DE102015103622B4 - Model prediction method for internal combustion engines with spark ignition - Google Patents

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Abstract

Kraftmaschinensteuerverfahren für ein Fahrzeug (102), umfassend:Erzeugen einer ersten Drehmomentanforderung (265) für eine Fremdzündungskraftmaschine (100) auf der Grundlage einer Fahrereingabe (404);Umsetzen der ersten Drehmomentanforderung (265) in eine zweite Drehmomentanforderung (308)(408);unter Verwendung eines Modellvorhersagesteuermoduls (MPC-Moduls) (312), Bestimmen eines Satzes Zielwerte (266-270) auf der Grundlage der zweiten Drehmomentanforderung (308), eines Modells der Kraftmaschine (102) und einer Matrix mit Dimensionen (m+n) mal (m+n), wobei n eine ganze Zahl größer als Null ist, die gleich einer Zahl unterer Grenzbeschränkungen ist, die bei der Bestimmung des Satzes Zielwerten (266-270) verwendet werden, und m eine ganze Zahl größer als Null ist, die gleich einer Zahl von Beschränkungen ist, die bei der Bestimmung des Satzes Zielwerten (266-270) verwendet wird, die andere als die unteren Grenzbeschränkungen sind (416); undSteuern eines Öffnens (278) eines Drosselventils (112) auf der Grundlage eines Ersten (267) der Zielwerte (266-270)(428, 432);Steuern eines Öffnens (274) eines Ladedruckregelventils (162) eines Turboladers (160-1, 160-2) auf der Grundlage eines Zweiten (266) der Zielwerte (266-270)(428, 432);Steuern eines Öffnens (282) eines AGR-Ventils (170) auf der Grundlage eines Dritten (268) der Zielwerte (266-270)(428, 432); undSteuern einer Einlassventil-Phasenlageneinstellung (269) eines Einlassnocken-Phasenstellers (148) und einer Auslassventil-Phasenlageneinstellung (270) eines Auslassnocken-Phasenstellers (150) jeweils auf der Grundlage eines Vierten (269) bzw. eines Fünften (270) der Zielwerte (266-270)(428, 432).An engine control method for a vehicle (102), comprising: generating a first torque request (265) for a spark ignition engine (100) based on driver input (404); converting the first torque request (265) to a second torque request (308) (408); using a model predictive control (MPC) module (312), determining a set of target values (266-270) based on the second torque request (308), a model of the engine (102) and a matrix of dimensions (m + n) times (m + n), where n is an integer greater than zero that is equal to a number of lower bounds used in determining the set of target values (266-270), and m is an integer greater than zero that is equal to a number of constraints used in determining the set of target values (266-270) other than the lower limit constraints (416); andcontrolling an opening (278) of a throttle valve (112) based on a first one (267) of the target values (266-270) (428, 432); controlling an opening (274) of a wastegate valve (162) of a turbocharger (160-1, 160-2) based on a second (266) of the target values (266-270) (428, 432); controlling opening (282) of an EGR valve (170) based on a third (268) of the target values (266 -270) (428, 432); and controlling an intake valve phasing (269) of an intake cam phaser (148) and an exhaust valve phasing (270) of an exhaust cam phaser (150) based on a fourth (269) and a fifth (270) of the target values (266), respectively -270) (428, 432).

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Brennkraftmaschinen und insbesondere auf Kraftmaschinensteuerverfahren für Fahrzeuge.The present disclosure relates to internal combustion engines and, more particularly, to engine control methods for vehicles.

Brennkraftmaschinen verbrennen innerhalb von Zylindern ein Luft- und Kraftstoffgemisch, um Kolben anzutreiben, was Antriebsdrehmoment erzeugt. Eine Luftströmung in die Kraftmaschine wird über eine Drossel geregelt. Genauer passt die Drossel eine Drosselfläche an, was Luftströmung in die Kraftmaschine erhöht oder verringert. Wenn die Drosselfläche zunimmt, nimmt die Luftströmung in die Kraftmaschine zu. Ein Kraftstoffsteuersystem passt die Rate an, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, um ein Soll-Luft/Kraftstoff-Gemisch für die Zylinder bereitzustellen und/oder um eine Soll-Drehmomentausgabe zu erreichen. Das Erhöhen der Menge Luft und Kraftstoff, die für die Zylinder bereitgestellt wird, erhöht die Drehmomentausgabe der Kraftmaschine.Internal combustion engines burn a mixture of air and fuel within cylinders to drive pistons, which creates drive torque. Air flow into the engine is regulated via a throttle. More specifically, the throttle adjusts a throttle area, which increases or decreases air flow into the engine. As the throttle area increases, air flow into the engine increases. A fuel control system adjusts the rate at which fuel is injected to provide a desired air / fuel mixture to the cylinders and / or to achieve a desired torque output. Increasing the amount of air and fuel provided to the cylinders increases the torque output of the engine.

In Fremdzündungskraftmaschinen initiiert ein Zündfunken die Verbrennung eines für die Zylinder bereitgestellten Luft/Kraftstoff-Gemischs. In Selbstzündungskraftmaschinen verbrennt die Verdichtung in den Zylindern das für die Zylinder bereitgestellte Luft/Kraftstoff-Gemisch. Die Zündzeiteinstellung und die Luftströmung können die primären Mechanismen zum Anpassen der Drehmomentausgabe von Fremdzündungskraftmaschinen sein, während die Kraftstoffströmung der primäre Mechanismus zum Anpassen der Drehmomentausgabe von Selbstzündungskraftmaschinen sein kann.In positive-ignition engines, an ignition spark initiates the combustion of an air / fuel mixture provided for the cylinders. In compression ignition engines, the compression in the cylinders burns the air / fuel mixture provided for the cylinders. Ignition timing and air flow can be the primary mechanisms for adjusting the torque output of spark ignition engines, while fuel flow can be the primary mechanism for adjusting the torque output of compression ignition engines.

Es sind Kraftmaschinensteuersysteme entwickelt worden, um das Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment zum Erreichen eines Soll-Drehmoments zu steuern. Allerdings steuern herkömmliche Kraftmaschinensteuersysteme das Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment nicht so genau wie gewünscht. Ferner stellen herkömmliche Kraftmaschinensteuersysteme kein schnelles Ansprechen auf Steuersignale bereit oder sie koordinieren keine Kraftmaschinen-Drehmomentsteuerung zwischen verschiedenen Vorrichtungen, die das Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment beeinflussen.Engine control systems have been developed to control engine output torque to achieve a desired torque. However, conventional engine control systems do not control engine output torque as precisely as desired. Furthermore, conventional engine control systems do not provide a quick response to control signals or coordinate engine torque control between various devices that affect engine output torque.

Die US 7 398 149 B2 offenbart ein Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader und Abgasrückführung, die Modellvorhersage anwendet, um die Abgaszufuhr und Frischluftzufuhr in den Motor zu steuern. Genauer werden u.a. die einlass- und auslassseitigen Partialdrücke der Frischluft und des Abgases erfasst und über die Modellvorhersage gesteuert. Eine Steuerung der Phasenlage von Einlass- und Auslassventilen findet nicht statt.The US 7 398 149 B2 discloses a control method for an exhaust gas turbocharger and exhaust gas recirculation internal combustion engine that uses model prediction to control exhaust gas supply and fresh air supply into the engine. More precisely, among other things, the inlet and outlet side partial pressures of the fresh air and the exhaust gas are recorded and controlled via the model prediction. The phase position of the inlet and outlet valves is not controlled.

Aus der US 2006 / 0 137 347 A1 ist ein Verfahren zum Steuern eines Dieselmotors unter Verwendung einer Modellvorhersage bekannt. Dabei wird sowohl die Luft- als auch die Kraftstoffzufuhr unter Berücksichtigung einer Abgasrückführung und eines Turboladerbetriebs gesteuert. Eine Steuerung der Öffnungs- und Schließlagen der Einlass- und Auslassventile über die Modellvorhersage ist nicht offenbart.From the US 2006/0 137 347 A1 a method of controlling a diesel engine using model prediction is known. Both the air supply and the fuel supply are controlled, taking into account exhaust gas recirculation and turbocharger operation. A control of the opening and closing positions of the inlet and outlet valves via the model prediction is not disclosed.

Die US 2011 / 0 010 073 A1 offenbart eine Motorsteuerung mittels Modellvorhersage. Dabei soll das zum Einsatz kommende multivariate Steuergerät zur Beschleunigung der Anpassung der Steuerung im Voraus mit Daten als Vorgabe belegt werden. Als Beispiele für zu steuernde Größen sind die Kraftstoffeinspritzung, die Motorbremssteuerung, die Abgasbehandlungssteuerung, die Abgasrückführungssteuerung und die Turboladersteuerung angeführt. Über die Steuerung von Einlass- und Auslassventil-Phasenlagen über Modellvorhersage ist nichts ausgesagt.The US 2011/010 073 A1 discloses engine control using model prediction. The multivariate control unit used to accelerate the adaptation of the control is to be assigned data in advance as a specification. Examples of variables to be controlled are fuel injection, engine brake control, exhaust gas treatment control, exhaust gas recirculation control, and turbocharger control. Nothing is said about the control of inlet and outlet valve phase positions via model prediction.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Kraftmaschinensteuerverfahren für ein Fahrzeug mit für eine Fremdzündungskraftmaschine, das Modellvorhersage anwendet, zur Verfügung zu stellen.It is the object of the invention to provide an improved engine control method for a vehicle with a spark ignition engine that uses model prediction.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method with the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Die vorliegende Offenbarung wird aus der ausführlichen Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen umfassender verständlich, in denen:

  • 1 ein Funktionsblockschaltbild eines beispielhaften Kraftmaschinensystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 2 ein Funktionsblockschaltbild eines beispielhaften Kraftmaschinensteuersystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 3 ein Funktionsblockschaltbild eines beispielhaften Luftsteuermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; und
  • 4 ein Flussdiagramm umfasst, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern eines Drosselventils, einer Einlassventil- und einer Auslassventil-Phasenlageneinstellung, eines Ladedruckregelventils und eines Abgasrückführungs-Ventils (AGR-Ventils) unter Verwendung einer Modellvorhersagesteuerung gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt.
The present disclosure will become more fully understood from the detailed description and accompanying drawings, in which:
  • 1 FIG. 3 is a functional block diagram of an exemplary engine system in accordance with the present disclosure;
  • 2 FIG. 3 is a functional block diagram of an exemplary engine control system in accordance with the present disclosure;
  • 3 Figure 3 is a functional block diagram of an exemplary air control module in accordance with the present disclosure; and
  • 4th comprises a flowchart showing an exemplary method for controlling a throttle valve, intake valve and exhaust valve phasing, wastegate and exhaust gas recirculation (EGR) valve using model predictive control in accordance with the present disclosure.

In den Zeichnungen können Bezugszeichen wiederverwendet werden, um ähnliche und/oder gleiche Elemente zu identifizieren.In the drawings, reference numbers may be reused to identify similar and / or identical elements.

Ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM) steuert die Drehmomentausgabe einer Kraftmaschine. Genauer steuert das ECM Aktoren der Kraftmaschine jeweils auf der Grundlage von Zielwerten, die auf der Grundlage eines angeforderten Drehmomentbetrags bestimmt werden. Zum Beispiel steuert das ECM die Einlassnockenwellen-Phasenlageneinstellung und die Auslassnockenwellen-Phasenlageneinstellung auf der Grundlage des Ziel-Einlassphasenstellerwinkels und des Ziel-Auslassphasenstellerwinkels, ein Drosselventil auf der Grundlage einer Ziel-Drosselöffnung, ein Abgasrückführungs-Ventil (AGR-Ventil) auf der Grundlage einer Ziel-AGR-Öffnung und ein Ladedruckregelventil eines Turboladers auf der Grundlage eines Ziel-Ladedruckregelventil-Tastgrads.An engine control module (ECM) controls torque output of an engine. More specifically, the ECM controls actuators of the engine each based on target values determined based on a requested torque amount. For example, the ECM controls intake camshaft phasing and exhaust camshaft phasing based on the target intake phaser angle and the target exhaust phaser angle, a throttle valve based on a target throttle opening, an exhaust gas recirculation (EGR) valve based on a Target EGR port and a turbocharger wastegate based on a target wastegate duty cycle.

Das ECM könnte die Zielwerte unter Verwendung mehrerer Einzeleingabe-Einzelausgabe-Controller (SISO-Controller) wie etwa Proportional-Integral-Differential-Regler bzw. -Controller (PID-Regler / -Controller) einzeln bestimmen. Allerdings können die Zielwerte so eingestellt werden, dass die Systemstabilität auf Kosten möglicher Kraftstoffverbrauchverringerungen aufrechterhalten wird, wenn mehrere SISO-Controller verwendet werden. Außerdem können die Kalibrierung und der Entwurf der einzelnen SISO-Controller kostspielig und zeitaufwendig sein.The ECM could individually determine the target values using multiple single-input-single-output (SISO) controllers, such as proportional-integral-differential (PID) controllers. However, when multiple SISO controllers are used, the target values can be set to maintain system stability at the expense of possible fuel consumption reductions. In addition, calibration and design of each SISO controller can be costly and time consuming.

