung kann auch ermöglichen, dass das Motorsteuermodul die Motordrehmomentanforderung nach der Erhöhung schnell verringert. Das Steuermodul kann beispielsweise die Motordrehmomentanforderung exponentiell verringern, nachdem die Motordrehmomentanforderung erhöht wurde. Das schnelle Verringern der Motordrehmomentanforderung kann ermöglichen, dass eine oder mehrere Maßnahmen zum Verringern des Kraftstoffverbrauchs (z.B. eine Kraftstoffabschaltung, eine Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltung und/oder eine Zylinderdeaktivierung) nach dem Loslassen des Gaspedals so früh wie möglich ergriffen werden.
  • Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems 100 dargestellt. Das Motorsystem 100 weist einen Motor 102 auf, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug basierend auf Fahrereingaben von einem Fahrereingabemodul 104 zu erzeugen. Die Fahrereingaben können beispielsweise eine oder mehrere Gaspedalpositionen (APPs), die mit APP-Sensoren (nicht gezeigt) gemessen werden, eine oder mehrere Bremspedalpositionen (BPPs), die durch BPP-Sensoren (nicht gezeigt) gemessen werden, und eine Tempomat-Drehmomentanforderung umfassen, die durch ein Tempomatsystem (nicht gezeigt) geliefert wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Tempomatsystem ein adaptives Tempomatsystem umfassen, das eine vorbestimmte Nachfolgedistanz aufrecht erhält. Die Fahrereingaben können auch eine Position eines Parken-, Rückwärts-, Neutral- und Fahren-Hebels (PRNDL) und andere geeignete Eingaben umfassen.
  • Luft wird durch ein Drosselventil 112 in einen Einlasskrümmer 110 eingelassen. Lediglich beispielhaft kann das Drosselventil 112 eine Drosselklappe mit einem drehbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 116, und das Drossel-Aktuatormodul 116 regelt das Öffnen des Drosselventils 112, um die Luftmenge zu steuern, die in den Einlasskrümmer 110 eingelassen wird.
  • Luft aus dem Einlasskrümmer 110 wird in einen oder mehrere Zylinder des Motors 102 eingelassen. Obgleich der Motor 102 mehr als einen Zylinder aufweisen kann, ist zu Darstellungszwecken lediglich ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Lediglich beispielhaft kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder aufweisen. Das ECM 114 kann ein Zylinder-Aktuatormodul 120 anweisen, (die Ventile) einige(r) oder alle(r) Zylinder selektiv zu deaktivieren, um beispielsweise die Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter bestimmten Bedingungen zu verbessein.
  • Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertakt-Motorzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachstehend beschrieben sind, werden als der Einlasstakt, der Kompressionstakt, der Verbrennungstakt und der Auslasstakt bezeichnet. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) treten zwei der vier Takte in dem Zylinder 118 auf. Daher können zwei Kurbelwellenumdrehungen für den Zylinder 118 notwendig sein, um alle vier Takte eines Motorzyklus zu durchlaufen.
  • Während des Einlasstakts wird Luft aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 eingelassen. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann an einem zentralen Ort oder an mehreren Orten, wie z.B. in der Nähe des Einlassventils bzw. der Einlassventile jedes der Zylinder, in den Einlasskrümmer 110 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-Aktuatormodul 124 kann die Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder stoppen, die deaktiviert sind.
  • Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder 118. Während des Kompressionstakts komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Basierend auf einem Signal von dem ECM 114 aktiviert ein Zündfunken-Aktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118, welche das Luft/Kraftstoff-Gemisch 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 Kurbelwellendrehung in direkter Beziehung steht, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen. Obgleich ein Motor mit Funkenzündung gezeigt ist, ist die vorliegende Offenbarung gleichermaßen auch auf andere Typen von Motoren anwendbar, die Motoren mit Kompressionszündung und andere Typen von Motoren umfassen.
  • Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs in einem Zylinder kann als ein Zündungsereignis bezeichnet werden. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann die Fähigkeit aufweisen, den Zeitpunkt des Zündfunkens für jedes Zündungsereignis zu variieren. Zusätzlich kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Fähigkeit aufweisen, den Zündfunkenzeitpunkt für ein gegebenes Zündungsereignis zu variieren, wenn eine Änderung des Zeitpunktsignals nach einem Zündungsereignis eines Zylinders unmittelbar vor einem gegebenen Zündungsereignis empfangen wird.
  • Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs den Kolben weg von der TDC-Position, wodurch die Drehung der 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 eine unterste Position erreicht, die als unterer Totpunkt (BDC) bezeichnet werden kann. Während des Auslasstakts bewegt sich der Kolben in Richtung der TDC-Position, und er treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 134 aus dem Fahrzeug ausgestoßen.
  • Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle 140) mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) für den Zylinder 118 und/oder die Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) mehrerer Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle 142) mehrere Auslassventile für den Zylinder 118 und/oder die Auslassventile (einschließlich des Auslassventils 130) für mehrere Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern.
  • Das Zylinder-Aktuatormodul 120 kann das Öffnen des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 deaktivierter Zylinder abschalten. Bei verschiedenen Implementierungen können das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 durch andere Einrichtungen als Nockenwellen gesteuert werden, wie beispielsweise durch elektromagnetische Aktuatoren.
  • Die Zeit, zu der das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann durch einen Einlass-Nockenphasensteller 148 bezogen auf die TDC-Position variiert werden. Die Zeit, zu der das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann durch einen Auslass-Nockenphasensteller 150 bezogen auf die TDC-Position variiert werden. Ein Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann den Einlass-Nockenphasensteller 148 und den Auslass-Nockenphasensteller 150 basierend auf Signalen von dem ECM 114 steuern. Wenn sie implementiert sind, können Technologien zur variablen Ventilbetätigung (WA-Technologien, nicht gezeigt) ebenso durch das Phasensteller-Aktuatormodul 158 gesteuert werden.
  • Das Motorsystem 100 kann eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Einlasskrümmer 110 liefert. Beispielsweise zeigt 1 einen Turbolader, der eine Turbine 160-1 aufweist, die durch heiße Abgase angetrieben wird, die durch das Abgassystem 134 strömen. Der Turbolader weist auch einen von der Turbine 160-1 angetriebenen Kompressor 160-2 für kalte Luft auf, der Luft komprimiert, die in das Drosselventil 112 geführt wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein von der Kurbelwelle angetriebener Turbokompressor (nicht gezeigt) Luft von dem Drosselventil 112 komprimieren und komprimierte Luft an den Einlasskrümmer 110 liefern.
  • Ein Ladedruck-Regelventil 162 (z.B. ein Turbo-Bypassventil) kann dem Abgas ermöglichen, an der Turbine 160-1 vorbeizuströmen, wodurch der Ladedruck, der durch den Turbolader geliefert wird, verringert wird. Das ECM 114 kann den Ladedruck des Turboladers mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls 164 steuern. Lediglich beispielhaft kann das Ladedruck-Aktuatormodul 164 den Ladedruck des Turboladers modulieren, indem die Position des Ladedruck-Regelventils 162 gesteuert wird. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Turbolader durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden. Der Turbolader kann eine variable Geometrie aufweisen, die durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden kann.
  • Ein Kühler (z.B. ein Zwischenkühler oder ein Ladeluftkühler) (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 aufnehmen. Obwohl sie zu Darstellungszwecken getrennt gezeigt sind, können die Turbine 160-1 und der Kompressor 160-2 in der Nähe des Orts der Turbine 160-1 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 zu dem Einlasskrümmer 110 leitet. Das AGR-Ventil 170 kann stromaufwärts der Turbine 160-1 angeordnet sein. Das AGR-Ventil 170 kann durch ein AGR-Aktuatormodul 172 gesteuert werden.
  • Eine Position der Kurbelwelle kann unter Verwendung eines Kurbelwellen-Positionssensors 178 gemessen werden. Das ECM 114 kann eine Drehzahl der Kurbelwelle in Umdrehungen pro Minute (RPM) basierend auf der Kurbelwellenposition messen. Die Drehzahl der Kurbelwelle kann auch als Motordrehzahl oder Motorausgangsdrehzahl bezeichnet werden.
  • Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 180 kann eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs messen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann beispielsweise basierend auf einer Getriebe-Ausgangswellendrehzahl (TOSS), einer oder mehreren Raddrehzahlen oder einem anderen geeigneten Maß der Fahrzeuggeschwindigkeit gemessen werden. Die Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in dem Motor 102 oder an anderen Orten angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkuliert, wie z.B. in einem Kühler (nicht gezeigt).