Das ECM der vorliegenden Offenbarung erzeugt die Zielwerte unter Verwendung von Modellvorhersagesteuerung (MPC). Das ECM identifiziert mögliche Sätze von Zielwerten auf der Grundlage einer Kraftmaschinen-Drehmomentanforderung. Das ECM bestimmt vorhergesagte Parameter für jeden der möglichen Sätze. Das ECM bestimmt Kosten, die der Verwendung von jedem der möglichen Sätze zugeordnet sind, auf der Grundlage der Sätze vorhergesagter Parameter. Das ECM kann den einen der möglichen mit den niedrigstes Kosten, der die Beschränkungen erfüllt, auswählen. Die Beschränkungen können zum Beispiel obere und untere Grenzen für die vorhergesagten Parameter, obere und untere Grenzen für die Zielwerte und/oder andere Beschränkungen umfassen. Das ECM stellt die Zielwerte zum Steuern der Kraftmaschinenaktoren unter Verwendung der Zielwerte des ausgewählten möglichen Satzes ein.The ECM of the present disclosure generates the target values using model predictive control (MPC). The ECM identifies possible sets of target values based on an engine torque request. The ECM determines predicted parameters for each of the possible sentences. The ECM determines costs associated with the use of each of the possible rates based on the rates of predicted parameters. The ECM can choose the one of the lowest cost possible that meets the constraints. The constraints may include, for example, upper and lower limits for the predicted parameters, upper and lower limits for the target values, and / or other constraints. The ECM sets the target values for controlling the engine actuators using the target values of the selected possible set.

Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Funktionsblockschaltbild eines beispielhaften Kraftmaschinensystems 100 dargestellt. Das Kraftmaschinensystem 100 umfasst eine Kraftmaschine 102, die auf der Grundlage einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 104 ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen. Die Kraftmaschine 102 kann eine Benzin-Fremdzündungs-Brennkraftmaschine sein.With reference to 1 Figure 3 is a functional block diagram of an exemplary engine system 100 shown. The engine system 100 includes an engine 102 based on a driver input from a driver input module 104 combusting an air / fuel mixture to produce drive torque for a vehicle. The power machine 102 may be a gasoline spark ignition internal combustion engine.

Durch ein Drosselventil 112 wird Luft in einen Einlasskrümmer 110 angesaugt. Nur beispielhaft kann das Drosselventil 112 eine Drosselklappe mit einer drehbaren Platte umfassen. Ein Kraftmaschinen-Steuermodul (ECM) 114 steuert ein Drosselaktormodul 116, das das Öffnen des Drosselventils 112 reguliert, um die Menge der in den Einlasskrümmer 110 angesaugten Luft zu steuern.Through a throttle valve 112 gets air into an intake manifold 110 sucked in. The throttle valve can only be used as an example 112 a throttle valve with a rotatable plate. An engine control module (ECM) 114 controls a throttle actuator module 116 that the opening of the throttle valve 112 regulated to the amount of going into the intake manifold 110 to control sucked air.

Luft von dem Einlasskrümmer 110 wird in Zylinder der Kraftmaschine 102 angesaugt. Obwohl die Kraftmaschine 102 mehrere Zylinder umfassen kann, ist für Veranschaulichungszwecke ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Nur beispielhaft kann die Kraftmaschine 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder umfassen. Das ECM 114 kann ein Zylinderaktormodul 120 anweisen, einige der Zylinder wahlweise zu deaktivieren, was die Kraftstoffökonomie unter bestimmten Kraftmaschinen-Betriebsbedingungen verbessern kann.Air from the intake manifold 110 is in cylinder of the engine 102 sucked in. Although the prime mover 102 may include multiple cylinders, a single representative cylinder is for purposes of illustration 118 shown. The engine can only be used as an example 102 2 , 3 , 4th , 5 , 6 , 8th , 10 and or 12th Include cylinder. The ECM 114 can be a cylinder actuator module 120 instruct to selectively deactivate some of the cylinders, which can improve fuel economy under certain engine operating conditions.

Die Kraftmaschine 102 kann unter Verwendung eines Viertaktzyklus arbeiten. Die im Folgenden beschriebenen vier Takte können als der Ansaugtakt, der Verdichtungstakt, der Arbeitstakt und der Ausstoßtakt bezeichnet werden. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) finden innerhalb des Zylinders 118 zwei der vier Takte statt. Somit sind zwei Kurbelwellenumdrehungen notwendig, damit der Zylinder 118 alle vier Takte erfährt.The power machine 102 can operate using a four stroke cycle. The four strokes described below can be referred to as the intake stroke, the compression stroke, the power stroke and the exhaust stroke. During each revolution of a crankshaft (not shown) take place inside the cylinder 118 two of the four bars. Thus two crankshaft revolutions are necessary for the cylinder 118 experiences every four bars.

Während des Ansaugtakts wird über eine Drosselklappe 122 Luft von dem Einlasskrümmer 110 in den Zylinder 118 angesaugt. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoffaktormodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann an einem zentralen Ort oder an mehreren Orten wie etwa in der Nähe des Einlassventils 122 von jedem der Zylinder in den Einlasskrümmer 110 eingespritzt werden. In verschiedenen Implementierungen (nicht gezeigt) kann Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in den Zylindern zugeordnete Mischkammern eingespritzt werden. Das Kraftstoffaktormodul 124 kann die Einspritzung von Kraftstoff in Zylinder, die deaktiviert sind, anhalten. During the intake stroke, a throttle valve is used 122 Air from the intake manifold 110 in the cylinder 118 sucked in. The ECM 114 controls a fuel actuator module 124 that controls fuel injection to achieve a target air / fuel ratio. Fuel can be in one central location or in multiple locations such as near the intake valve 122 from each of the cylinders into the intake manifold 110 be injected. In various implementations (not shown), fuel can be injected directly into the cylinders or into mixing chambers associated with the cylinders. The fuel actuator module 124 may stop the injection of fuel into cylinders that are deactivated.

Der eingespritzte Kraftstoff mischt sich in dem Zylinder 118 mit Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoff-Gemisch. Während des Verdichtungstakts verdichtet ein Kolben (nicht gezeigt) innerhalb des Zylinders 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Ein Zündungsaktormodul 126 setzt eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118 auf der Grundlage eines Signals von dem ECM 114 unter Strom, was das Luft/KraftstoffGemisch zündet. Die Zeiteinstellung des Zündfunkens kann im Vergleich zu dem Zeitpunkt, zu dem der Kolben in seiner obersten Position ist, was als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet wird, spezifiziert werden.The injected fuel mixes in the cylinder 118 with air and creates an air / fuel mixture. During the compression stroke, a piston (not shown) compresses within the cylinder 118 the air / fuel mixture. An ignition actuator module 126 puts a spark plug 128 in the cylinder 118 based on a signal from the ECM 114 under power, which ignites the air / fuel mixture. The timing of the spark can be specified compared to when the piston is in its topmost position, referred to as top dead center (TDC).

Das Zündungsaktormodul 126 kann durch ein Zeiteinstellungssignal gesteuert werden, das spezifiziert, wie weit vor oder nach dem TDC der Zündfunken erzeugt werden soll. Da die Kolbenposition direkt mit der Kurbelwellendrehung zusammenhängt, kann der Betrieb des Zündungsaktormoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Das Erzeugen des Zündfunkens kann als ein Zündereignis bezeichnet werden. Das Zündungsaktormodul 126 kann die Fähigkeit besitzen, die Zeiteinstellung des Zündfunkens für jedes Zündereignis zu variieren. Wenn sich die Zündungszeiteinstellung zwischen einem letzten Zündereignis und dem nächsten Zündereignis geändert hat, kann das Zündungsaktormodul 126 die Zündfunken-Zeiteinstellung für ein nächstes Zündereignis variieren. Das Zündungsaktormodul 126 kann die Bereitstellung des Zündfunkens für deaktivierte Zylinder anhalten.The ignition actuator module 126 can be controlled by a timing signal specifying how far before or after TDC the spark should be generated. Since piston position is directly related to crankshaft rotation, the operation of the ignition actuator module 126 be synchronized with the crankshaft angle. The creation of the spark can be referred to as an ignition event. The ignition actuator module 126 may have the ability to vary the spark timing for each ignition event. If the ignition timing has changed between a last ignition event and the next ignition event, the ignition actuator module may 126 vary the spark timing for a next ignition event. The ignition actuator module 126 may stop the provision of spark for deactivated cylinders.

Während des Arbeitstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs den Kolben von dem TDC weg an, wodurch die Kurbelwelle angetrieben wird. Der Arbeitstakt kann als die Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Kolben den TDC erreicht, und dem Zeitpunkt, zu dem der Kolben den unteren Totpunkt (BDC) erreicht, definiert werden. Während des Ausstoßtakts beginnt sich der Kolben von dem BDC weg zu bewegen und stößt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 aus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden von dem Fahrzeug über ein Abgassystem 134 ausgestoßen.During the power stroke, the combustion of the air / fuel mixture drives the piston away from TDC, thereby driving the crankshaft. The power stroke can be defined as the length of time between when the piston reaches TDC and when the piston reaches bottom dead center (BDC). During the exhaust stroke, the piston begins to move away from the BDC and pushes the byproducts of the combustion through an exhaust valve 130 out. The byproducts of combustion are removed from the vehicle via an exhaust system 134 pushed out.

Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. In verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich die Einlassnockenwelle 140) mehrere Einlassventile (einschließlich das Einlassventil 122) für den Zylinder 118 steuern und/oder können die Einlassventile (einschließlich das Einlassventil 122) mehrerer Bänke von Zylindern (einschließlich den Zylinder 118) steuern. Ähnlich können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich die Auslassnockenwelle 142) mehrere Auslassventile für den Zylinder 118 steuern und/oder können sie Auslassventile (einschließlich das Auslassventil 130) für mehrere Bänke von Zylindern (einschließlich den Zylinder 118) steuern. In verschiedenen anderen Implementierungen können das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 durch andere Vorrichtungen als Nockenwellen wie etwa durch nockenlose Ventilaktoren gesteuert werden. Das Zylinderaktormodul 120 kann den Zylinder 118 dadurch deaktivieren, dass es das Öffnen des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 sperrt.The inlet valve 122 can through an intake camshaft 140 controlled while the exhaust valve 130 through an exhaust camshaft 142 can be controlled. In various implementations, multiple intake camshafts (including the intake camshaft 140 ) multiple intake valves (including the intake valve 122 ) for the cylinder 118 control and / or can control the inlet valves (including the inlet valve 122 ) multiple banks of cylinders (including the cylinder 118 ) Taxes. Similarly, multiple exhaust camshafts (including the exhaust camshaft 142 ) several exhaust valves for the cylinder 118 control and / or can control exhaust valves (including the exhaust valve 130 ) for multiple banks of cylinders (including the cylinder 118 ) Taxes. In various other implementations, the inlet valve 122 and / or the exhaust valve 130 controlled by devices other than camshafts such as camless valve actuators. The cylinder actuator module 120 can the cylinder 118 by disabling it by opening the inlet valve 122 and / or the exhaust valve 130 locks.

Der Zeitpunkt, zu dem das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann in Bezug auf den Kolben-TDC durch einen Einlassnocken-Phasensteller 148 variiert werden. Der Zeitpunkt, zu dem das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann in Bezug auf den Kolben-TDC durch einen Auslassnocken-Phasensteller 150 variiert werden. Ein Phasensteller-Aktormodul 158 kann den Einlassnocken-Phasensteller 148 und den Auslassnocken-Phasensteller 150 auf der Grundlage von Signalen von dem ECM 114 steuern. Wenn ein variabler Ventilhub implementiert ist (nicht gezeigt), kann er ebenfalls durch das Phasensteller-Aktormodul 158 gesteuert werden.The time at which the inlet valve 122 may be opened with respect to piston TDC by an intake cam phaser 148 can be varied. The time at which the exhaust valve 130 may be opened with respect to piston TDC by an exhaust cam phaser 150 can be varied. A phase adjuster actuator module 158 can use the intake cam phaser 148 and the exhaust cam phaser 150 based on signals from the ECM 114 Taxes. If a variable valve lift is implemented (not shown), it can also be done by the phaser actuator module 158 being controlled.

Das Kraftmaschinensystem 100 kann einen Turbolader umfassen, der ein heißes Turbinenrad 160-1 umfasst, das durch heiße Abgase, die durch das Abgassystem 134 strömen, mit Leistung versorgt wird. Außerdem umfasst der Turbolader ein Kaltluftverdichterrad 160-2, das durch das Turbinenrad 160-1 angetrieben wird. Das Verdichterrad 160-2 verdichtet Luft, die in das Drosselventil 112 gelangt. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein durch die Kurbelwelle angetriebener Lader (nicht gezeigt) Luft von dem Drosselventil 112 verdichten und die Druckluft an den Einlasskrümmer 110 liefern.The engine system 100 may include a turbocharger that has a hot turbine wheel 160-1 includes that by hot exhaust gases passing through the exhaust system 134 flow, is supplied with power. The turbocharger also includes a cold air compressor wheel 160-2 going through the turbine wheel 160-1 is driven. The compressor wheel 160-2 compresses air going into the throttle valve 112 got. In various implementations, a crankshaft driven supercharger (not shown) may supply air from the throttle valve 112 and compress the compressed air to the intake manifold 110 deliver.

Ein Abgasregelventil 162 kann ermöglichen, dass Abgas das Turbinenrad 160-1 umgeht, wodurch der durch den Turbolader bereitgestellte Ladedruck (der Betrag der Einlassluftverdichtung) verringert wird. Ein Ladedruckaktormodul 164 kann den Ladedruck des Turboladers dadurch steuern, dass es das Öffnen des Ladedruckregelventils 162 steuert. Bei verschiedenen Implementierungen können zwei oder mehr Turbolader eingesetzt und durch das Ladedruckaktormodul 164 gesteuert sein. An exhaust control valve 162 can allow exhaust gas to pass the turbine wheel 160-1 bypasses, thereby reducing the boost pressure (the amount of intake air compression) provided by the turbocharger. A boost pressure actuator module 164 can control the boost pressure of the turbocharger by opening the boost pressure control valve 162 controls. In various implementations, two or more turbochargers can be deployed and used by the boost pressure actuator module 164 be controlled.

Ein Luftkühler (nicht gezeigt) kann Wärme von der Druckluftladung an ein Kühlmedium wie etwa an ein Kraftmaschinenkühlmittel oder an Luft übertragen. Ein Luftkühler, der die Druckluftladung unter Verwendung von Kraftmaschinenkühlmittel kühlt, kann als ein Zwischenkühler bezeichnet werden. Ein Luftkühler, der die Druckluftladung unter Verwendung von Luft kühlt, kann als ein Ladeluftkühler bezeichnet werden. Die Druckluftladung kann Wärme z. B. über Verdichtung und/oder von Komponenten des Abgassystems 134 empfangen. Obwohl das Turbinenrad 160-1 und das Verdichterrad 160-2 zu Veranschaulichungszwecken getrennt gezeigt sind, können sie aneinander angebracht sein, was Einlassluft in nächster Nähe zu heißem Abgas anordnet.An air cooler (not shown) can transfer heat from the compressed air charge to a cooling medium, such as engine coolant or air. An air cooler that cools the compressed air charge using engine coolant may be referred to as an intercooler. An air cooler that cools the compressed air charge using air can be referred to as a charge air cooler. The compressed air charge can heat z. B. on compression and / or components of the exhaust system 134 receive. Although the turbine wheel 160-1 and the compressor wheel 160-2 Shown separately for purposes of illustration, they may be attached to one another, placing intake air in close proximity to hot exhaust gas.

Das Kraftmaschinensystem 100 kann ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 170 umfassen, das wahlweise Abgas zu dem Einlasskrümmer 110 zurück umleitet. Das AGR-Ventil 170 kann sich stromaufwärts von dem Turbinenrad 160-1 des Turboladers befinden. Das AGR-Ventil 170 kann durch ein AGR-Aktormodul 172 auf der Grundlage von Signalen von dem ECM 114 gesteuert werden.The engine system 100 can an exhaust gas recirculation valve (EGR valve) 170 include the optional exhaust gas to the intake manifold 110 redirects back. The EGR valve 170 can be located upstream of the turbine wheel 160-1 of the turbocharger. The EGR valve 170 can through an EGR actuator module 172 based on signals from the ECM 114 being controlled.

Unter Verwendung eines Kurbelwellen-Positionssensors 180 kann eine Position der Kurbelwelle gemessen werden. Auf der Grundlage der Kurbelwellenposition kann eine Drehzahl der Kurbelwelle (eine Kraftmaschinendrehzahl) bestimmt werden. Unter Verwendung eines Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur-Sensors (ECT-Sensors) 182 kann eine Temperatur des Kraftmaschinenkühlmittels gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann sich innerhalb der Kraftmaschine 102 oder an anderen Orten, an denen das Kühlmittel umgewälzt wird, wie etwa bei einem Kühler (nicht gezeigt), befinden.Using a crankshaft position sensor 180 a position of the crankshaft can be measured. Based on the crankshaft position, a rotational speed of the crankshaft (an engine speed) can be determined. Using an engine coolant temperature (ECT) sensor 182 a temperature of the engine coolant can be measured. The ECT sensor 182 can be inside the prime mover 102 or other locations where the coolant is circulated, such as a cooler (not shown).

Unter Verwendung eines Krümmerabsolutdruck-Sensors (MAP-Sensors) 184 kann ein Druck innerhalb des Einlasskrümmers 110 gemessen werden. In verschiedenen Implementierungen kann ein Kraftmaschinenunterdruck, der die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck innerhalb des Einlasskrümmers 110 ist, gemessen werden. Unter Verwendung eines Luftmassenströmungs-Sensors (MAF-Sensors) 186 kann ein Massendurchfluss der in den Einlasskrümmer 110 strömenden Luft gemessen werden. In verschiedenen Implementierungen kann sich der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse befinden, das ebenfalls das Drosselventil 112 umfasst.Using a manifold absolute pressure (MAP) sensor 184 can be a pressure inside the intake manifold 110 be measured. In various implementations, engine vacuum may be the difference between ambient air pressure and the pressure within the intake manifold 110 is to be measured. Using a mass air flow (MAF) sensor 186 can be a mass flow rate of the into the intake manifold 110 flowing air can be measured. In different implementations, the MAF sensor 186 located in a housing that also contains the throttle valve 112 includes.

Das Drosselaktormodul 116 kann unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 die Position des Drosselventils 112 überwachen. Unter Verwendung eines Einlasslufttemperatur-Sensors (IAT-Sensors) 192 kann eine Umgebungstemperatur der in die Kraftmaschine 102 angesaugten Luft gemessen werden. Außerdem kann das Kraftmaschinensystem 100 einen oder mehrere andere Sensoren 193, wie etwa einen Umgebungsfeuchtigkeitssensor, einen oder mehrere Klopfsensoren, einen Verdichterauslassdrucksensor und/oder einen Drosseleinlassdrucksensor, einen Ladedruckregelventil-Positionssensor, einen AGR-Positionssensor und/oder einen oder mehrere andere geeignete Sensoren, umfassen. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Kraftmaschinensystem 100 zu treffen.The throttle actuator module 116 can be done using one or more throttle position sensors (TPS) 190 the position of the throttle valve 112 monitor. Using an intake air temperature (IAT) sensor 192 can be an ambient temperature in the engine 102 sucked in air can be measured. In addition, the engine system 100 one or more other sensors 193 such as an ambient humidity sensor, one or more knock sensors, a compressor outlet pressure sensor and / or a throttle inlet pressure sensor, a wastegate position sensor, an EGR position sensor, and / or one or more other suitable sensors. The ECM 114 may use signals from the sensors to make control decisions for the engine system 100 hold true.

Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul 194 kommunizieren, um das Schalten von Gängen in einem Getriebe (nicht gezeigt) zu koordinieren. Zum Beispiel kann das ECM 114 während eines Gangschaltens das Kraftmaschinendrehmoment verringern. Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 kommunizieren, um den Betrieb der Kraftmaschine 102 und eines Elektromotors 198 zu koordinieren.The ECM 114 can with a transmission control module 194 communicate to coordinate the shifting of gears in a transmission (not shown). For example, the ECM 114 decrease engine torque during a gear shift. The ECM 114 can with a hybrid control module 196 communicate to the operation of the prime mover 102 and an electric motor 198 to coordinate.

Der Elektromotor 198 kann auch als ein Generator fungieren und kann verwendet werden, um elektrische Energie zur Verwendung durch Fahrzeugelektriksysteme und/oder zur Speicherung in einer Batterie zu erzeugen. In verschiedenen Implementierungen können verschiedene Funktionen des ECM 114, des Getriebesteuermoduls 194 und des Hybridsteuermoduls 196 in einem oder in mehreren Modulen integriert sein.The electric motor 198 can also act as a generator and can be used to produce electrical energy for use by vehicle electrical systems and / or for storage in a battery. Different functions of the ECM 114 , the transmission control module 194 and the hybrid control module 196 be integrated in one or more modules.

Jedes System, das einen Kraftmaschinenparameter variiert, kann als ein Kraftmaschinenaktor bezeichnet werden. Zum Beispiel kann das Drosselaktormodul 116 die Öffnung des Drosselventils 112 anpassen, um eine Ziel-Drosselöffnungsfläche zu erreichen. Das Zündungsaktormodul 126 steuert die Zündkerzen, um eine Ziel-Zündzeiteinstellung relativ zum Kolben-TDC zu erreichen. Das Kraftstoffaktormodul 124 steuert die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, um Ziel-Kraftstoffbeaufschlagungsparameter zu erreichen. Das Phasensteller-Aktormodul 158 kann den Einlassnocken-Phasensteller und den Auslassnocken-Phasensteller 148 und 150 steuern, um einen Ziel-Einlassnocken-Phasenstellerwinkel bzw. einen Ziel-Auslassnocken-Phasenstellerwinkel zu erreichen. Das AGR-Aktormodul 172 kann das AGR-Ventil 170 steuern, um eine Ziel-AGR-Öffnungsfläche zu erreichen. Das Ladedruckaktormodul 164 steuert das Ladedruckregelventil 162, um eine Ziel-Ladedruckregelventil-Öffnungsfläche zu erreichen. Das Zylinderaktormodul 120 steuert die Zylinderdeaktivierung, um eine Ziel-Anzahl aktivierter oder deaktivierter Zylinder zu erreichen.Any system that varies an engine parameter can be referred to as an engine actuator. For example, the throttle actuator module 116 the opening of the throttle valve 112 adjust to achieve a target throttle area. The ignition actuator module 126 controls the spark plugs to achieve a target spark timing relative to piston TDC. The fuel actuator module 124 controls the fuel injectors to achieve target fueling parameters. The phase adjuster actuator module 158 can use the intake cam phaser and the exhaust cam phaser 148 and 150 control to achieve a target intake cam phaser angle or a target exhaust cam phaser angle. The EGR actuator module 172 can the EGR valve 170 control to achieve a target EGR opening area. The boost pressure actuator module 164 controls the boost pressure control valve 162 to achieve a target wastegate opening area. The cylinder actuator module 120 controls cylinder deactivation to achieve a target number of activated or deactivated cylinders.

Das ECM 114 erzeugt die Zielwerte für die Kraftmaschinenaktoren, um zu veranlassen, dass die Kraftmaschine 102 ein Ziel-Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment erzeugt. Wie im Folgenden diskutiert wird, erzeugt das ECM 114 die Zielwerte für die Kraftmaschinenaktoren unter Verwendung von Modellvorhersagesteuerung.The ECM 114 generates the target values for the engine actuators to cause the engine 102 generates a target engine output torque. As discussed below, the ECM generates 114 the target values for the engine actuators using model predictive control.

Nun in 2 ist ein Funktionsblockschaltbild eines beispielhaften Kraftmaschinensteuersystems dargestellt. Eine beispielhafte Implementierung des ECM 114 enthält ein Fahrerdrehmomentmodul 202, ein Achsdrehmoment-Arbitrierungsmodul 204 und ein Vortriebsdrehmoment-Arbitrierungsmodul 206. Das ECM 114 kann ein Hybridoptimierungsmodul 208 enthalten. Außerdem enthält das ECM 114 ein Reserven/Lasten-Modul 220, ein Drehmomentanforderungsmodul 224, ein Luftsteuermodul 228, ein Zündungssteuermodul 232, ein Zylindersteuermodul 236 und ein Kraftstoffsteuermodul 240.Well in 2 A functional block diagram of an exemplary engine control system is shown. An exemplary implementation of the ECM 114 includes a driver torque module 202 , an axle torque arbitration module 204 and a propulsion torque arbitration module 206 . The ECM 114 can be a hybrid optimization module 208 contain. It also contains the ECM 114 a reserves / loads module 220 , a torque request module 224 , an air control module 228 , an ignition control module 232 , a cylinder control module 236 and a fuel control module 240 .

Das Fahrerdrehmomentmodul 202 kann auf der Grundlage einer Fahrereingabe 255 von dem Fahrereingabemodul 104 eine Fahrerdrehmomentanforderung 254 bestimmen. Die Fahrereingabe 255 kann z. B. auf einer Position eines Fahrpedals und auf einer Position eines Bremspedals beruhen. Außerdem kann die Fahrereingabe 255 auf einer Fahrtregelung beruhen, die ein adaptives Fahrtregelungssystem sein kann, das die Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, um einen vorgegebenen Folgeabstand einzuhalten. Das Fahrerdrehmomentmodul 202 kann eine oder mehrere Kennlinien der Fahrpedalposition zu Zieldrehmoment speichern und kann auf der Grundlage einer Ausgewählten der Kennlinien die Fahrerdrehmomentanforderung 254 bestimmen.The driver torque module 202 can be based on a driver input 255 from the driver input module 104 a driver torque request 254 determine. The driver input 255 can e.g. B. be based on a position of an accelerator pedal and on a position of a brake pedal. In addition, the driver input 255 based on a cruise control, which can be an adaptive cruise control system that varies the vehicle speed in order to maintain a predetermined following distance. The driver torque module 202 can store one or more characteristic curves of the accelerator pedal position to target torque and can, based on a selected one of the characteristic curves, the driver torque request 254 determine.