  • Ein Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorvakuum gemessen werden, wobei das Motorvakuum die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 umfasst. Eine Luftmassenströmungsrate in den Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Luftmassen-Strömungsratensensors (MAF-Sensors) 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselventil 112 umfasst. Ein Getriebe-Eingangswellendrehzahlsensor (TISS-Sensor) 188 kann eine Drehzahl einer Getriebeeingangswelle messen.
  • Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 überwachen. Eine Temperatur der Luft, die in den Motor 102 eingelassen wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann die IAT als eine Umgebungslufttemperatur verwendet werden. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
  • Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul 194 in Verbindung stehen, um den Betrieb des Motors 102 mit einem Getriebe (nicht gezeigt) abzustimmen. Lediglich beispielhaft kann das ECM 114 das Motorausgangsdrehmoment während eines Gangwechsels in dem Getriebe verringern. Das Drehmoment, das durch den Motor 102 ausgegeben wird, kann mittels einer oder mehrerer Drehmomentübertragungseinrichtungen (nicht gezeigt), wie beispielsweise mittels eines Drehmomentwandlers, auf das Getriebe übertragen werden.
  • Das Getriebesteuermodul 194 kann auch Daten mit dem ECM 114 teilen, wie beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis, das in dem Getriebe ausgewählt wird, und einen angewiesenen Zustand einer Drehmomentwandlerkupplung (TCC) (nicht gezeigt) des Drehmomentwandlers. Lediglich beispielhaft kann der Zustand der TCC einen verriegelten Zustand und einen entriegelten Zustand umfassen. Der Zustand der TCC kann mit einem Betrag eines TCC-Schlupfs in Beziehung stehen. Der TCC-Schlupf kann sich auf eine Differenz zwischen der Motordrehzahl und der Getriebe-Eingangswellendrehzahl beziehen. Man kann sagen, dass sich die TCC in dem verriegelten Zustand befindet, wenn der TCC-Schlupf ungefähr Null ist. Man kann auch sagen, dass sich die TCC in dem verriegelten Zustand befindet, wenn der TCC-Schlupf auf weniger als ein vorbestimmter Schlupf (z.B. 15 Umdrehungen pro Minute) gesteuert wird. Man kann sagen, dass sich die TCC in dem entriegelten Zustand befindet, wenn der TCC-Schlupf größer als der vorbestimmte Schlupf ist.
  • Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 in Verbindung stehen, um den Betrieb des Motors 102 und eines Elektromotors 198 abzustimmen. Der Elektromotor 198 kann auch als ein Generator wirken, und er kann selektiv verwendet werden, um elektrische Energie zur Verwendung durch elektrische Systeme des Fahrzeugs und/oder zur Speicherung in einer Batterie zu erzeugen. Der Elektromotor 198 kann auch als ein Anlasser wirken, um die Drehung der Kurbelwelle zum Starten des Motors 102 anzutreiben. Der Elektromotor 198 kann auch als ein Motor wirken, um den Motor 102 zu ergänzen/zu unterstützen.
  • Ein Motoraktuator variiert einen oder mehrere Motorparameter basierend auf einem zugeordneten Zielwert. Lediglich beispielhaft kann das Drossel-Aktuatormodul 116 als ein Motoraktuator bezeichnet werden, und eine Ziel-Drosselöffnung kann der zugeordnete Zielwert wert sein. In dem Beispiel von 1 erreicht das Drossel-Aktuatormodul 116 die Ziel-Drosselöffnung, indem die Öffnung des Drosselventils 112 eingestellt wird.
  • Auf ähnliche Weise kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 als ein Motoraktuator bezeichnet werden, während sich der zugeordnete Zielwert auf den Zielbetrag der Zündfunkenvorverstellung beispielsweise relativ zu dem Zylinder-TDC beziehen kann. Andere Motoraktuatoren können das Zylinder-Aktuatormodul 120, das Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das Phasensteller-Aktuatormodul 158, das Ladedruck-Aktuatormodul 164 und das AGR-Aktuatormodul 172 umfassen. Für diese Motoraktuatoren können die zugeordneten Zielwerte der Anzahl der aktivierten Zylinder, die Kraftstoffzufuhrrate, den Einlass- und den Auslass-Nockenphasenstellerwinkel, den Ladedruck bzw. die AGR-Ventilöffnung umfassen. Das ECM 114 kann die Zielwerte steuern, um zu bewirken, dass der Motor 102 ein gewünschtes Motorausgangsdrehmoment erzeugt und ein oder mehrere andere Ziele erreicht.
  • Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems dargestellt. Eine beispielhafte Implementierung des ECM 114 umfasst ein Fahrer-Achsendrehmomentmodul 202. Das Fahrer-Achsendrehmomentmodul 202 kann eine endgültige Fahrer-Achsenanforderung sowie eine vorausgesagte und eine momentane Fahrer-(Achsen-)Drehmomentanforderung 204 ermitteln, wie sie nachstehend in Verbindung mit den Beispielen von 3 und 4 diskutiert werden.
  • Ein Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 206 vermittelt zwischen den Fahrer-Achsendrehmomentanforderungen 204 von dem Fahrer-Achsendrehmomentmodul 202 und anderen Achsendrehmomentanforderungen 208. Die anderen Ausgangsdrehmomentanforderungen 208 können beispielsweise Drehmomentanforderungen, die zum Verringern eines positiven oder negativen Radschlupfs erzeugt werden, und/oder andere Typen von Achsendrehmomentanforderungen umfassen. Ein Achsendrehmoment (Drehmoment an den Rädern) kann durch verschiedene Quellen erzeugt werden, die den Motor 102 und/oder den Elektromotor 198 umfassen.
  • Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 206 gibt eine vorausgesagte (Achsen-)Drehmomentanforderung 210 und eine momentane (Achsen-)Drehmomentanforderung 212 basierend auf den Ergebnissen einer Vermittlung zwischen den empfangenen Drehmomentanforderungen aus. Wie nachstehend beschrieben ist, können die vorausgesagte Drehmomentanforderung 210 und die momentane Drehmomentanforderung 212 durch andere Module des ECM 114 selektiv angepasst werden, bevor sie verwendet werden, um die Motoraktuatoren zu steuern.
  • Allgemein ausgedrückt kann die momentane Drehmomentanforderung 212 ein Betrag eines derzeitig gewünschten Achsendrehmoments sein, während die vorausgesagte Drehmomentanforderung 210 ein Betrag des Achsendrehmoments sein kann, der kurzfristig benötigt werden kann. Das ECM 114 steuert das Motorsystem 100, um ein Achsendrehmoment zu erzeugen, das gleich der momentanen Drehmomentanforderung 212 ist. Verschiedene Kombinationen von Zielwerten können jedoch zur Erzeugung desselben Betrags des Achsendrehmoments führen.
  • Das ECM 114 kann daher einen oder mehrere Zielwerte anpassen, um einen schnelleren Übergang zu der vorausgesagten Drehmomentanforderung 210 zu ermöglichen, während das Achsendrehmoment weiterhin bei der momentanen Drehmomentanforderung 212 gehalten wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann die vorausgesagte Drehmomentanforderung 210 basierend auf einer oder mehreren Fahrerdrehmomentanforderungen festgelegt werden. Die momentane Drehmomentanforderung 212 kann unter bestimmten Umständen kleiner als die vorausgesagte Drehmomentanforderung 210 festgelegt werden.
  • Allgemein ausgedrückt kann die Differenz zwischen der momentanen Drehmomentanforderung 212 und der vorausgesagten Drehmomentanforderung 210 als eine Drehmomentreserve bezeichnet werden. Die Drehmomentreserve kann den Betrag eines zusätzlichen Drehmoments (oberhalb der momentanen Drehmomentanforderung 212) repräsentieren, den das Motorsystem 100 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. Schnelle Motoraktuatoren sind anders als langsame Motoraktuatoren definiert.
  • Allgemein ausgedrückt können die schnellen Motoraktuatoren die Motordrehmomentausgabe schneller als die langsamen Motoraktuatoren verändern. Die langsamen Motoraktuatoren können langsamer als die schnellen Motoraktuatoren auf Änderungen ihrer jeweiligen Zielwerte ansprechen. Ein langsamer Motoraktuator kann beispielsweise mechanische Komponenten umfassen, die Zeit erfordern, um sich in Ansprechen auf eine Änderung des Zielwerts von einer Position in eine andere zu bewegen. Ein langsamer Aktuator kann auch durch die Zeitspanne charakterisiert werden, die benötigt wird, damit sich das Motordrehmoment zu ändern beginnt, sobald der langsame Motoraktuator den veränderten Zielwert 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 Motordrehmoment zusätzlich länger benötigen, um auf eine Änderung in einem langsamen Aktuator vollständig anzusprechen.
  • Lediglich beispielhaft kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 ein schneller Aktuator sein. Motoren mit Funkenzündung können Kraftstoffe, die beispielsweise Benzin und Ethanol umfassen, durch Anwendung eines Zündfunkens verbrennen. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 kann bei Motoren mit Kompressionszündung, wie beispielsweise Dieselmotoren, ein schneller Aktuator sein. Im Gegensatz dazu kann das Drossel-Aktuatormodul 116 ein langsamer Aktuator sein.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 in der Lage sein, sogar dann den Zündfunkenzeitpunkt für ein nächstes Zündungsereignis zu verändern, wenn der Zündfunkenzeitpunkt zwischen einem letzten Zündungsereignis und einem nächsten Zündungsereignis verändert wird. Im Gegensatz dazu benötigen Änderungen in der Drosselöffnung länger, um das Motorausgangsdrehmoment zu beeinflussen. Das Drossel-Aktuatormodul 116 verändert die Drosselöffnung, indem der Winkel des Blatts des Drosselventils 112 angepasst wird.
  • Sobald der Zielwert für die Öffnung des Drosselventils 112 verändert wird, gibt es daher eine mechanische Verzögerung, wenn sich das Drosselventil 112 in Ansprechen auf die Änderung von seiner vorhergehenden Position in eine neue Position bewegt. Zusätzlich sind Luftströmungsänderungen basierend auf der Drosselöffnung Lufttransportverzögerungen in dem Einlasskrümmer 110 ausgesetzt. Ferner wird eine erhöhte Luftströmung in dem Einlasskrümmer 110 nicht als eine Erhöhung des Motorausgangsdrehmoments realisiert, bis der Zylinder 118 in dem nächsten Einlasstakt zusätzliche Luft aufnimmt, die zusätzliche Luft komprimiert und die Verbrennung einschließlich dieser zusätzlichen Luft 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 Drehmomentanforderung 210 zu erzeugen. In der Zwischenzeit kann der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf einer momentanen Drehmomentanforderung 212 eingestellt werden, die kleiner als die vorgesagte Drehmomentanforderung 210 ist. Obwohl die Drosselöffnung eine ausreichende Luftströmung für den Motor 102 erzeugt, um die vorausgesagte Drehmomentanforderung 210 zu erzeugen, wird der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf der momentanen Drehmomentanforderung 212 nach spät verstellt (was das Drehmoment verringert). Der Motor 102 wird daher die momentane Drehmomentanforderung 212 erzeugen.
  • Wenn ein zusätzliches Drehmoment erforderlich ist, kann der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung 210 oder einem Drehmoment zwischen der vorausgesagten Drehmomentanforderung 210 und der momentanen Drehmomentanforderung 212 eingestellt werden. Mit dem nachfolgenden Zündungsereignis kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 den Zündfunkenzeitpunkt auf einen optimalen Wert zurücksetzen, der dem Motor 102 ermöglicht, das volle Motorausgangsdrehmoment zu erzeugen, das mit der bereits vorhandenen Luftströmung erreichbar ist. Das Motorausgangsdrehmoment kann daher schnell erhöht werden, um die vorausgesagte Drehmomentanforderung 210 zu erreichen, ohne dass Verzögerungen aufgrund des Änderns der Drosselöffnung wahrgenommen werden.
  • Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 206 kann die vorausgesagte Drehmomentanforderung 210 und die momentane Drehmomentanforderung 212 an ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 214 ausgeben. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 206 die vorausgesagte Drehmomentanforderung 210 und die momentane Drehmomentanforderung 212 an ein Hybridoptimierungsmodul 216 ausgeben.
  • Das Hybridoptimierungsmodul 216 kann ermitteln, wie viel Drehmoment durch den Motor 102 erzeugt werden sollte und wie viel Drehmoment durch den Elektromotor 198 erzeugt werden sollte. Das Hybridoptimierungsmodul 216 gibt dann eine modifizierte vorausgesagte Drehmomentanforderung und eine modifizierte momentane Drehmomentanforderung (nicht bezeichnet) an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 214 aus. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Hybridoptimierungsmodul 216 in dem Hybridsteuermodul 196 implementiert sein.
  • Die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die momentane Drehmomentanforderung, die von dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 214 empfangen werden, werden von einer Achsendrehmomentdomäne (Drehmoment an den Rädern) in eine Antriebsdrehmomentdomäne (Drehmoment an der Kurbelwelle) umgewandelt. Diese Umwandlung kann vor oder nach dem Hybridoptimierungsmodul 216, als Teil von diesem oder an dessen Stelle auftreten.
  • Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 214 vermittelt zwischen den empfangenen Antriebsdrehmomentanforderungen, um eine vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung 220 und eine vermittelte momentane Drehmomentanforderung 224 zu erzeugen. Die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung 220 und die vermittelte momentane Drehmomentanforderung 224 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 empfangenen Antriebsdrehmomentanforderungen umfassen die umgewandelte vorausgesagte und die umgewandelte momentane Drehmomentanforderung sowie andere Antriebsdrehmomentanforderungen. Die empfangenen Antriebsdrehmomentanforderungen können auch andere Antriebsdrehmomentanforderungen 218 umfassen. Beispielsweise können die Antriebsdrehmomentanforderungen 218 Drehmomentverringerungen zum Schutz des Motors vor überhöhter Drehzahl, Drehmomenterhöhungen zum Verhindern eines Abwürgens, Drehmomentverringerungen, die durch das Getriebesteuermodul 194 zum Aufnehmen von Gangwechseln angefordert werden, und andere Typen von Antriebsdrehmomentanforderungen umfassen.
  • Ein Reserven/Lastenmodul 238 empfängt die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung 220 und die vermittelte momentane Drehmomentanforderung 224. Basierend auf einer oder mehreren Reserve- und/oder Drehmomentlastanforderungen 240 kann das Reserven/Lastenmodul 238 die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung 220 und die vermittelte momentane Drehmomentanforderung 224 anpassen, um eine Drehmomentreserve zu erzeugen, um eine Drehmomentreserve anzupassen, die bereits in der vermittelten vorausgesagten Drehmomentanforderung 220 und der vermittelten momentanen Drehmomentanforderung 224 vorhanden ist, und/oder um eine oder mehrere Drehmomentlasten an dem Motor 102 zu kompensieren. Das Reserven/Lastenmodul 238 gibt anschließend eine angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung 242 und eine angepasste momentane Drehmomentanforderung 244 an ein Drehmomentanforderungsmodul 246 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 238 kann daher die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung 242 über die angepasste momentane Drehmomentanforderung 244 hinaus erhöhen, um einen nach spät verstellten Zündfunkenzeitpunkt für den Prozess zur Verringerung von Kaltstartemissionen zu erzeugen. Bei einem anderen Beispiel können das Luft/Kraftstoff-Verhältnis 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/Kraftstoff-Gemisch magerer wird.
  • Das Reserven/Lastenmodul 238 kann auch eine Drehmomentreserve in Erwartung einer zukünftigen Last erzeugen oder verringern, wie z.B. des Betriebs einer Servolenkungspumpe oder des Einrückens einer Klimaanlagen-Kompressorkupplung (A/C-Kompressorkupplung). Die Reserve für das Einrücken der A/C-Kompressorkupplung kann erzeugt werden, wenn der Fahrer die Klimaanlage zum ersten Mal anfordert. Das Reserven/Lastenmodul 238 kann die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung 242 erhöhen, während die angepasste momentane Drehmomentanforderung 244 unverändert belassen wird, um die Drehmomentreserve zu erzeugen. Dann, wenn die A/C-Kompressorkupplung einrückt, kann das Reserven/Lastenmodul 238 die angepasste momentane Drehmomentanforderung 244 um die geschätzte Last der A/C-Kompressorkupplung erhöhen.
  • Das Drehmomentanforderungsmodul 246 empfängt die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung 242 und die angepasste momentane Drehmomentanforderung 244. Das Drehmomentanforderungsmodul 246 ermittelt, wie die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung 242 und die angepasste momentane Drehmomentanforderung 244 erreicht werden. Das Drehmomentanforderungsmodul 246 kann für den Motortyp spezifisch sein. Beispielsweise kann das Drehmomentanforderungsmodul 246 für Motoren mit Funkenzündung gegenüber Motoren mit Kompressionszündung unterschiedlich implementiert werden oder unterschiedliche Steuerschemata verwenden.
  • Bei verschiedenen Implementierungen kann das Drehmomentanforderungsmodul 246 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 sowie andere geeignete Motortypen umfassen. Die Module vor dem Drehmomentanforderungsmodul 246, wie beispielsweise das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 214, können bei allen Motortypen üblich sein, während das Drehmomentanforderungsmodul 246 und die nachfolgenden Module für den Motortyp spezifisch sein können.