Achsdrehmoment-Arbitrierungsmodul 204 arbitriert zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung 254 und anderen Achsdrehmomentanforderungen 256. Das Achsdrehmoment (das Drehmoment an den Rädern) kann durch verschiedene Quellen einschließlich einer Kraftmaschine und/oder eines Elektromotors erzeugt werden. Zum Beispiel können die Achsdrehmomentanforderungen 256 eine Drehmomentverringerung umfassen, die durch ein Traktionssteuersystem angefordert wird, wenn ein positiver Radschlupf detektiert wird. Ein positiver Radschlupf tritt auf, wenn das Achsdrehmoment die Reibung zwischen den Rädern und der Straßenoberfläche überwindet und die Räder gegenüber der Straßenoberfläche zu rutschen beginnen. Außerdem können die Achsdrehmomentanforderungen 256 eine Drehmomenterhöhungsanforderung erhalten, um einem negativen Radschlupf entgegenzuwirken, bei dem ein Reifen des Fahrzeugs in der anderen Richtung in Bezug auf die Straßenoberfläche rutscht, da das Achsdrehmoment negativ ist.Axis torque arbitration module 204 arbitrates between the driver torque request 254 and other axle torque requirements 256 . The axle torque (the torque on the wheels) can be generated by various sources including an engine and / or an electric motor. For example, the axle torque requirements 256 include a torque reduction requested by a traction control system when positive wheel slip is detected. Positive wheel slip occurs when the axle torque overcomes the friction between the wheels and the road surface and the wheels begin to slip against the road surface. Also, the axle torque requirements 256 receive a torque increase request to counter a negative wheel slip in which a tire of the vehicle slips in the other direction with respect to the road surface because the axle torque is negative.

Außerdem können die Achsdrehmomentanforderungen 256 Bremsmanagementanforderungen und Fahrzeugübergeschwindigkeits-Drehmomentanforderungen umfassen. Die Bremsmanagementanforderungen können das Achsdrehmoment verringern, um sicherzustellen, dass das Achsdrehmoment die Fähigkeit der Bremsen, das Fahrzeug zu halten, wenn das Fahrzeug angehalten wird, nicht übersteigt. Fahrzeugübergeschwindigkeits-Drehmomentanforderungen können das Achsdrehmoment verringern, um zu verhindern, dass das Fahrzeug eine vorgegebene Geschwindigkeit übersteigt. Die Achsdrehmomentanforderungen 256 können ebenfalls durch Fahrzeugstabilitätssteuersysteme erzeugt werden.Also, the axle torque requirements 256 Brake management requirements and vehicle overspeed torque requirements. The brake management requirements may decrease the axle torque to ensure that the axle torque does not exceed the ability of the brakes to hold the vehicle when the vehicle is stopped. Vehicle overspeed torque requests may decrease axle torque to prevent the vehicle from exceeding a predetermined speed. The axle torque requirements 256 can also be generated by vehicle stability control systems.

Das Achsdrehmoment-Arbitrierungsmodul 204 gibt auf der Grundlage der Ergebnisse der Arbitrierung zwischen den empfangenen Drehmomentanforderungen 254 und 256 eine vorhergesagte Drehmomentanforderung 257 und eine Sofort-Drehmomentanforderung 258 aus. Wie im Folgenden beschrieben wird, können die vorhergesagte Drehmomentanforderung und die Sofort-Drehmomentanforderung 257 und 258 von dem Achsdrehmoment-Arbitrierungsmodul 204 wahlweise durch andere Module des ECM 114 angepasst werden, bevor sie zum Steuern der Kraftmaschinenaktoren verwendet werden.The axle torque arbitration module 204 gives based on the results of the arbitration between the received torque requests 254 and 256 a predicted torque request 257 and an instant torque request 258 out. As described below, the predicted torque request and the immediate torque request 257 and 258 from the axle torque arbitration module 204 optionally through other modules of the ECM 114 before they are used to control the engine actuators.

Allgemein gesagt, kann die Sofort-Drehmomentanforderung 258 ein Betrag des aktuell gewünschten Achsdrehmoments sein, während die vorhergesagte Drehmomentanforderung 257 ein Betrag des Achsdrehmoments sein kann, der kurzfristig notwendig sein kann. Das ECM 114 steuert das Kraftmaschinensystem 100, um ein Achsdrehmoment gleich der Sofort-Drehmomentanforderung 258 zu erzeugen. Allerdings können verschiedene Kombinationen von Zielwerten zu demselben Achsdrehmoment führen. Somit kann das ECM 114 die Zielwerte so anpassen, dass ein schnellerer Übergang zu der vorhergesagten Drehmomentanforderung 257 ermöglicht wird, während das Achsdrehmoment weiterhin bei der Sofort-Drehmomentanforderung 258 gehalten wird.Generally speaking, the instant torque request 258 be an amount of the currently desired axle torque while the predicted torque request 257 an amount of axle torque that may be necessary in the short term. The ECM 114 controls the engine system 100 to get an axle torque equal to the immediate torque request 258 to create. However, different combinations of target values can result in the same axle torque. Thus, the ECM 114 adjust the target values so that a faster transition to the predicted one Torque requirement 257 is made possible, while the axle torque continues with the immediate torque request 258 is held.

In verschiedenen Implementierungen kann die vorhergesagte Drehmomentanforderung 257 auf der Grundlage der Fahrerdrehmomentanforderung 254 eingestellt werden. Unter bestimmten Umständen, wie etwa wenn die Fahrerdrehmomentanforderung 254 auf einer vereisten Oberfläche einen Radschlupf verursacht, kann die Sofort-Drehmomentanforderung 258 auf weniger als die vorhergesagte Drehmomentanforderung 257 eingestellt werden. In diesem Fall kann ein Traktionssteuersystem (nicht gezeigt) über die Sofort-Drehmomentanforderung 258 eine Verringerung anfordern, wobei das ECM 114 die Kraftmaschinen-Drehmomentausgabe auf die Sofort-Drehmomentausgabe 258 verringert. Allerdings führt das ECM 114 die Verringerung so aus, dass das Kraftmaschinensystem 100 die Erzeugung der vorhergesagten Drehmomentanforderung 257 schnell wieder aufnehmen kann, sobald der Radschlupf aufhört.In various implementations, the predicted torque request 257 based on the driver torque request 254 can be set. Under certain circumstances, such as when the driver torque request 254 causes wheel slip on an icy surface, the instant torque request 258 to less than the predicted torque request 257 can be set. In this case, a traction control system (not shown) can use the immediate torque request 258 request a reduction, the ECM 114 the engine torque output to the instantaneous torque output 258 decreased. However, the ECM leads 114 the reduction so that the engine system 100 the generation of the predicted torque request 257 can quickly resume as soon as the wheel slip stops.

Allgemein gesagt kann die Differenz zwischen der Sofort-Drehmomentanforderung 258 und der (allgemein höheren) vorhergesagten Drehmomentanforderung 257 als eine Drehmomentreserve bezeichnet werden. Die Drehmomentreserve kann den Betrag an zusätzlichem Drehmoment (über der Sofort-Drehmomentanforderung 258) repräsentieren, den das Kraftmaschinensystem 100 mit minimaler Verzögerung zu erzeugen beginnen kann. Um das aktuelle Achsdrehmoment mit minimaler Verzögerung zu erhöhen oder zu verringern, werden schnelle Kraftmaschinenaktoren verwendet. Schnelle Kraftmaschinenaktoren sind im Gegensatz zu langsamen Kraftmaschinenaktoren definiert.Generally speaking, the difference between the immediate torque request 258 and the (generally higher) predicted torque request 257 can be referred to as a torque reserve. The torque reserve can increase the amount of additional torque (above the immediate torque request 258 ) represent that the engine system 100 can begin to generate with minimal delay. In order to increase or decrease the current axle torque with minimal delay, fast engine actuators are used. Fast engine actuators are defined as opposed to slow engine actuators.

Allgemein gesagt können schnelle Kraftmaschinenaktoren das Achsdrehmoment schneller als langsame Kraftmaschinenaktoren ändern. Langsame Aktoren können auf Änderungen ihrer jeweiligen Zielwerte langsamer als schnelle Aktoren ansprechen. Ein langsamer Aktor kann z. B. mechanische Komponenten umfassen, die mehr Zeit erfordern, um sich in Ansprechen auf eine Änderung eines Zielwerts von einer Position zu einer anderen zu bewegen. Außerdem kann ein langsamer Aktor durch die Zeitdauer charakterisiert werden, die es dauert, damit sich das Achsdrehmoment zu ändern beginnt, sobald der langsame Aktor den geänderten Zielwert zu implementieren beginnt. Allgemein ist diese Zeitdauer für langsame Aktoren länger als für schnelle Aktoren. Außerdem kann es, selbst nachdem die Änderung begonnen hat, länger dauern, bis das Achsdrehmoment auf eine Änderung eines langsamen Aktors vollständig anspricht.Generally speaking, fast engine actuators can change axle torque faster than slow engine actuators. Slow actuators can respond more slowly to changes in their respective target values than fast actuators. A slow actuator can e.g. B. include mechanical components that require more time to move from one position to another in response to a change in a target value. In addition, a slow actuator can be characterized by the time it takes for the axle torque to start changing as soon as the slow actuator starts to implement the changed target value. In general, this time period is longer for slow actuators than for fast actuators. Also, even after the change has started, it may take longer for the axle torque to fully respond to a change in a slow actuator.

Nur beispielhaft kann das Zündungsaktormodul 126 ein schneller Aktor sein. Fremdzündungskraftmaschinen können Kraftstoffe einschließlich z. B. Benzin und Ethanol durch Anwenden eines Zündfunkens verbrennen. Im Gegensatz dazu kann das Drosselaktormodul 116 ein langsamer Aktor sein.The ignition actuator module can only be used as an example 126 be a quick actor. Positive ignition engines can use fuels including e.g. B. Burn gasoline and ethanol by applying an ignition spark. In contrast, the throttle actuator module 116 be a slow actor.

Zum Beispiel kann das Zündungsaktormodul 126 wie oben beschrieben die Zündzeiteinstellung für ein nächstes Zündereignis variieren, wenn die Zündzeiteinstellung zwischen einem letzten Zündereignis und dem nächsten Zündereignis geändert wird. Im Gegensatz dazu kann es länger dauern, bis Änderungen der Drosselöffnung das Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment beeinflussen. Das Drosselaktormodul 116 ändert die Drosselöffnung dadurch, dass es den Winkel der Klappe des Drosselventils 112 anpasst. Somit gibt es eine mechanische Verzögerung, während sich das Drosselventil 112 in Ansprechen auf die Änderung aus seiner vorhergehenden Position in eine neue Position bewegt, wenn der Zielwert zum Öffnen des Drosselventils 112 geändert wird. Außerdem unterliegen Luftströmungsänderungen auf der Grundlage der Drosselöffnung Lufttransportverzögerungen in dem Einlasskrümmer 110. Ferner wird eine erhöhte Luftströmung in dem Einlasskrümmer 110 erst als eine Erhöhung des Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoments verwirklicht, wenn der Zylinder 118 in dem nächsten Einlasstakt zusätzliche Luft empfängt, die zusätzliche Luft verdichtet und mit dem Arbeitstakt beginnt.For example, the ignition actuator module 126 as described above, if the ignition timing is changed between a last ignition event and the next ignition event, the ignition timing for a next ignition event will vary. In contrast, changes in throttle opening may take longer to affect engine output torque. The throttle actuator module 116 changes the throttle opening by changing the angle of the flap of the throttle valve 112 adapts. Thus there is a mechanical delay while the throttle valve is moving 112 moves from its previous position to a new position in response to the change when the target value to open the throttle valve 112 will be changed. In addition, air flow changes based on the throttle opening are subject to air transport delays in the intake manifold 110 . There is also increased air flow in the intake manifold 110 Realized only as an increase in engine output torque when the cylinder 118 receives additional air in the next intake stroke, compresses the additional air, and begins the power stroke.

Unter Verwendung dieser Aktoren als ein Beispiel kann dadurch, dass die Drosselöffnung auf einen Wert eingestellt wird, der ermöglichen würde, dass die Kraftmaschine 102 die vorhergesagte Drehmomentanforderung 257 erzeugt, eine Drehmomentreserve geschaffen werden. Währenddessen kann die Zündzeiteinstellung auf der Grundlage der Sofort-Drehmomentanforderung 258 eingestellt werden, die kleiner als die vorhergesagte Drehmomentanforderung 257 ist. Obwohl die Drosselöffnung ausreichend Luftströmung erzeugt, damit die Kraftmaschine 102 die vorhergesagte Drehmomentanforderung 257 erzeugt, wird die Zündungszeiteinstellung auf der Grundlage der Sofort-Drehmomentanforderung 258 nach spät verstellt (was das Drehmoment verringert). Somit wird das Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment gleich der Sofort-Drehmomentanforderung 258.Using these actuators as an example, this may include adjusting the throttle opening to a value that would enable the engine 102 the predicted torque request 257 generated, a torque reserve can be created. Meanwhile, the ignition timing may be based on the immediate torque request 258 be set that are smaller than the predicted torque request 257 is. Although the throttle opening creates enough air flow to keep the engine 102 the predicted torque request 257 is generated, the ignition timing is based on the immediate torque request 258 adjusted late (which reduces the torque). Thus, the engine output torque becomes equal to the immediate torque request 258 .

Wenn zusätzliches Drehmoment notwendig ist, kann die Zündungszeiteinstellung auf der Grundlage der vorhergesagten Drehmomentanforderung 257 oder eines Drehmoments zwischen der vorhergesagten Drehmomentanforderung und der Sofort-Drehmomentanforderung 257 und 258 eingestellt werden. Durch das folgende Zündereignis kann das Zündungsaktormodul 126 die Zündzeiteinstellung auf einen Optimalwert zurückstellen, der ermöglicht, dass die Kraftmaschine 102 das volle Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment erzeugt, das erreicht werden kann, wenn die Luftströmung bereits vorhanden ist. Somit kann das Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment schnell auf die vorhergesagte Drehmomentanforderung 257 erhöht werden, ohne dass Verzögerungen durch das Ändern der Drosselöffnung erfahren werden.If additional torque is required, the ignition timing may be adjusted based on the predicted torque request 257 or a torque between the predicted Torque request and the immediate torque request 257 and 258 can be set. The ignition actuator module can 126 reset the ignition timing to an optimum value that enables the engine to operate 102 produces the full engine output torque that can be achieved when the airflow is already in place. Thus, the engine output torque can quickly match the predicted torque request 257 can be increased without experiencing delays from changing the throttle opening.

Das Achsdrehmoment-Arbitrierungsmodul 204 kann die vorhergesagte Drehmomentanforderung 257 und die Sofort-Drehmomentanforderung 258 an ein Vortriebsdrehmoment-Arbitrierungsmodul 206 ausgeben. In verschiedenen Implementierungen kann das Achsdrehmoment-Arbitrierungsmodul 204 die vorhergesagte Drehmomentanforderung und die Sofort-Drehmomentanforderung 257 und 258 an das Hybridoptimierungsmodul 208 ausgeben.The axle torque arbitration module 204 can be the predicted torque request 257 and the instant torque request 258 to a propulsion torque arbitration module 206 output. In various implementations, the axle torque arbitration module 204 the predicted torque request and the immediate torque request 257 and 258 to the hybrid optimization module 208 output.

Das Hybridoptimierungsmodul 208 kann bestimmen, wie viel Drehmoment durch die Kraftmaschine 102 erzeugt werden sollte und wie viel Drehmoment durch den Elektromotor 198 erzeugt werden sollte. Daraufhin gibt das Hybridoptimierungsmodul 208 die geänderte vorhergesagte Drehmomentanforderung und die geänderte Sofort-Drehmomentanforderung 259 bzw. 260 an das Vortriebsdrehmoment-Arbitrierungsmodul 206 aus. In verschiedenen Implementierungen kann das Hybridoptimierungsmodul 208 in dem Hybridsteuermodul 196 implementiert sein.The hybrid optimization module 208 can determine how much torque is going through the prime mover 102 should be generated and how much torque should be generated by the electric motor 198 should be generated. The hybrid optimization module then gives 208 the modified predicted torque request and the modified immediate torque request 259 or. 260 to the propulsion torque arbitration module 206 out. In different implementations, the hybrid optimization module 208 in the hybrid control module 196 be implemented.

Die vorhergesagte Drehmomentanforderung und die Sofort-Drehmomentanforderung, die durch das Vortriebsdrehmoment-Arbitrierungsmodul 206 empfangen werden, werden aus einem Achsdrehmomentgebiet (Drehmoment an den Rädern) in ein Vortriebsdrehmomentgebiet (Drehmoment an der Kurbelwelle) umgesetzt. Diese Umsetzung kann vor dem, nach dem, als Teil von dem oder anstelle von dem Hybridoptimierungsmodul 208 stattfinden.The predicted torque request and the immediate torque request made by the propulsion torque arbitration module 206 are received are converted from an axle torque area (torque on the wheels) into a propulsion torque area (torque on the crankshaft). This implementation can be performed before, after, as part of, or in place of, the hybrid optimization module 208 occur.

Das Vortriebsdrehmoment-Arbitrierungsmodul 206 arbitriert zwischen Vortriebsdrehmomentanforderungen 290, die die umgesetzten vorhergesagten Drehmomentanforderungen und Sofort-Drehmomentanforderungen enthalten. Das Vortriebsdrehmoment-Arbitrierungsmodul 206 erzeugt eine arbitrierte vorhergesagte Drehmomentanforderung 261 und eine arbitrierte Sofort-Drehmomentanforderung 262. Die arbitrierten Drehmomentanforderungen 261 und 262 können dadurch erzeugt werden, dass unter den empfangenen Drehmomentanforderungen eine siegreiche Anforderung ausgewählt wird. Alternativ oder zusätzlich können die arbitrierten Drehmomentanforderungen dadurch erzeugt werden, dass eine der empfangenen Anforderungen auf der Grundlage einer oder mehrerer anderer der empfangenen Drehmomentanforderungen geändert wird.The propulsion torque arbitration module 206 arbitrates between propulsion torque requirements 290 containing the converted predicted torque requests and immediate torque requests. The propulsion torque arbitration module 206 generates an arbitrated predicted torque request 261 and an arbitrated instant torque request 262 . The arbitrated torque requests 261 and 262 can be generated by selecting a winning request from the received torque requests. Alternatively or additionally, the arbitrated torque requests may be generated by changing one of the received requests based on one or more other of the received torque requests.

Die Vortriebsdrehmomentanforderungen 290 können z. B. Drehmomentverringerungen für den Kraftmaschinen-Überdrehzahlschutz, Drehmomenterhöhungen zum Verhindern von Stehenbleiben und durch das Getriebesteuermodul 194 zur Anpassung an Gangschaltungen angeforderte Drehmomentverringerungen enthalten. Außerdem können sich die Vortriebsdrehmomentanforderungen 290 aus einer Kupplungskraftstoffabschaltung ergeben, die das Kraftstoffausgangsdrehmoment verringert, wenn der Fahrer in einem Handschaltgetriebefahrzeug das Kupplungspedal niederdrückt, um ein Hochdrehen der Kraftmaschinendrehzahl zu verhindern.The propulsion torque requirements 290 can e.g. B. Torque reductions for engine overspeed protection, torque increases to prevent stalling, and by the transmission control module 194 contain torque reductions requested to adapt to gear shifts. In addition, the propulsion torque requirements 290 result from a clutch fuel cutoff that reduces fuel output torque when the driver in a manual transmission vehicle depresses the clutch pedal to prevent engine spinning.

Außerdem können die Vortriebsdrehmomentanforderungen 290 eine Kraftmaschinenabschaltanforderung enthalten, die initiiert werden kann, wenn ein kritischer Fehler detektiert wird. Nur beispielhaft können kritische Fehler die Detektion eines Fahrzeugdiebstahls, eines festgefahrenen Startermotors, Probleme der elektronischen Drosselsteuerung und unerwartete Drehmomentzunahmen umfassen. In verschiedenen Implementierungen wählt die Arbitrierung die Kraftmaschinenabschaltanforderung als die siegreiche Anforderung aus, wenn eine Kraftmaschinenabschaltanforderung vorhanden ist. Wenn die Kraftmaschinenabschaltanforderung vorhanden ist, kann das Vortriebsdrehmoment-Arbitrierungsmodul 206 als die arbitrierte vorhergesagte Drehmomentanforderung und als die arbitrierte Sofort-Drehmomentanforderung 261 und 262 Null ausgeben.In addition, the propulsion torque requirements 290 include an engine shutdown request that may be initiated when a critical fault is detected. For example only, critical failures may include detection of vehicle theft, a stuck starter motor, electronic throttle control issues, and unexpected torque increases. In various implementations, the arbitration selects the engine shutdown request as the winning request when an engine shutdown request is present. If the engine shutdown request is present, the propulsion torque arbitration module may 206 as the arbitrated predicted torque request and as the arbitrated immediate torque request 261 and 262 Output zero.

In verschiedenen Implementierungen kann eine Kraftmaschinenabschaltanforderung die Kraftmaschine 102 einfach getrennt von dem Arbitrierungsprozess abschalten. Das Vortriebsdrehmoment-Arbitrierungsmodul 206 kann weiterhin die Kraftmaschinenabschaltanforderung empfangen, so dass z. B. geeignete Daten an andere Drehmomentanforderungseinrichtungen rückgekoppelt werden können. Zum Beispiel können alle anderen Drehmomentanforderungseinrichtungen informiert werden, dass sie die Arbitrierung verloren haben.In various implementations, an engine shutdown request may power the engine 102 simply switch off separately from the arbitration process. The propulsion torque arbitration module 206 may continue to receive the engine shutdown request so that e.g. B. suitable data can be fed back to other torque request devices. For example, all other torque requestors can be informed that they have lost the arbitration.

Das Reserven/Lasten-Modul 220 empfängt die arbitrierten vorhergesagte Drehmomentanforderung und die entschiedene Sofort-Drehmomentanforderung 261 und 262. Das Reserven/Lasten-Modul 220 kann die arbitrierte vorhergesagte Drehmomentanforderung und die arbitrierte Sofort-Drehmomentanforderung 261 und 262 so anpassen, dass eine Drehmomentreserve geschaffen wird und/oder dass eine oder mehrere Lasten kompensiert werden. Daraufhin gibt das Reserven/Lasten-Modul 220 die angepasste vorhergesagte Drehmomentanforderung und die angepasste Sofort-Drehmomentanforderung 263 und 264 an das Drehmomentanforderungsmodul 224 aus.The reserves / loads module 220 receives the arbitrated predicted torque request and the arbitrated immediate torque request 261 and 262 . The reserves / loads module 220 can the arbitrated predicted torque request and the arbitrated immediate torque request 261 and 262 Adjust so that a torque reserve is created and / or that one or more loads are compensated. The reserves / loads module will respond 220 the adjusted predicted torque request and the adjusted immediate torque request 263 and 264 to the torque request module 224 out.

Nur beispielhaft kann ein Katalysatoranspringprozess oder ein Kaltstartemissions-Verringerungsprozess eine nach spät verstellte Zündzeiteinstellung erfordern. Somit kann das Reserven/Lasten-Modul 220 die angepasste vorhergesagte Drehmomentanforderung 263 über die angepasste Sofort-Drehmomentanforderung 264 erhöhen, um für den Kaltstartemissions-Verringerungsprozess einen nach spät verstellten Zündfunken zu erzeugen. In einem anderen Beispiel können das Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Kraftmaschine und/oder die Luftmassenströmung wie etwa durch intrusive Diagnoseäquivalenzverhältnistests und/oder durch erneutes Spülen der Kraftmaschine direkt variiert werden. Bevor diese Prozesse begonnen werden, kann eine Drehmomentreserve erzeugt oder erhöht werden, um Verringerungen des Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoments, die sich aus dem Abmagern des Luft/Kraftstoff-Gemischs während dieser Prozesse ergeben, schnell auszugleichen.For example only, a catalyst light-off process or a cold start emissions reduction process may require retarded ignition timing. This means that the reserves / loads module 220 the adjusted predicted torque request 263 via the adapted immediate torque request 264 to generate a retarded spark for the cold start emission reduction process. In another example, the engine air / fuel ratio and / or the air mass flow may be varied directly, such as by intrusive diagnostic equivalence ratio tests and / or by re-purging the engine. Before beginning these processes, a torque reserve may be created or increased to quickly offset reductions in engine output torque resulting from the lean air / fuel mixture during these processes.

Außerdem kann das Reserven/Lasten-Modul 220 eine Drehmomentreserve in Erwartung einer künftigen Last wie etwa eines Servolenkungspumpenbetriebs oder des Einrückens einer Klimaanlagen-Kompressorkupplung (A/C-Kompressorkupplung) schaffen oder erhöhen. Die Reserve für das Einrücken der A/C-Kompressorkupplung kann erzeugt werden, wenn der Fahrer erstmals die Klimatisierung anfordert. Das Reserven/Lasten-Modul 220 kann die angepasste vorhergesagte Drehmomentanforderung 263 erhöhen, während es die angepasste Sofort-Drehmomentanforderung 264 ungeändert lässt, um die Drehmomentreserve zu erzeugen. Wenn die A/C-Kompressorkupplung daraufhin eingerückt wird, kann das Reserven/Lasten-Modul 220 die angepasste Sofort-Drehmomentanforderung 264 um die geschätzte Last der A/C-Kompressorkupplung erhöhen.In addition, the reserves / loads module 220 create or increase a torque reserve in anticipation of a future load such as power steering pump operation or the engagement of an air conditioning compressor (A / C) compressor clutch. The reserve for engaging the A / C compressor clutch can be generated when the driver requests the air conditioning for the first time. The reserves / loads module 220 can adjust the predicted torque request 263 while it increases the adjusted immediate torque request 264 leaves unchanged in order to generate the torque reserve. When the A / C compressor clutch is then engaged, the reserves / loads module 220 the adapted immediate torque request 264 by the estimated load on the A / C compressor clutch.