  • Das Drehmomentanforderungsmodul 246 ermittelt eine Luftdrehmomentanforderung 248 basierend auf der angepassten vorausgesagten Drehmomentanforderung 242 und der angepassten momentanen Drehmomentanforderung 244. Zielwerte für Motoraktuatoren, die eine Luftströmung steuern, werden basierend auf der Luftdrehmomentanforderung 248 ermittelt. Beispielsweise ermittelt ein Luftsteuermodul 250 basierend auf der Luftdrehmomentanforderung 248 einen Ziel-MAP 252, eine Ziel-Drosselöffnung 254 und eine Ziel-Masse einer Luft pro Zylinder (Ziel-APC) 256.
  • Ein Ladedrucksteuermodul 258 kann einen Ziel-Ladedruck 260 basierend auf dem Ziel-MAP 252 ermitteln, und das Ladedruck-Aktuatormodul 164 kann den Ladedruck, der durch den Turbolader geliefert wird, basierend auf dem Ziel-Ladedruck 260 steuern. Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann die Öffnung des Drosselventils 112 basierend auf der Ziel-Drosselöffnung 254 steuern. Ein Phasensteller-Zeitplanungsmodul 262 kann einen Ziel-Einlass- und einen Ziel-Auslass-Phasenwinkel 264 und 266 basierend auf der Ziel-APC 256 ermitteln, und das Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann die Phaseneinstellung der Einlass und der Auslassventile basierend auf dem Ziel-Einlass- und dem Ziel-Auslass-Phasenwinkel 264 und 266 steuern. Das Luftsteuermodul 250 kann auch einen oder mehrere andere Zielwerte zum Steuern eines oder mehrerer anderer Motoraktuatoren, welche die Luftströmung steuern, basierend auf Luftdrehmomentanforderung 248 ermitteln, beispielsweise für das AGR-Ventil 170.
  • Das Drehmomentanforderungsmodul 246 kann auch eine Zündfunken-Drehmomentanforderung 268, eine Zylinder-Drehmomentanforderung 270 und eine Kraftstoff-Drehmomentanforderung 274 basierend auf der vorausgesagten und der momentanen Drehmomentanforderung 242 und 244 erzeugen. Ein Zündfunkensteuermodul 276 kann einen Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 278 basierend auf der Zündfunken-Drehmomentanforderung 268 ermitteln. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann einen Zündfunken basierend auf dem Ziel-Zündfunkenzeitpunkt 278 liefern.
  • Die Zylinder-Drehmomentanforderung 270 kann durch ein Zylindersteuermodul 280 verwendet werden, um eine Zielanzahl 282 zu deaktivierender Zylinder zu ermitteln. Bei verschiedenen Implementierungen kann eine Zielanzahl zu aktivierender Zylinder verwendet werden. Das Zylinder-Aktuatormodul 120 aktiviert und deaktiviert die Ventile der Zylinder selektiv basierend auf der Zielanzahl 282.
  • Das Zylindersteuermodul 280 kann auch ein Kraftstoffsteuermodul 284 anweisen, die Kraftstoffzufuhr für deaktivierte Zylinder zu stoppen, und es kann das Zündfunkensteuermodul 276 anweisen, die Zufuhr des Zündfunkens für die deaktivierten Zylinder zu stoppen. Das Zündfunkensteuermodul 276 kann die Zufuhr des Zündfunkens zu einem Zylinder stoppen, sobald ein Kraftstoff/Luft-Gemisch, das bereits in dem Zylinder vorhanden ist, verbrannt ist.
  • Das Kraftstoffsteuermodul 284 kann die Menge des Kraftstoffs, die jedem Zylinder zugeführt wird, basierend auf der Kraftstoff-Drehmomentanforderung 274 variieren. Spezieller kann das Kraftstoffsteuermodul 284 Ziel-Kraftstoffzufuhrparameter 286 basierend auf der Kraftstoff-Drehmomentanforderung 274 erzeugen. Die Ziel-Kraftstoffzufuhrparameter 286 können beispielsweise eine Zielmasse des Kraftstoffs, eine Ziel-Zeiteinstellung zum Starten der Einspritzung und eine Zielanzahl von Kraftstoffeinspritzungen umfassen.
  • Nun auf 3 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Fahrer-Achsendrehmomentmoduls 202 dargestellt. Das Fahrer-Achsendrehmomentmodul 202 kann ein Pedalanforderungsmodul 302, ein Umwandlungsmodul 310 und ein Fahreranforderungsmodul 314 umfassen. Das Fahrer-Achsendrehmomentmodul 202 kann auch ein Bremsunterstützungs-Anforderungsmodul 318, ein Vermittlungsmodul 322, ein Formungsmodul 324, ein Modul 326 für eine endgültige Fahreranforderung und ein Umwandlungsmodul 330 umfassen.
  • Das Pedalanforderungsmodul 302 ermittelt eine Pedaldrehmomentanforderung (PTR) 332. Die PTR 332 kann in der Antriebsdrehmomentdomäne erzeugt werden, das heißt, anhand des Drehmoments an der Kurbelwelle. Mit anderen Worten kann die PTR 332 eine Antriebsdrehmomentanforderung sein. Das Pedalanforderungsmodul 302 kann die PTR 332 basierend auf einer APP 334, einer Fahrzeuggeschwindigkeit 336, einem Nullpedaldrehmoment (ZPT) 340, basierend auf Umgebungsluftbedingungen (z.B. Druck und/oder Temperatur) und/oder basierend auf einem oder mehreren anderen geeigneten Parametern ermitteln. Die APP 334 kann beispielsweise unter Verwendung eines oder mehrerer APP-Sensoren gemessen werden. Die Fahrzeuggeschwindigkeit 336 kann beispielsweise unter Verwendung des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 180 gemessen oder auf eine andere geeignete Weise erhalten werden. Das ZPT 340 kann sich auf einen minimalen Betrag eines Drehmoments beziehen, den der Motor 102 ohne Abwürgen unter den gegenwärtigen Betriebsbedingungen erzeugen kann.
  • Das Umwandlungsmodul 310 wandelt die PTR 332 in die Achsendrehmomentdomäne um (das heißt, in ein Drehmoment an den Rädern oder Achsen), um eine umgewandelte Pedalanforderung (CPR) 342 zu erzeugen. Mit anderen Worten kann die CPR 342 eine Achsendrehmomentanforderung sein. Das Umwandlungsmodul 310 kann die PTR 332 beispielsweise basierend auf Antriebsstrangverlusten, einem Übersetzungsverhältnis 344, einem oder mehreren Drehmomentverhältnissen und/oder basierend auf einem oder mehreren anderen geeigneten Parametern umwandeln. Das Übersetzungsverhältnis 344 kann sich auf ein Gesamtverhältnis (gesamtes Drehzahlverhältnis) beziehen, das durch das Getriebe und andere Antriebsstrangkomponenten geliefert wird. Beispielsweise kann das Übersetzungsverhältnis 344 einem Verhältnis einer TISS (Getriebe-Eingangswellendrehzahl) 346 zu einer Drehzahl einer oder mehrerer Antriebswellen entsprechen.
  • Das Fahreranforderungsmodul 314 ermittelt eine Fahrer-Achsenanforderung (DAR) 348 basierend auf der CPR 342. Die DAR 348 befindet sich in der Achsendrehmomentdomäne. Das Fahreranforderungsmodul 314 kann die DAR 348 ferner basierend auf einer Bremsunterstützungs-Drehmomentanforderung 350 ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das Fahreranforderungsmodul 314 die DAR 348 unter Verwendung der Gleichung ermitteln: DAR = CPR − BAR ,
    Figure DE102014111478B4_0001
    wobei DAR die DAR 348 ist (z.B. in Nm), CPR die CPR 342 ist (z.B. in Nm) und BAR die Bremsunterstützungs-Drehmomentanforderung 350 ist (z.B. in Nm).
  • Das Bremsunterstützungs-Anforderungsmodul 318 kann die Bremsunterstützungs-Drehmomentanforderung 350 ermitteln und die Bremsunterstützungs-Drehmomentanforderung an das Fahreranforderungsmodul 314 liefern. Die Bremsunterstützungs-Drehmomentanforderung 350 kann sich auf eine Verringerung des Motorausgangsdrehmoments beziehen, die durch ein regeneratives Bremsen mittels des Elektromotors 198 bedingt ist, das zum Unterstützen der mechanischen Bremsen des Fahrzeugs während des Fahrzeugbremsens angefordert wird. Das Ausführen des regenerativen Bremsens erzeugt eine elektrische Leistung und ermöglicht, dass ein verringerter Betrag des mechanischen Bremsens verwendet wird. Das Bremsunterstützungs-Anforderungsmodul 318 kann die Bremsunterstützungsanforderung basierend auf einer BPP 352 ermitteln. Das Hybridsteuermodul 196 oder das Hybridoptimierungsmodul 216 kann das regenerative Bremsen, das durch den Elektromotor 198 ausgeführt wird, basierend auf der Bremsunterstützungs-Drehmomentanforderung 350 steuern. Die BPP 352 kann beispielsweise unter Verwendung eines oder mehrerer BPP-Sensoren gemessen werden.