Das Drehmomentanforderungsmodul 224 empfängt die angepasste vorhergesagte Drehmomentanforderung und die angepasste Sofort-Drehmomentanforderung 263 und 264. Das Drehmomentanforderungsmodul 224 bestimmt, wie die angepasste vorhergesagte Drehmomentanforderung und die angepasste Sofort-Drehmomentanforderung 263 und 264 erreicht werden. Das Drehmomentanforderungsmodul 224 kann kraftmaschinentypspezifisch sein. Zum Beispiel kann das Drehmomentanforderungsmodul 224 für Fremdzündungskraftmaschinen gegenüber Selbstzündungskraftmaschinen anders implementiert sein oder andere Steuerschemata verwenden.The torque request module 224 receives the adjusted predicted torque request and the adjusted immediate torque request 263 and 264 . The torque request module 224 determines how the adjusted predicted torque request and the adjusted immediate torque request 263 and 264 can be achieved. The torque request module 224 can be engine type specific. For example, the torque request module 224 be implemented differently or use different control schemes for positive-ignition engines compared to compression-ignition engines.

In verschiedenen Implementierungen kann das Drehmomentanforderungsmodul 224 zwischen Modulen, die über alle Kraftmaschinentypen gemeinsam sind, und Modulen, die kraftmaschinentypspezifisch sind, eine Begrenzung definieren. Die Kraftmaschinentypen können z. B. Fremdzündung und Selbstzündung umfassen. Module vor dem Drehmomentanforderungsmodul 224 wie etwa das Vortriebsdrehmoment-Arbitrierungsmodul 206 können zwischen Kraftmaschinentypen gemeinsam sein, während das Drehmomentanforderungsmodul 224 und nachfolgende Module kraftmaschinentypspezifisch sein können.In various implementations, the torque request module 224 define a boundary between modules that are common across all engine types and modules that are engine type specific. The engine types can e.g. B. include spark ignition and compression ignition. Modules before the torque request module 224 such as the propulsion torque arbitration module 206 may be common between engine types during the torque request module 224 and subsequent modules can be specific to the engine type.

Das Drehmomentanforderungsmodul 224 bestimmt auf der Grundlage der angepassten vorhergesagten Drehmomentanforderung und der angepassten Sofort-Drehmomentanforderung 263 und 264 eine Luftdrehmomentanforderung 265. Die Luftdrehmomentanforderung 265 kann ein Bremsdrehmoment sein. Bremsdrehmoment kann sich auf ein Drehmoment an der Kurbelwelle unter den aktuellen Betriebsbedingungen beziehen.The torque request module 224 determined based on the adjusted predicted torque request and the adjusted immediate torque request 263 and 264 an air torque request 265 . The air torque requirement 265 can be a braking torque. Braking torque can refer to a torque on the crankshaft under the current operating conditions.

Auf der Grundlage der Luftdrehmomentanforderung 265 werden Zielwerte für Luftströmungssteuerungs-Kraftmaschinenaktoren bestimmt. Genauer bestimmt das Luftsteuermodul 228 auf der Grundlage der Luftdrehmomentanforderung 265 eine Ziel-Ladedruckregelventil-Öffnungsfläche 266, eine Ziel-Drosselöffnungsfläche 267, eine Ziel-AGR-Öffnungsfläche 268, einen Ziel-Einlassnocken-Phasenstellerwinkel 269 und einen Ziel-Auslassnocken-Phasenstellerwinkel 270. Wie im Folgenden diskutiert wird, bestimmt das Luftsteuermodul 228 unter Verwendung von Modellvorhersagesteuerung die Ziel-Ladedruckregelventil-Öffnungsfläche 266, die Ziel-Drosselöffnungsfläche 267, die Ziel-AGR-Öffnungsfläche 268, den Ziel-Einlassnocken-Phasenstellerwinkel 269 und den Ziel-Auslassnocken-Phasenstellerwinkel 270.Based on the air torque request 265 target values are determined for air flow control engine actuators. The air control module determines more precisely 228 based on the air torque request 265 a target wastegate opening area 266 , a target throttle area 267 , a target EGR opening area 268 , a target intake cam phaser angle 269 and a target exhaust cam phaser angle 270 . As discussed below, the air control module determines 228 the target wastegate opening area using model predictive control 266 , the target throttle area 267 , the target EGR opening area 268 , the target intake cam phaser angle 269 and the target exhaust cam phaser angle 270 .

Das Ladedruckaktormodul 164 steuert das Ladedruckregelventil 162, um die Ziel-Ladedruckregelventil-Öffnungsfläche 266 zu erreichen. Zum Beispiel kann ein erstes Umsetzungsmodul 272 die Ziel-Ladedruckregelventil-Öffnungsfläche 266 in einen Ziel-Tastgrad 274 umsetzen, der an das Ladedruckregelventil 162 angelegt werden soll, und kann das Ladedruckaktormodul 164 auf der Grundlage des Ziel-Tastgrads 274 ein Signal an das Ladedruckregelventil 162 anlegen. In verschiedenen Implementierungen kann das erste Umsetzungsmodul 272 die Ziel-Ladedruckregelventil-Öffnungsfläche 266 in eine Ziel-Ladedruckregelventil-Position (nicht gezeigt) umsetzen und die Ziel-Ladedruckregelventil-Position in den Ziel-Tastgrad 274 umsetzen.The boost pressure actuator module 164 controls the boost pressure control valve 162 to get the target wastegate opening area 266 to reach. For example, a first implementation module 272 the target wastegate opening area 266 into a target duty cycle 274 implement that to the boost pressure control valve 162 should be created, and the boost pressure actuator module 164 based on the target duty cycle 274 a Signal to the boost pressure control valve 162 invest. In different implementations, the first implementation module 272 the target wastegate opening area 266 into a target wastegate position (not shown) and the target wastegate position into the target duty cycle 274 implement.

Das Drosselaktormodul 116 steuert das Drosselventil 112, um die Ziel-Drosselöffnungsfläche 267 zu erreichen. Zum Beispiel kann ein zweites Umsetzungsmodul 276 die Ziel-Drosselöffnungsfläche 267 in einen Ziel-Tastgrad 278 umsetzen, der an das Drosselventil 112 angelegt werden soll, und kann das Drosselaktormodul 116 auf der Grundlage des Ziel-Tastgrads 278 ein Signal an das Drosselventil 112 anlegen. In verschiedenen Implementierungen kann das zweite Umsetzungsmodul 276 die Ziel-Drosselöffnungsfläche 267 in eine Ziel-Drosselposition (nicht gezeigt) umsetzen und die Ziel-Drosselposition in den Ziel-Tastgrad 278 umsetzen.The throttle actuator module 116 controls the throttle valve 112 to get the target throttle area 267 to reach. For example, a second implementation module 276 the target throttle orifice area 267 into a target duty cycle 278 implement that to the throttle valve 112 should be created, and the throttle actuator module 116 based on the target duty cycle 278 a signal to the throttle valve 112 invest. In various implementations, the second implementation module 276 the target throttle orifice area 267 to a target throttle position (not shown) and the target throttle position to the target duty cycle 278 implement.

Das AGR-Aktormodul 172 steuert das AGR-Ventil 170, um die Ziel-AGR-Öffnungsfläche 268 zu erreichen. Zum Beispiel kann ein drittes Umsetzungsmodul 280 die Ziel-AGR-Öffnungsfläche 268 in einen Ziel-Tastgrad 282 umsetzen, der an das AGR-Ventil 170 angelegt werden soll, und kann das AGR-Aktormodul 172 auf der Grundlage des Ziel-Tastgrads 282 ein Signal an das AGR-Ventil 170 anlegen. In verschiedenen Implementierungen kann das dritte Umsetzungsmodul 280 die Ziel-AGR-Öffnungsfläche 268 in eine Ziel-AGR-Position (nicht gezeigt) umsetzen und die Ziel-AGR-Position in den Ziel-Tastgrad 282 umsetzen.The EGR actuator module 172 controls the EGR valve 170 to the target EGR opening area 268 to reach. For example, a third implementation module 280 the target EGR opening area 268 into a target duty cycle 282 implement that to the EGR valve 170 should be created, and the EGR actuator module can 172 based on the target duty cycle 282 a signal to the EGR valve 170 invest. In various implementations, the third implementation module 280 the target EGR opening area 268 into a target EGR position (not shown) and the target EGR position to the target duty cycle 282 implement.

Das Phasensteller-Aktormodul 158 steuert den Einlassnocken-Phasensteller 148, um den Ziel-Einlassnocken-Phasenstellerwinkel 269 zu erreichen. Außerdem steuert das Phasensteller-Aktormodul 158 den Auslassnocken-Phasensteller 150, um den Ziel-Auslassnocken-Phasenstellerwinkel 270 zu erreichen. In verschiedenen Implementierungen kann ein viertes Umsetzungsmodul (nicht gezeigt) enthalten sein und den Ziel-Einlassnocken-Phasenstellerwinkel und den Ziel-Auslassnocken-Phasenstellerwinkel in einen Ziel-Einlasstastgrad bzw. in einen Ziel-Auslasstastgrad umsetzen. Das Phasensteller-Aktormodul 158 kann den Ziel-Einlasstastgrad und den Ziel-Auslasstastgrad an den Einlassnocken-Phasensteller und an den Auslassnocken-Phasensteller 148 bzw. 150 anlegen. In verschiedenen Implementierungen kann das Luftsteuermodul 228 einen Ziel-Überlappungsfaktor und einen effektiven Zielhubraum bestimmen, und das Phasensteller-Aktormodul 158 kann den Einlassnockenphasensteller und den Auslassnockenphasensteller 148 und 150 steuern, um den Ziel-Überlappungsfaktor und den effektiven Zielhubraum zu erreichen.The phase adjuster actuator module 158 controls the intake cam phaser 148 to get the target intake cam phaser angle 269 to reach. In addition, the phase adjuster actuator module controls 158 the exhaust cam phaser 150 to get the target exhaust cam phaser angle 270 to reach. In various implementations, a fourth conversion module (not shown) can be included and convert the target intake cam phaser angle and the target exhaust cam phaser angle into a target intake duty cycle and a target exhaust duty cycle, respectively. The phase adjuster actuator module 158 can set the target intake duty cycle and the target exhaust duty cycle to the intake cam phaser and to the exhaust cam phaser 148 or. 150 invest. In various implementations, the air control module 228 determine a target overlap factor and an effective target displacement, and the phaser actuator module 158 can the intake cam phaser and the exhaust cam phaser 148 and 150 to achieve the target overlap factor and effective target displacement.

Außerdem kann das Drehmomentanforderungsmodul 224 auf der Grundlage der vorhergesagten Drehmomentanforderung und der Sofort-Drehmomentanforderung 263 und 264 eine Zündungsdrehmomentanforderung 283, eine Zylinderabschaltungs-Drehmomentanforderung 284 und eine Kraftstoff-Drehmomentanforderung 285 erzeugen. Das Zündungssteuermodul 232 kann auf der Grundlage der Zündungsdrehmomentanforderung 283 bestimmen, wie viel die Zündzeiteinstellung von einer optimalen Zündzeiteinstellung nach spät verstellt werden soll (was das Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment verringert). Nur beispielhaft kann eine Drehmomentbeziehung umgekehrt werden, um sie nach einer Ziel-Zündzeiteinstellung 286 aufzulösen. Für eine gegebene Drehmomentanforderung (TReq) kann die Soll-Zündzeiteinstellung (ST) 286 auf folgender Grundlage bestimmt werden: ST = f 1 ( T Req ,APC ,I ,E ,AF ,OT ,# ) ,

Figure DE102015103622B4_0001
wobei APC eine APC ist, I ein Einlassventil-Phasenlageneinstellungswert ist, E ein Auslassventil-Phasenlageneinstellungswert ist, AF ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, OT eine Öltemperatur ist, und # eine Zahl aktivierter Zylinder ist. Diese Beziehung kann als eine Gleichung und/oder als eine Nachschlagetabelle verkörpert sein. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (AF) kann das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis sein, wie es durch das Kraftstoffsteuermodul 240 berichtet wird.In addition, the torque request module 224 based on the predicted torque request and the immediate torque request 263 and 264 an ignition torque request 283 , a cylinder deactivation torque request 284 and a fuel torque request 285 produce. The ignition control module 232 may based on the ignition torque request 283 determine how much to retard the spark timing from an optimal spark timing (which reduces engine output torque). For example only, a torque relationship may be reversed to after a target spark timing 286 dissolve. For a given torque request (T Req ), the target ignition timing (S T ) 286 can be determined based on the following: ST = f - 1 ( T Req , APC , I. , E , AF , OT , # ) ,
Figure DE102015103622B4_0001
where APC is an APC, I is an intake valve phasing value, E is an exhaust valve phasing value, AF is an air / fuel ratio, OT is an oil temperature, and # is a number of activated cylinders. This relationship can be embodied as an equation and / or a look-up table. The air / fuel ratio (AF) may be the actual air / fuel ratio as determined by the fuel control module 240 is reported.