  • Das Vermittlungsmodul 322 empfängt die DAR 348 und andere Fahrerdrehmomentanforderungen und vermittelt zwischen den empfangenen Anforderungen. Lediglich beispielhaft kann das Vermittlungsmodul 322 zwischen der DAR 348 und einer Tempomat-Drehmomentanforderung 354 vermitteln. Die Tempomat-Drehmomentanforderung 354 kann einer Drehmomentanforderung entsprechen, die durch ein Tempomatsystem erzeugt wird. Das Tempomatsystem kann die Tempomat-Drehmomentanforderung 354 erzeugen, um beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit 336 in Richtung einer Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit anzupassen. Das Vermittlungsmodul 322 gibt den Gewinner der Vermittlung als eine rohe Fahrer-Achsenanforderung (RDAR) 356 aus (z.B. in Nm). Das RDAR 356 befindet sich in der Achsendrehmomentdomäne.
  • Das Formungsmodul 324 formt die RDAR 356 selektiv, um eine geformte Fahrer-Achsenanforderung (SDAR) 358 zu erzeugen. Lediglich beispielhaft kann das Formungsmodul 324 einen oder mehrere Filter auf die RDAR 356 anwenden, um die SDAR 358 zu erzeugen. Die SDAR 358 befindet sich in der Achsendrehmomentdomäne.
  • Das Modul 326 für die endgültige Fahreranforderung erzeugt eine endgültige Fahrer-Achsenanforderung (FDAR) 360 basierend auf der SDAR 358. Das Modul 326 für die endgültige Fahreranforderung kann die FDAR 360 selektiv auf ein minimales Fahrbarkeits-Achsendrehmoment 362 begrenzen. Mit anderen Worten kann das Modul 326 für die endgültige Fahreranforderung die FDAR 360 gleich der SDAR 358 setzen, wenn die SDAR 358 größer als das minimale Fahrbarkeits-Achsendrehmoment 362 ist. Wenn die SDAR 358 kleiner als das minimale Fahrbarkeits-Achsendrehmoment 362 ist, kann das Modul 326 für die endgültige Fahreranforderung die FDAR 360 gleich dem minimalen Fahrbarkeits-Achsendrehmoment 362 setzen. Das minimale Fahrbarkeits-Achsendrehmoment 362 kann einem minimalen Betrag eines Achsendrehmoments entsprechen, das zum Aufrechterhalten der Fahrbarkeit des Fahrzeugs ausgewählt wird (um beispielsweise ein Abwürgen des Motors zu verhindern).
  • Das Umwandlungsmodul 330 kann das minimale Fahrbarkeits-Achsendrehmoment 362 basierend auf einem gesamten minimalen Fahrbarkeitsdrehmoment 364 ermitteln. Spezieller kann das Umwandlungsmodul 330 das gesamte minimale Fahrbarkeitsdrehmoment 364 von der Antriebsdrehmomentdomäne in die Achsendrehmomentdomäne umwandeln, um das minimale Fahrbarkeits-Achsendrehmoment 362 zu erzeugen. Die Umwandlung kann der Umwandlung ähnlich oder mit dieser identisch sein, die durch das Umwandlungsmodul 310 ausgeführt wird. Das gesamte minimale Fahrbarkeitsdrehmoment kann sich auf einen Betrag des Drehmoments (z.B. in Nm) an der Kurbelwelle beziehen, welcher zum Aufrechterhalten der Fahrbarkeit des Fahrzeugs ausgewählt wird.
  • Ein Fahrer-Drehmomentanforderungsmodul 366 erzeugt eine vorausgesagte und eine momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 (die in 2 gemeinsam durch das Bezugszeichen 204 dargestellt sind). Die vorausgesagte und die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 werden zur Vermittlung mit den anderen Achsendrehmomentanforderungen an das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 206 geliefert, wie vorstehend diskutiert wurde. Die Erzeugung der vorausgesagten und der momentanen Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 wird nachstehend weiter diskutiert.
  • Nun auf 4 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Fahrer-Drehmomentanforderungsmoduls 366 dargestellt. Ein Modul 404 für eine vorausgesagte Drehmomentanforderung erzeugt die vorausgesagte Fahrerdrehmomentanforderung 368. Ein Modul 408 für eine momentane Drehmomentanforderung erzeugt die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 370.
  • Im Allgemeinen erzeugen die Module 404 und 408 für die vorausgesagte und die momentane Drehmomentanforderung die vorausgesagte und die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 basierend auf der FDAR 360. Wenn der Fahrer das Gaspedal loslässt, kann der Fahrer jedoch ein Geräusch und/oder eine Schwingung wahrnehmen. Das Geräusch und/oder die Schwingung können auftreten, wenn Zähne kämmender Zahnräder (z.B. des Getriebes und/oder anderer Antriebsstrangkomponenten) einander berühren, nachdem der Fahrer das Gaspedal loslässt und der Impuls des Fahrzeugs über das Getriebe und andere Antriebsstrangkomponenten zu dem Motor 102 zurückgeführt wird. Das Loslassen des Gaspedals durch den Fahrer kann auch als ein Loslassereignis bezeichnet werden.
  • Um das Geräusch und/oder die Schwingung zu minimieren oder deren Auftreten zu verhindern, nachdem der Fahrer das Gaspedal loslässt, könnten die vorausgesagte und die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 360 und 370 mit einer Geschwindigkeit auf das ZPT 340 verringert werden, die langsam genug ist, um das Geräusch und/oder die Schwingung zu verhindern oder zu minimieren. Obgleich das Verringern der vorausgesagten und der momentanen Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 das Geräusch und/oder die Schwingung effektiv minimieren oder verhindern kann, können die vorausgesagte und/oder die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 schneller auf das ZPT 340 verringert werden, während das Geräusch und/oder die Schwingung weiterhin minimiert werden.
  • Das Modul 408 für die momentane Drehmomentanforderung verringert die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 370 daher schneller, nachdem der Fahrer das Gaspedal loslässt. Wenn eine Differenz zwischen einer Motordrehzahl und einer TISS negativ ist, nachdem der Fahrer das Gaspedal loslässt, erhöht das Modul 408 für die momentane Drehmomentanforderung die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 370. Dass die Differenz negativ ist, gibt an, dass Zähne kämmender Zahnräder einander berühren können und dass daher ein Geräusch und/oder eine Schwingung auftreten können.
  • Das Erhöhen der momentanen Fahrerdrehmomentanforderung 370 bewirkt eine Zunahme in der Motordrehmomentausgabe (beispielsweise über das Anpassen des Zündfunkenzeitpunkts, der Kraftstoffzufuhr und/oder eines oder mehrerer anderer schneller Aktuatoren), wodurch die Motordrehzahl in Richtung der TISS erhöht wird. Das Erhöhen der Motordrehzahl in Richtung der TISS minimiert das Geräusch und/oder die Schwingung oder verhindert deren Auftreten.
  • Ein Pedalfreigabemodul 412 gibt basierend auf der APP 334 an, wann der Fahrer das Gaspedal losgelassen hat. Beispielsweise kann das Pedalfreigabemodul 412 angeben, dass der Fahrer das Gaspedal losgelassen hat, wenn die APP 334 kleiner als eine erste vorbestimmte Position ist. Lediglich beispielhaft kann die erste vorbestimmte Position eine um ungefähr 5 Prozent betätigte APP bezogen auf eine Ruhepositions-APP (nicht betätigte APP) oder eine andere geeignete Position sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Pedalfreigabemodul 412 angeben, dass der Fahrer das Gaspedal losgelassen hat, wenn eine Verringerung in der APP 334 größer als ein vorbestimmter Betrag ist, beispielsweise ungefähr 20 - 30 Prozent oder ein anderer geeigneter Betrag.
  • Ein Zustandssteuermodul 416 leitet ein Zustandssignal 420 von einem Anfangszustand in einen ersten Zustand über, wenn das Pedalfreigabemodul 412 angibt, dass der Fahrer das Gaspedal losgelassen hat. Das Zustandssteuermodul 416 kann alternativ das Zustandssignal 420 von dem Anfangszustand in den ersten Zustand überleiten, wenn die FDAR 360 kleiner als ein vorbestimmtes Drehmoment ist (z.B. 0 Newtonmeter oder weniger) oder mindestens um einen vorbestimmten Betrag (z.B. ungefähr 50 - 60 Newtonmeter) abnimmt. Das Zustandssteuermodul 416 kann erfordern, dass der Fahrer das Gaspedal betätigt, bevor zugelassen wird, dass das Zustandssignal 420 in den ersten Zustand übergeleitet wird.
  • Ein Antippmodul 424 kann basierend auf der APP 334 angeben, dass der Fahrer das Gaspedal betätigt hat. Beispielsweise kann das Antippmodul 424 angeben, dass der Fahrer das Gaspedal betätigt hat, wenn die APP 334 größer als eine zweite vorbestimmte Position ist. Die zweite vorbestimmte Position kann größer als die erste vorbestimmte Position oder gleich dieser sein.
  • Wenn sich das Zustandssignal 420 in dem Anfangszustand befindet, können die Module 404 und 408 für die vorausgesagte und die momentane Drehmomentanforderung die vorausgesagte bzw. die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 bzw. 370 basierend auf der FDAR 360 festlegen. Wenn sich das Zustandssignal 420 in dem ersten Zustand befindet, verringern die Module 404 und 408 für die vorausgesagte und die momentane Drehmomentanforderung die vorausgesagte und die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 in Richtung des ZPT 340. Die Module 404 und 408 für die vorausgesagte und die momentane Drehmomentanforderung können die vorausgesagte bzw. die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 bzw. 370 mit der gleichen Geschwindigkeit oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten verringern. Das Verringern der vorausgesagten und der momentanen Fahrerdrehmomentanforderung 368 verringert den Betrag des Drehmoments, das durch den Motor 102 erzeugt wird, wie es durch den Fahrer mittels des Loslassens des Gaspedals angefordert wird. Die Geschwindigkeiten, mit denen die Module 404 und 408 für die vorausgesagte und die momentane Drehmomentanforderung die vorausgesagte und die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 verringern, können feste oder variable Werte sein.
  • Das Zustandssteuermodul 416 überwacht eine Drehzahldifferenz 428, während sich das Zustandssignal 420 in dem ersten Zustand befindet. Ein Differenzmodul 432 kann die Drehzahldifferenz 428 basierend auf einer Differenz zwischen einer Motordrehzahl 436 und der TISS 346 festlegen. Beispielsweise kann das Differenzmodul 432 die Drehzahldifferenz 428 gleich der Motordrehzahl 436 minus die TISS 346 setzen. Die Motordrehzahl 436 kann unter Verwendung des Kurbelwellen-Positionssensors 178 gemessen werden. Die TISS 346 kann unter Verwendung des TISS-Sensors 188 gemessen werden. Die Drehzahldifferenz 428 kann auch als ein Schlupfwert bezeichnet werden.
  • Wenn die Drehzahldifferenz 428 kleiner als eine vorbestimmte negative Drehzahl ist und sich das Zustandssignal 420 in dem ersten Zustand befindet, kann das Zustandssteuermodul 416 das Zustandssignal 420 von dem ersten Zustand in einen zweiten Zustand überleiten. Die vorbestimmte negative Drehzahl ist negativ und kann beispielsweise ungefähr -100 RPM oder eine andere geeignete negative Drehzahl sein. Dass die Drehzahldifferenz 428 kleiner als die vorbestimmte negative Drehzahl wird, nachdem der Fahrer das Gaspedal loslässt, kann angeben, dass ein Geräusch und/oder eine Schwingung auftreten können.
  • Wenn eine vorbestimmte Zeitdauer verstreicht, nachdem die Module 404 und 408 für die vorausgesagte und die momentane Drehmomentanforderung beginnen, die vorausgesagte und die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 zu verringern, und die Drehzahldifferenz 428 nicht kleiner als die vorbestimmte negative Drehzahl wird, kann das Zustandssteuermodul 416 das Zustandssignal 420 zurück in den Anfangszustand überleiten. Das Geräusch und/oder die Schwingung können nicht auftreten, wenn die Drehzahldifferenz 428 innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer nach dem Loslassen des Gaspedals durch den Fahrer nicht kleiner als die vorbestimmte negative Drehzahl wird. Die vorbestimmte Zeitdauer kann beispielsweise ungefähr 0,5 - 1,0 Sekunden oder eine andere geeignete Zeitdauer sein.
  • Wenn sich das Zustandssignal 420 in dem zweiten Zustand befindet, erhöht das Modul 408 für die momentane Drehmomentanforderung die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 370. Beispielsweise kann das Modul 408 für die momentane Drehmomentanforderung die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 370 auf eine erhöhte Drehmomentanforderung 440 setzen, wenn sich das Zustandssignal 420 in dem zweiten Zustand befindet. Die erhöhte Drehmomentanforderung 440 ist größer als die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 370 zu der Zeit, zu der das Zustandssignal 420 in den zweiten Zustand übergeleitet wird. Das Modul 404 für die vorausgesagte Drehmomentanforderung kann die vorausgesagte Fahrerdrehmomentanforderung 368 verringern, beibehalten oder erhöhen, wenn sich das Zustandssignal 420 in dem zweiten Zustand befindet.
  • Ein Summierungsmodul 444 kann die erhöhte Drehmomentanforderung 440 basierend auf einem Basisdrehmoment 448 und einem Deltadrehmoment 452 festlegen. Beispielsweise kann das Summierungsmodul 444 das erhöhte Drehmoment gleich einer Summe des Basisdrehmoments 448 und des Deltadrehmoments 452 setzen. Die erhöhte Drehmomentanforderung 440 erhöht die Drehmomentausgabe des Motors 102, um die Motordrehzahl in Richtung der TISS 346 zu erhöhen und um dadurch das Geräusch und/oder die Schwingung zu minimieren, wenn Zähne von Zahnrädern des Antriebsstrangs einander berühren.
  • Ein Basisdrehmoment-Ermittlungsmodul 456 kann das Basisdrehmoment 448 basierend auf dem Übersetzungsverhältnis 344 und einer Ziel-Motordrehzahl 460 ermitteln. Die Ziel-Motordrehzahl 460 kann auf einen größeren Wert als die Motordrehzahl 436 festgelegt werden, beispielsweise auf die TISS 346 oder basierend auf dieser, um die Drehzahldifferenz 428 in Richtung Null anzupassen. Das Basisdrehmoment-Ermittlungsmodul 456 kann das Basisdrehmoment 448 beispielsweise unter Verwendung eines Kennfelds oder einer Funktion ermitteln, das bzw. die das Übersetzungsverhältnis 344 und die Ziel-Motordrehzahl 460 mit dem Basisdrehmoment 448 in Beziehung setzt. Das Kennfeld oder die Funktion, das bzw. die zum Ermitteln des Basisdrehmoments 448 verwendet werden, können derart kalibriert werden, dass das Basisdrehmoment 448 größer ist, als die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 370 gewesen wäre, wenn das Modul 408 für die momentane Drehmomentanforderung die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 370 weiterhin verringert hätte.
  • Ein Deltadrehmoment-Ermittlungsmodul 464 kann das Deltadrehmoment 452 ermitteln. Das Deltadrehmoment-Ermittlungsmodul 464 kann das Deltadrehmoment 452 basierend auf dem Übersetzungsverhältnis 344 und einer Differenz zwischen der Ziel-Motordrehzahl 460 und der Motordrehzahl 436 ermitteln. Wie vorstehend festgestellt wurde, kann die Ziel-Motordrehzahl 460 auf einen größeren Wert als die Motordrehzahl 436 festgelegt werden, beispielsweise auf die TISS 346 oder basierend auf dieser, um die Drehzahldifferenz 428 in Richtung Null anzupassen. Das Deltadrehmoment-Ermittlungsmodul 464 kann das Deltadrehmoment 452 beispielsweise unter Verwendung eines Kennfeldes oder einer Funktion ermitteln, das bzw. die das Übersetzungsverhältnis 344 und die Differenz zwischen der Ziel-Motordrehzahl 460 und der Motordrehzahl 436 mit dem Deltadrehmoment 452 in Beziehung setzt. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Erhöhungsmodul 468 implementiert werden und die erhöhte Drehmomentanforderung 440 basierend auf dem Übersetzungsverhältnis 344, der Ziel-Motordrehzahl 460 und der Motordrehzahl 436 erzeugen. Beispielsweise kann das Erhöhungsmodul 468 die erhöhte Drehmomentanforderung 440 unter Verwendung eines Kennfeldes oder einer Funktion ermitteln, das bzw. die das Übersetzungsverhältnis 344, die Ziel-Motordrehzahl 460 und die Differenz zwischen der Ziel-Motordrehzahl 460 und der Motordrehzahl 436 mit der erhöhten Drehmomentanforderung 440 in Beziehung setzt. Unter bestimmten Umständen kann das Erhöhungsmodul 468 die erhöhte Drehmomentanforderung 440 auf einen vorbestimmten Wert festlegen. Lediglich beispielhaft kann das Erhöhungsmodul 468 die erhöhte Drehmomentanforderung 440 auf die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 370 setzen, während sich das Zustandssignal 120 während einer Zeitdauer in dem ersten Zustand befindet, bevor das Zustandssignal 420 in den zweiten Zustand übergeleitet wird, oder wenn sich das Zustandssignal 420 in dem zweiten Zustand befindet.