Wenn die Zündzeiteinstellung auf die optimale Zündzeiteinstellung eingestellt wird, kann das resultierende Drehmoment so nahe wie möglich einer minimalen Zündungsverstellung nach früh für bestes Drehmoment (MBT-Zündzeiteinstellung) sein. Bestes Drehmoment bezieht sich auf das maximale Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment, das für eine gegebene Luftströmung erzeugt wird, während die Zündzeiteinstellung nach früh verstellt ist, während ein Kraftstoff, der eine höhere Oktanzahl als eine vorgegebene Oktanzahl aufweist, verwendet wird und eine stöchiometrische Kraftstoffbeaufschlagung verwendet wird. Diejenige Zündzeiteinstellung, bei der dieses Beste auftritt, wird als eine MBT-Zündzeiteinstellung bezeichnet. Zum Beispiel wegen der Kraftstoffqualität (wie etwa, wenn Kraftstoff mit einer niedrigeren Oktanzahl verwendet wird) und Umgebungsfaktoren wie etwa der Umgebungsfeuchtigkeit und Umgebungstemperatur kann sich die optimale Zündzeiteinstellung geringfügig von der MBT-Zündzeiteinstellung unterscheiden. Somit kann das Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment bei der optimalen Zündzeiteinstellung kleiner als MBT sein. Nur beispielhaft kann eine Tabelle optimaler Zündzeiteinstellungen, die verschiedenen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen entsprechen, während einer Kalibrierungsphase des Fahrzeugentwurfs bestimmt werden, wobei der Optimalwert aus einer Tabelle bestimmt wird, die auf den gegenwärtigen Kraftmaschinen-Betriebsbedingungen beruht.When the spark timing is adjusted to the optimal spark timing, the resulting torque can be as close as possible to a minimum spark advance for best torque (MBT spark timing). Best torque refers to the maximum engine output torque produced for a given airflow while the spark timing is advanced, while using a higher octane than a predetermined octane fuel and using stoichiometric fueling. The ignition timing at which this best occurs is referred to as an MBT ignition timing. For example, because of fuel quality (such as when lower octane fuel is used) and environmental factors such as ambient humidity and temperature, the optimal ignition timing may differ slightly from the MBT ignition timing. Thus, the engine output torque may be less than MBT at the optimal ignition timing. Just an example For example, a table of optimal ignition timing settings corresponding to various engine operating conditions may be determined during a calibration phase of the vehicle design, the optimal value being determined from a table based on the current engine operating conditions.

Die Zylinderabschaltungs-Drehmomentanforderung 284 kann durch das Zylindersteuermodul 236 verwendet werden, um eine Zielanzahl zu deaktivierender Zylinder 287 zu bestimmen. In verschiedenen Implementierungen kann eine Zielanzahl zu aktivierender Zylinder verwendet werden. Das Zylinderaktormodul 120 aktiviert und deaktiviert wahlweise auf der Grundlage der Zielanzahl 287 die Ventile von Zylindern.The cylinder deactivation torque request 284 can through the cylinder control module 236 used to set a target number of cylinders to be deactivated 287 to determine. In various implementations, a target number of cylinders to activate can be used. The cylinder actuator module 120 optionally enables and disables based on the target count 287 the valves of cylinders.

Außerdem kann das Zylindersteuermodul 236 das Kraftstoffsteuermodul 240 anweisen, das Bereitstellen von Kraftstoff für deaktivierte Zylinder anzuhalten, und das Zündungssteuermodul 232 anweisen, das Bereitstellen eines Zündfunkens für deaktivierte Zylinder anzuhalten. Das Zündungssteuermodul 232 kann das Bereitstellen eines Zündfunkens für einen Zylinder anhalten, sobald ein Kraftstoff/LuftGemisch, das bereits in dem Zylinder vorhanden ist, verbrannt worden ist.In addition, the cylinder control module 236 the fuel control module 240 instruct the supply of fuel to deactivated cylinders to stop; and the ignition control module 232 instruct to stop providing spark to deactivated cylinders. The ignition control module 232 may halt the provision of a spark to a cylinder once a fuel / air mixture already present in the cylinder has been burned.

Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann auf der Grundlage der Kraftstoff-Drehmomentanforderung 285 die Menge Kraftstoff variieren, die für jeden Zylinder bereitgestellt wird. Genauer kann das Kraftstoffsteuermodul 240 auf der Grundlage der Kraftstoff-Drehmomentanforderung 285 Ziel-Kraftstoffbeaufschlagungsparameter 288 erzeugen. Die Ziel-Kraftstoffbeaufschlagungsparameter 288 können z. B. eine Ziel-Kraftstoffmasse, eine Ziel-Einspritzanfangszeiteinstellung und eine Ziel-Kraftstoffeinspritzungszahl umfassen.The fuel control module 240 may be based on the fuel torque request 285 vary the amount of fuel provided to each cylinder. More specifically, the fuel control module 240 based on the fuel torque request 285 Target fueling parameters 288 produce. The target fueling parameters 288 can e.g. A target fuel mass, a target injection start timing, and a target fuel injection number.

Während des Normalbetriebs kann das Kraftstoffsteuermodul 240 in einer Luftleitungsbetriebsart arbeiten, in der das Kraftstoffsteuermodul 240 ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufrechtzuerhalten versucht, indem es die Kraftstoffbeaufschlagung auf der Grundlage der Luftströmung steuert. Zum Beispiel kann das Kraftstoffsteuermodul 240 eine Ziel-Kraftstoffmasse bestimmen, die eine stöchiometrische Verbrennung liefert, wenn sie mit einer vorliegenden Masse der Luft pro Zylinder (APC) kombiniert wird.During normal operation, the fuel control module 240 operate in an air conduction mode in which the fuel control module 240 seeks to maintain a stoichiometric air / fuel ratio by controlling fueling based on air flow. For example, the fuel control module 240 determine a target fuel mass that will provide stoichiometric combustion when combined with a present mass of air per cylinder (APC).

3 ist ein Funktionsblockschaltbild einer beispielhaften Implementierung des Luftsteuermoduls 228. Nun unter Bezugnahme auf die 2 und 3 kann die Luftdrehmomentanforderung 265 wie oben besprochen ein Bremsdrehmoment sein. Ein Drehmoment-Umsetzungsmodul 304 setzt die Luftdrehmomentanforderung 265 von Bremsdrehmoment in Basisdrehmoment um. Die Drehmomentanforderung, die sich aus der Umsetzung in das Basisdrehmoment ergibt, wird als eine Basis-Luftdrehmomentanforderung 308 bezeichnet. 3 Figure 3 is a functional block diagram of an example implementation of the air control module 228 . Now referring to the 2 and 3 can the air torque request 265 be a braking torque as discussed above. A torque conversion module 304 sets the air torque request 265 from braking torque to base torque. The torque request resulting from the conversion into the base torque is called a base air torque request 308 designated.

Basisdrehmomente können sich auf ein Drehmoment an der Kurbelwelle beziehen, das während des Betriebs der Kraftmaschine 102 an einem Dynamometer erzeugt wird, während die Kraftmaschine 102 warm ist und der Kraftmaschine 102 keine Drehmomentlasten durch Nebenaggregate wie etwa eine Lichtmaschine und den A/C-Kompressor auferlegt werden. Das Drehmoment-Umsetzungsmodul 304 kann die Luftdrehmomentanforderung 265 z. B. unter Verwendung einer Kennlinie oder einer Funktion, das bzw. die die Bremsdrehmomente mit Basisdrehmomenten in Beziehung setzt, in die Basis-Luftdrehmomentanforderung 308 umsetzen. In verschiedenen Implementierungen kann das Drehmoment-Umsetzungsmodul 304 die Luftdrehmomentanforderung 265 in einen anderen geeigneten Drehmomenttyp wie etwa in ein indiziertes Drehmoment umsetzen. Ein indiziertes Drehmoment kann sich auf ein Drehmoment an der Kurbelwelle beziehen, das Arbeit zuzuschreiben ist, die über Verbrennung innerhalb der Zylinder erzeugt wird.Base torques may refer to a torque on the crankshaft that occurs during operation of the engine 102 is generated on a dynamometer while the prime mover 102 is warm and the engine 102 no torque loads are imposed by accessories such as an alternator and the A / C compressor. The torque conversion module 304 can the air torque request 265 z. B. using a characteristic curve or a function that relates the braking torques to base torques into the base air torque request 308 implement. In various implementations, the torque conversion module 304 the air torque requirement 265 convert to another suitable type of torque, such as an indexed torque. Indexed torque may refer to torque on the crankshaft attributable to work generated via combustion within the cylinders.

Ein MPC-Modul 312 erzeugt die Zielwerte 266-270 unter Verwendung von MPC (Modellvorhersagesteuerung), um die Basis-Luftdrehmomentanforderung 308 zu erreichen. Das MPC-Modul 312 umfasst ein Zustandsschätzermodul 316 und ein Optimierungsmodul 320.An MPC module 312 generates the target values 266-270 using MPC (Model Predictive Control) to calculate the base air torque requirement 308 to reach. The MPC module 312 includes a state estimator module 316 and an optimization module 320 .

Das Zustandsschätzermodul 316 bestimmt Zustände für eine Steuerschleife auf der Grundlage eines mathematischen Modells der Kraftmaschine 102, der Zustände der Kraftmaschine aus einer vorhergehenden (z.B. letzten) Steuerschleife und den Zielwerten 266-270 aus der vorhergehenden Steuerschleife. Zum Beispiel kann das Zustandsschätzermodul 316 die Zustände für eine Steuerschleife auf der Grundlage der Beziehungen bestimmen: x ( k ) = Ax ( k 1 ) + Bu ( k 1 )

Figure DE102015103622B4_0002
und y ( k ) = Cx ( k ) ,
Figure DE102015103622B4_0003
wobei keine k-te Steuerschleife ist, x(k) ein Vektor mit Einträgen ist, die Zustände der Kraftmaschine 102 für die k-te Steuerschleife angeben, x(k-1) der Vektor x(k) aus der (t-1)-ten Steuerschleife ist, A eine Matrix ist, die konstante Werte umfasst, die auf der Grundlage von Charakteristiken der Kraftmaschine 102 kalibriert sind, B eine Matrix ist, die konstante Werte umfasst, die auf der Grundlage von Charakteristiken der Kraftmaschine 102 kalibriert sind, u(k-1) ein Vektor von enthaltenen Einträgen für die Zielwerte 266-270 ist, die während der letzten Steuerschleife verwendet werden, y(k) eine Linearkombination des Vektors x(k) ist, und C eine Matrix ist, die konstante Werte umfasst, die auf der Grundlage von Charakteristiken der Kraftmaschine 102 kalibriert sind. Ein oder mehrere Zustandsparameter können auf der Grundlage von gemessenen oder geschätzten Werten für diese Parameter angepasst werden, die gemeinsam durch Rückkopplungseingänge 330 veranschaulicht sind.The state estimator module 316 determines states for a control loop based on a mathematical model of the engine 102 , the states of the engine from a previous (eg last) control loop and the target values 266-270 from the previous control loop. For example, the state estimator module 316 determine the states for a control loop based on the relationships: x ( k ) = Ax ( k - 1 ) + Bu ( k - 1 )
Figure DE102015103622B4_0002
and y ( k ) = Cx ( k ) ,
Figure DE102015103622B4_0003
where is not a kth control loop, x (k) is a vector with entries, the states of the prime mover 102 for the kth control loop, x (k-1) is the vector x (k) from the (t-1) th control loop, A is a matrix comprising constant values based on characteristics of the engine 102 are calibrated, B is a matrix comprising constant values based on characteristics of the engine 102 are calibrated, u (k-1) a vector of contained entries for the target values 266-270 used during the final control loop, y (k) is a linear combination of the vector x (k), and C is a matrix including constant values based on characteristics of the engine 102 are calibrated. One or more state parameters can be adjusted based on measured or estimated values for these parameters that are shared by feedback inputs 330 are illustrated.

Die Funktionen, die durch das MPC-Modul 312 durchgeführt werden, können im Allgemeinen wie folgt beschrieben werden. Für k=1, ..., N, wobei N eine ganze Zahl größer als Eins ist, führe das Folgende aus:

  1. (1) Verwende obige Gleichungen und Rückkopplungseingänge 330, um Schätzungen der Zustände der Kraftmaschine 102 zu Zeitpunkt k zu erhalten;
  2. (2) Berechne optimale Werte für die Zielwerte 266-270 für den Zeitpunkt k, um eine Kostenfunktion während des Zeitraums von dem Zeitpunkt k bis zu einem künftigen Zeitpunkt k+p zu minimieren; und
  3. (3) Stelle die Zielwerte 266-270 auf die berechneten Optimalwerte nur für den Zeitpunkt k+1 ein. Kehre dann zu (1) zurück.
The functions provided by the MPC module 312 can generally be described as follows. For k = 1, ..., N, where N is an integer greater than one, do the following:
  1. (1) Use the above equations and feedback inputs 330 to get estimates of the states of the prime mover 102 to get at time k;
  2. (2) Calculate optimal values for the target values 266-270 for the time k to minimize a cost function during the period from the time k to a future time k + p; and
  3. (3) Set the target values 266-270 on the calculated optimal values only for time k + 1. Then return to (1).

Der Zeitraum zwischen k und k+p bezieht sich auf einen Vorhersagehorizont.The period between k and k + p relates to a forecast horizon.