  • Das Festlegen der momentanen Fahrerdrehmomentanforderung 370 auf die erhöhte Drehmomentanforderung 440, wenn sich das Zustandssignal 420 in dem zweiten Zustand befindet, erhöht die Drehmomentausgabe des Motors 102, beispielsweise mittels eines Anpassens des Zündfunkenzeitpunkts und/oder der Kraftstoffzufuhr. Die erhöhte Drehmomentausgabe erhöht die Motordrehzahl 436 in Richtung der TISS 346, wodurch das Geräusch und/oder die Schwingung minimiert werden, die auftreten, wenn Zähne kämmender Zahnräder einander berühren.
  • Ein Zählermodul 472 kann einen Zählerwert 476 zurücksetzen, wenn das Zustandssignal 420 in den zweiten Zustand übergeleitet wird. Das Zählermodul 472 kann den Zählerwert 476 jeweils nach einer vorbestimmten Zeitdauer erhöhen, wenn sich das Zustandssignal 420 in dem zweiten Zustand befindet. Auf diese Weise verfolgt das Zählermodul 472 die Zeitdauer, die verstrichen ist, seit das Modul 408 für die momentane Drehmomentanforderung damit begonnen hat, die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 370 zu erhöhen. Die vorbestimmte Zeitdauer kann einer Rate entsprechen, mit der die Module des Fahrer-Drehmomentanforderungsmoduls 366 ihre Ausgaben aktualisieren, beispielsweise ungefähr 3 Millisekunden (ms) oder einer anderen geeigneten Zeitdauer. Obgleich die Verwendung des Zählermoduls 472 und des Zählerwerts 476 diskutiert wird, können ein Timer und eine Zeitdauer alternativ verwendet werden.
  • Wenn der Zählerwert 476 größer als ein vorbestimmter Wert ist, leitet das Zustandssteuermodul 416 das Zustandssignal 420 von dem zweiten Zustand in einen dritten Zustand über. Der vorbestimmte Wert entspricht einer vorbestimmten Zeitdauer zum Erhöhen eines Drehmoments, um ein Geräusch und/oder eine Schwingung zu minimieren, und diese kann beispielsweise ungefähr 60 - 120 ms oder eine andere geeignete Zeitdauer sein.
  • Die Module 404 und 408 für die vorausgesagte und die momentane Drehmomentanforderung verringern die vorausgesagte und die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 in Richtung des ZPT 340, wenn sich das Zustandssignal 420 in dem dritten Zustand befindet. Beispielsweise können die Module 404 und 408 für die vorausgesagte und die momentane Drehmomentanforderung die vorausgesagte und die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 exponentiell verringern und damit beginnen, wenn das Zustandssignal in den dritten Zustand übergeleitet wird. Das Verringern der vorausgesagten und der momentanen Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 mit einer schnelleren Geschwindigkeit kann ermöglichen, dass eine der mehrere Kraftstoffsparmaßnahmen (z.B. eine Kraftstoffabschaltung, eine Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltung und/oder eine Zylinderdeaktivierung) früher ergriffen werden als dann, wenn die vorausgesagte und die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 mit Geschwindigkeiten verringert werden würden, die langsam genug sind, um ein Geräusch und/oder eine Schwingung zu verhindern oder zu minimieren.
  • 5 umfasst eine beispielhafte Graphik einer Gaspedalposition 504, einer beispielhaften vorausgesagten Fahrerdrehmomentanforderung 508, einer beispielhaften momentanen Fahrerdrehmomentanforderung 512 und einer unverfälscht abnehmenden momentanen Fahrerdrehmomentanforderung 516 als Funktionen der Zeit 518. Der Fahrer lässt das Gaspedal ungefähr zu der Zeit 520 los, und daher nimmt die Gaspedalposition 504 ab.
  • Die Module 404 und 408 für die vorausgesagte und die momentane Drehmomentanforderung verringern die vorausgesagte bzw. die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 bzw. 370, nachdem der Fahrer das Gaspedal loslässt. Die unverfälscht abnehmende momentane Drehmomentanforderung 516 könnte verwendet werden, um das Auftreten eines Geräuschs und/oder einer Schwingung zu verhindern.
  • Die Drehzahldifferenz 428 wird ungefähr zu der Zeit 524 geringer als die vorbestimmte negative Drehzahl. Das Modul 408 für die momentane Drehmomentanforderung erhöht daher die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 370, um das Geräusch und/oder die Schwingung zu minimieren. Die beispielhafte momentane Fahrerdrehmomentanforderung 512 umfasst ein Beispiel einer solchen Erhöhung nach der Zeit 524.
  • Das Modul 408 für die momentane Drehmomentanforderung kann die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 370 für die vorbestimmte Zeitdauer (z.B. ungefähr 60 - 120 ms) erhöhen, nachdem die Drehzahldifferenz 428 kleiner als die vorbestimmte negative Drehzahl wird. Die vorbestimmte Zeitdauer kann ungefähr zu der Zeit 528 enden. Das Modul 408 für die momentane Drehmomentanforderung kann beginnen, die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 370 schneller zu verringern, beispielsweise basierend auf einer vorbestimmten exponentiellen Verringerung. Die beispielhafte momentane Fahrerdrehmomentanforderung 512 umfasst eine beispielhafte exponentielle Verringerung nach der Zeit 528.
  • Nun auf 6 Bezug nehmend, ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein beispielhaftes Verfahren zum Festlegen der vorausgesagten und der momentanen Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 zeigt, wenn der Fahrer das Gaspedal loslässt. Die Steuerung kann mit 604 beginnen, wo das Pedalfreigabemodul 412 ermittelt, ob der Fahrer das Gaspedal freigegeben hat. Wenn 604 wahr ist, fährt die Steuerung mit 608 fort. Wenn 604 falsch ist, kann die Steuerung bei 604 bleiben. Das Pedalfreigabemodul 412 kann ermitteln, dass der Fahrer das Gaspedal freigegeben hat, wenn beispielsweise die APP 334 kleiner als eine vorbestimmte Position ist oder die APP 334 um mehr als einen vorbestimmten Betrag abnimmt.
  • Bei 608 verringern das Modul 404 und 408 für die vorausgesagte und die momentane Drehmomentanforderung die vorausgesagte bzw. momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 bzw. 370 in Richtung des ZPT 340. Die Module 404 und 408 für die vorausgesagte und die momentane Drehmomentanforderung können die vorausgesagte bzw. die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 bzw. 370 mit der gleichen Geschwindigkeit oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten verringern.
  • Bei 612 ermittelt das Zustandssteuermodul 416, ob die Drehzahldifferenz 428 kleiner als die vorbestimmte negative Drehzahl ist. Wenn 612 wahr ist, fährt die Steuerung mit 616 fort. Wenn 612 falsch ist, kann die Steuerung 608 zurückkehren, um die Verringerung der vorausgesagten und der momentanen Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 fortzusetzen. Die vorbestimmte Drehzahl kann beispielsweise ungefähr -100 RPM oder eine andere geeignete Drehzahl sein, die angibt, dass ein Geräusch und/oder eine Schwingung auftreten können. Wenn die Drehzahldifferenz 428 innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer (z.B. ungefähr 0,5 - 1,0 Sekunden) nach dem Freigeben des Gaspedals durch den Fahrer nicht kleiner als die vorbestimmte negative Drehzahl wird, können die Module 404 und 408 für die vorausgesagte und die momentane Drehmomentanforderung die vorausgesagte und die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 weiterhin in Richtung des ZPT 340 verringern, und die Steuerung kann zu 644 übergehen, was nachstehend weiter diskutiert wird.
  • Das Zählermodul 472 setzt bei 616 den Zählerwert 476 zurück und erhöht den Zählerwert 476 bei 620. Bei 624 kann das Erhöhungsmodul 468 die erhöhte Drehmomentanforderung 440 basierend auf dem Übersetzungsverhältnis 344 und der Ziel-Motordrehzahl 460 ermitteln. Beispielsweise können das Basisdrehmoment- und das Deltadrehmoment-Ermittlungsmodul 456 und 464 das Basisdrehmoment und das Deltadrehmoment 448 und 452 basierend auf dem Übersetzungsverhältnis, der Ziel-Motordrehzahl 460 und/oder der Differenz zwischen der Ziel-Motordrehzahl 460 und der Motordrehzahl 436 ermitteln, und das Summierungsmodul 444 kann die erhöhte Drehmomentanforderung 440 auf eine Summe des Basisdrehmoments und des Deltadrehmoments 448 und 452 festlegen. Das Modul 404 für die vorausgesagte Drehmomentanforderung kann die vorausgesagte Fahrerdrehmomentanforderung 368 bei 628 verringern, beibehalten oder erhöhen.
  • Bei 632 ermittelt das Zustandssteuermodul 416, ob der Zählerwert 476 größer als ein vorbestimmter Wert ist. Der vorbestimmte Wert entspricht einer vorbestimmten Zeitdauer, beispielsweise ungefähr 60 - 120 ms oder einer anderen geeigneten vorbestimmten Zeitdauer. Wenn 632 wahr ist, fährt die Steuerung mit 636 fort. Wenn 632 falsch ist, kehrt die Steuerung zu 620 zurück, um die erhöhte Drehmomentanforderung 440 weiterhin zu verwenden.
  • Die Module 404 und 408 für die vorausgesagte und die momentane Drehmomentanforderung verringern bei 636 die vorausgesagte bzw. die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 bzw. 370 in Richtung des ZPT 340. Verringerungen der vorausgesagten und der momentanen Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370, die bei 636 ausgeführt werden, können derart ausgeführt werden, dass die vorausgesagte und die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 über der Zeit basierend auf einer vorbestimmten exponentiellen Kurve verringert werden. Das exponentielle Verringern der vorausgesagten und der momentanen Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 kann ermöglichen, dass eine oder mehrere Kraftstoffsparmaßnahmen früher ergriffen werden, wie beispielsweise eine Kraftstoffabschaltung, eine Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltung und/oder eine Zylinderdeaktivierung.
  • Bei 640 kann das Zustandssteuermodul 416 ermitteln, ob die vorausgesagte und die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 ungefähr gleich dem ZPT 340 sind. Wenn 640 wahr ist, kann die Steuerung mit 644 fortfahren. Wenn 640 falsch ist, kann die Steuerung zu 636 zurückkehren, um die vorausgesagte und die momentane Fahrerdrehmomentanforderung 368 und 370 weiterhin in Richtung des ZPT 340 zu verringern. Bei 644 kann das Zustandssteuermodul 416 ermitteln, ob der Fahrer das Gaspedal betätigt hat. Wenn 644 wahr ist, kann die Steuerung zu 604 zurückkehren, um auf ein weiteres Loslassereignis zu warten. Wenn 644 falsch ist, kann die Steuerung bei 644 bleiben. Obgleich eine Ermittlung, ob der Fahrer das Gaspedal betätigt hat, bei 644 gezeigt ist, kann die Steuerung ebenso zu 604 zurückkehren, wenn der Fahrer das Gaspedal zwischen 608 und 640 betätigt.
  • Die vorstehende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen einzuschränken. Die breiten Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Während diese Offenbarung spezielle Beispiele aufweist, soll der wahre Umfang der Offenbarung daher nicht auf diese beschränkt sein, da andere Modifikationen nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachfolgenden Ansprüche offensichtlich werden. 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.
  • In dieser Anmeldung einschließlich der nachstehenden Definitionen kann der Ausdruck Modul durch den Ausdruck Schaltung ersetzt werden. Der Ausdruck Modul kann sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale integrierte Schaltung; eine Schaltung der kombinatorischen Logik; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code ausführt; einen Speicher (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der Code speichert, der durch den Prozessor ausgeführt wird; 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 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 genutzter Prozessor umfasst einen einzelnen Prozessor, der einen Teil des Codes oder den gesamten Code mehrerer Module ausführt. Der Ausdruck Gruppenprozessor umfasst einen Prozessor, der in Kombination mit zusätzlichen Prozessoren einen Teil des Codes oder den gesamten Code eines oder mehrerer Module ausführt. Der Ausdruck gemeinsam genutzter Speicher umfasst einen einzelnen Speicher, der einen Teil des Codes oder den gesamten Code mehrerer Module speichert. Der Ausdruck Gruppenspeicher umfasst einen Speicher, der in Kombination mit zusätzlichen Speichern einen Teil oder den gesamten Code eines oder mehrerer Module speichert. Der Ausdruck Speicher kann eine Teilmenge des Ausdrucks computerlesbares Medium bezeichnen. Der Ausdruck computerlesbares Medium umfasst keine vorübergehenden elektrischen und elektromagnetischen Signale, die sich durch ein Medium ausbreiten, und dieses kann daher als zugreifbar und nicht flüchtig angesehen werden. Nicht einschränkende Beispiele des nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Mediums sind ein nicht flüchtiger Speicher, ein magnetischer Speicher und ein optischer Speicher.
  • Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig 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 und/oder auf diese angewiesen sein.

Claims (9)

  1. Motorsteuerverfahren für ein Fahrzeug, das umfasst, dass: eine Differenz (428) zwischen einer Motordrehzahl (436) und einer Getriebe-Eingangswellendrehzahl (346) ermittelt wird; ein Signal (420) auf einen ersten Zustand gesetzt wird, wenn ein Fahrer ein Gaspedal loslässt; das Signal (420) selektiv von dem ersten Zustand in einen zweiten Zustand übergeleitet wird, wenn die Differenz (428) kleiner als Null ist; eine Motordrehmomentanforderung (370) verringert wird, wenn sich das Signal (420) in dem ersten Zustand befindet; die Motordrehmomentanforderung (370) selektiv erhöht wird, wenn sich das Signal (420) in dem zweiten Zustand befindet; und ein Zündfunkenzeitpunkt selektiv basierend auf der Motordrehmomentanforderung (370) angepasst wird; und/oder eine Kraftstoffzufuhr selektiv basierend auf der Motordrehmomentanforderung (370) angepasst wird, wobei das Signal (420) von dem zweiten Zustand eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Überleiten des Signals (420) in den zweiten Zustand in einen dritten Zustand übergeleitet wird; und wobei die Motordrehmomentanforderung (370) verringert wird, wenn sich das Signal (420) in dem dritten Zustand befindet.
  2. Motorsteuerverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die Differenz (428) gleich der Motordrehzahl (436) minus die Getriebe-Eingangswellendrehzahl (346) festgelegt wird.
  3. Motorsteuerverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: der Zündfunkenzeitpunkt nach früh verstellt wird, wenn die Motordrehmomentanforderung (370) zunimmt; und/oder die Kraftstoffzufuhr erhöht wird, wenn die Motordrehmomentanforderung (370) zunimmt.
  4. Motorsteuerverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die Motordrehmomentanforderung (370) exponentiell verringert wird, wenn sich das Signal (420) in dem dritten Zustand befindet.
  5. Motorsteuerverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: die Motordrehmomentanforderung (370) mit einer ersten Geschwindigkeit verringert wird, wenn sich das Signal (420) in dem ersten Zustand befindet; und die Motordrehmomentanforderung (370) mit einer zweiten Geschwindigkeit verringert wird, wenn sich das Signal (420) in dem dritten Zustand befindet.
  6. Motorsteuerverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: eine erhöhte Drehmomentanforderung (440) basierend auf einem Übersetzungsverhältnis (344) und einer Ziel-Motordrehzahl (460) ermittelt wird; und die Motordrehmomentanforderung (370) auf die erhöhte Drehmomentanforderung (440) gesetzt wird, wenn sich das Signal (420) in dem zweiten Zustand befindet.
  7. Motorsteuerverfahren nach Anspruch 6, das ferner umfasst, dass: ein Basisdrehmoment (448) basierend auf dem Übersetzungsverhältnis (344) und der Ziel-Motordrehzahl (460) ermittelt wird; ein Deltadrehmoment (452) basierend auf dem Übersetzungsverhältnis (344) und einer Differenz zwischen der Ziel-Motordrehzahl (460) und der Motordrehzahl (436) ermittelt wird; und die erhöhte Drehmomentanforderung (440) basierend auf dem Basisdrehmoment (448) und dem Deltadrehmoment (452) ermittelt wird.
  8. Motorsteuerverfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst, dass das erhöhte Drehmoment (440) gleich dem Basisdrehmoment (448) plus dem Deltadrehmoment (452) gesetzt wird.
  9. Motorsteuerverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass das Signal (420) selektiv von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand übergeleitet wird, wenn die Differenz (428) kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl ist, die kleiner als Null ist.
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