Die Kostenfunktion ist das zu minimierende Verhaltenskriterium bei dem über den Vorhersagehorizont bei jedem Zeitschritt definierten Optimalwertsteuerproblem. Diese Funktion spiegelt die gewünschten Steuerzielvorgaben wieder. Dies kann zum Beispiel die Summe unterschiedlicher Terme sein, die entsprechen zum Beispiel Verfolgungsfehlern Σi |(u(i)-uref(i))|2 für die manipulierten Variablen, um irgendwelche Referenzpositionen zu verfolgen, Σi|(y(i)-yref(i))|2 für die gesteuerten Variablen, um irgendwelche Soll-Einstellpunktwerte zu verfolgen, zum Beispiel Steuerungsaufwand Σi|(u(i))2 oder Σi|(Δu(i))|2, und ein Strafterm für eine Beschränkungsverletzung. Allgemeiner hängt die Kostenfunktion von manipulierten Variablen u und ihren Abweichungen/Variationen Δu, den gesteuerten Variablen y und einer Beschränkungsverletzungsstrafvariablen ε ab. Die Zielwerte 266-270 können als manipulierte Variablen bezeichnet werden und sind mit der Variablen u benannt. Vorhergesagte Parameter können als gesteuerte Variablen bezeichnet werden und können mit der Variablen y benannt sein.The cost function is the behavior criterion to be minimized in the case of the optimal value control problem defined over the forecast horizon at each time step. This function reflects the desired tax target specifications. This can, for example, be the sum of different terms that correspond, for example, to tracking errors Σ i | (u (i) -u ref (i)) | 2 for the manipulated variables to keep track of any reference positions, Σ i | (y (i) -y ref (i)) | 2 for the controlled variables to keep track of any desired setpoint values, for example control effort Σ i | (u (i)) 2 or Σ i | (Δu (i)) | 2 , and a penalty term for a restriction violation. More generally, the cost function depends on manipulated variables u and their deviations / variations Δu, the controlled variable y and a constraint violation penalty variable ε. The target values 266-270 can be called manipulated variables and are named with the variable u. Predicted parameters can be referred to as controlled variables and can be named using the variable y.

Ein Aktorbeschränkungsmodul 360 (2) kann Aktorbeschränkungen 348 für die Zielwerte 266-270 einstellen. Zum Beispiel kann das Aktorbeschränkungsmodul 360 eine Aktorbeschränkung für das Drosselventil 112, eine Aktorbeschränkung für das AGR-Ventil 170, eine Aktorbeschränkung für das Ladedruckregelventil 162, eine Aktorbeschränkung für den Einlassnocken-Phasensteller 148 und eine Aktorbeschränkung für den Auslassnocken-Phasensteller 150 einstellen.An actuator restriction module 360 ( 2 ) can have actuator restrictions 348 for the target values 266-270 to adjust. For example, the actuator restriction module 360 an actuator restriction for the throttle valve 112 , an actuator restriction for the EGR valve 170 , an actuator restriction for the boost pressure control valve 162 , an actuator restriction for the intake cam phaser 148 and an actuator limitation for the exhaust cam phaser 150 to adjust.

Die Aktorbeschränkungen 348 für die Zielwerte 266-270 können einen Maximalwert für einen zugeordneten Zielwert und einen Minimalwert für diesen Zielwert enthalten. Allgemein kann das Aktorbeschränkungsmodul 360 die Aktorbeschränkungen 348 auf vorgegebene Betriebsbereiche für die zugeordneten Aktoren einstellen. Genauer kann das Aktorbeschränkungsmodul 360 die Aktorbeschränkungen 348 jeweils allgemein auf vorgegebene Betriebsbereiche für das Drosselventil 112, für das AGR-Ventil 170, für das Ladedruckregelventil 162, für den Einlassnocken-Phasensteller 148 und für den Auslassnocken-Phasensteller 150 einstellen. Allerdings kann das Aktorbeschränkungsmodul 360 unter einigen Umständen wahlweise eine oder mehrere der Aktorbeschränkungen 348 anpassen.The actuator restrictions 348 for the target values 266-270 may include a maximum value for an associated target value and a minimum value for that target value. In general, the actuator restriction module 360 the actuator restrictions 348 set to specified operating ranges for the assigned actuators. The actuator restriction module 360 the actuator restrictions 348 generally to predetermined operating ranges for the throttle valve 112 , for the EGR valve 170 , for the boost pressure control valve 162 , for the intake cam phaser 148 and for the exhaust cam phaser 150 to adjust. However, the actuator restriction module 360 Optionally one or more of the actuator restrictions in some circumstances 348 to adjust.

Ein Ausgabebeschränkungsmodul 364 (2) kann Ausgabebeschränkungen 352 für die gesteuerten Variablen (y) einstellen. Die Ausgabebeschränkungen 352 für die gesteuerten Variablen können einen Maximalwert für diese gesteuerte Variable und einen Minimalwert für diese gesteuerte Variable umfassen. Das Ausgabebeschränkungsmodul 364 kann die Ausgabebeschränkungen 352 jeweils allgemein auf vorbestimmte Bereiche für die zugeordneten gesteuerten Variablen einstellen. Allerdings kann das Ausgabebeschränkungsmodul 364 unter manchen Umständen eine oder mehrere der Ausgabebeschränkungen 352 variieren.An output restriction module 364 ( 2 ) may have output restrictions 352 for the controlled variables (y). The spending restrictions 352 for the controlled variable can include a maximum value for this controlled variable and a minimum value for this controlled variable. The output restriction module 364 can the issue restrictions 352 each generally set to predetermined ranges for the associated controlled variables. However, the output restriction module 364 in some circumstances, one or more of the issuance restrictions 352 vary.

Ein Referenzmodul 368 (siehe 2) erzeugt jeweils Referenzwerte 356 für die Zielwerte 266-270. Die Referenzwerte 356 umfassen für jeden der Zielwerte 266-270 eine Referenz. Mit anderen Worten umfassen die Referenzwerte 356 eine Referenz-Ladedruckregelventil-Öffnungsfläche, eine Referenz-Drosselöffnungsfläche, eine Referenz-AGR-Öffnungsfläche, einen Referenz-Einlassnocken-Phasenstellerwinkel und einen Referenz-Auslassnocken-Phasenstellerwinkel. Das Referenzmodul 368 kann die Referenzwerte 356 z. B. auf der Grundlage der Luftdrehmomentanforderung 265, der Basis-Luftdrehmomentanforderung 308 und/- oder eines oder mehrerer anderer geeigneter Parameter bestimmen.A reference module 368 (please refer 2 ) generates reference values 356 for the target values 266-270 . The reference values 356 include for each of the target values 266-270 a reference. In other words, the reference values include 356 a reference wastegate opening area, a reference throttle opening area, a reference EGR opening area, a reference intake cam phaser angle, and a reference exhaust cam phaser angle. The reference module 368 can use the reference values 356 z. B. based on the air torque request 265 , the base air torque requirement 308 and / or determine one or more other suitable parameters.

Zum Beispiel kann das Optimierungsmodul 320 die Zielwerte 266-270 unter Verwendung eines Gleichungslösers der quadratischen Programmierung (QP) wie etwa eines Dantzig-QP-Gleichungslösers bestimmen. Ein QP-Gleichungslöser löst ein Optimierungsproblem mit einer quadratischen Kostenfunktion unter Ungleichheitsbeschränkungen. Wenn zum Beispiel der Vektor x = n

Figure DE102015103622B4_0004
irgendwelche Optimierungsvariablen darstellt, können quadratische Funktionen von x in die folgende Form gebracht werden: 1 2 x T Q x h T x + K o n s t a n t e ,
Figure DE102015103622B4_0005
wobei Q eine konstante symmetrische n x n Matrix ist, Constant ein konstanter Wert ist, und h n
Figure DE102015103622B4_0006
ein konstanter Vektor ist. Lineare Beschränkungen liegen in folgender Form vor C x b ,
Figure DE102015103622B4_0007
wobei C eine Konstantenmatrix ist, und b ein Konstantenvektor ist.For example, the optimization module 320 the target values 266-270 using a quadratic programming (QP) solver such as a Dantzig QP solver. A QP equation solver solves an optimization problem with a quadratic cost function under inequality constraints. For example, if the vector x = n
Figure DE102015103622B4_0004
represents any optimization variables, quadratic functions of x can be expressed in the following form: 1 2 x T Q x - H T x + K O n s t a n t e ,
Figure DE102015103622B4_0005
where Q is a constant symmetric nxn matrix, Constant is a constant value, and H n
Figure DE102015103622B4_0006
is a constant vector. Linear constraints take the following form C. x b ,
Figure DE102015103622B4_0007
where C is a constant matrix and b is a constant vector.

Das Folgende wird in Termen von nu unter Bezugnahme auf Zahl von Zielwerten (z.B. 5 in obigem Beispiel) und ny unter Bezugnahme auf die Zahl von gesteuerten Variablen beschrieben. u ( k ) = ( u 1 ( k ) , , u n u ( k ) ) ,

Figure DE102015103622B4_0008
y ( k ) : = ( y 1 ( k ) , ,yn y ( k ) ) ,
Figure DE102015103622B4_0009
und Δ ui ( k ) = ( u 1 ( k ) , , u n u ( k ) ) ,
Figure DE102015103622B4_0010
wobei i eine ganze Zahl zwischen 1 und nu ist.The following is described in terms of nu with reference to the number of target values (e.g., 5 in the above example) and ny with reference to the number of controlled variables. u ( k ) = ( u 1 ( k ) , ... , u n u ( k ) ) ,
Figure DE102015103622B4_0008
y ( k ) : = ( y 1 ( k ) , ... , yn y ( k ) ) ,
Figure DE102015103622B4_0009
and Δ ui ( k ) = ( u 1 ( k ) , ... , u n u ( k ) ) ,
Figure DE102015103622B4_0010
where i is an integer between 1 and n u .

Das zu lösende Steuerproblem kann geschrieben werden als:The tax problem to be solved can be written as:

Minimiere: J ( Δ u , ) : = p 2 + k = 0 N p 1 i 1 n u | w Δ u i Δ u i ( k ) | 2 + k = 0 N p 1 i = 1 n u | w u i ( u i ( k ) u r e f , i ( k ) | 2 + k = 0 N p 1 i = 1 n u | w y , i ( y i ( k ) y r e f , i ( k ) ) | 2 ,

Figure DE102015103622B4_0011
unter den Beschränkungen y m i n , i v y y i ( k ) y m a x , i + v y , wobei i = 1 , ,n y  und k = 1 , , p ,
Figure DE102015103622B4_0012
u m i n . i v u u i ( k ) u m a x , i + v u , wobei i=1 , ,n u  und  k = 1, , p 1,  und
Figure DE102015103622B4_0013
Δ u m i n , i v Δ u Δ u i ( k ) Δ u m a x , i + v Δ u , wobei i = 1 , ,n u  und k = 1, , p 1,
Figure DE102015103622B4_0014
wo, wie oben beschrieben, y ( k ) = C x ( k ) ,
Figure DE102015103622B4_0015
während erfüllt ist x ( k ) = Ax ( k 1 ) + Bu ( k 1 ) .
Figure DE102015103622B4_0016
wΔu, wu und wy sind vorbestimmte Gewichtungswerte, die positiv sind. vΔu, vu und vy sind vorbestimmte weiche Beschränkungswerte, die größer als oder gleich Null sind. Die vorbestimmen Beschränkungswerte können zum Beispiel auf Null eingestellt werden, um harte Beschränkungen an dem jeweiligen Parameter zu bewirken. Werte mit dem tiefgestellten min und max benennen obere und untere Beschränkungen für die jeweiligen Parameter.Minimize: J ( Δ u , ) : = p 2 + k = 0 N p - 1 i - 1 n u | w Δ u i Δ u i ( k ) | 2 + k = 0 N p - 1 i = 1 n u | w u i ( u i ( k ) - u r e f , i ( k ) | 2 + k = 0 N p - 1 i = 1 n u | w y , i ( y i ( k ) - y r e f , i ( k ) ) | 2 ,
Figure DE102015103622B4_0011
under the restrictions y m i n , i - v y y i ( k ) y m a x , i + v y , where i = 1 , ... , n y and k = 1 , ... , p ,
Figure DE102015103622B4_0012
u m i n . i - v u u i ( k ) u m a x , i + v u , where i = 1 , ... , n u and k = 1, ... , p - 1, and
Figure DE102015103622B4_0013
Δ u m i n , i - v Δ u Δ u i ( k ) Δ u m a x , i + v Δ u , where i = 1 , ... , n u and k = 1, ... , p - 1,
Figure DE102015103622B4_0014
where, as described above, y ( k ) = C. x ( k ) ,
Figure DE102015103622B4_0015
while is fulfilled x ( k ) = Ax ( k - 1 ) + Bu ( k - 1 ) .
Figure DE102015103622B4_0016
w Δu , w u and w y are predetermined weight values that are positive. v Δu , v u, and v y are predetermined soft constraint values that are greater than or equal to zero. The predetermined constraint values can be set to zero, for example, in order to impose hard constraints on the respective parameter. Values with the subscript min and max designate upper and lower limits for the respective parameters.

Das obige kann als ein quadratisches Programmierproblem (QP-Problem) umformuliert werden als, minimiere: 1 2 x T Q x h T x ,

Figure DE102015103622B4_0017
unter den Beschränkungen Cx d ,
Figure DE102015103622B4_0018
wobei x n ,
Figure DE102015103622B4_0019
Q n × n ,
Figure DE102015103622B4_0020
C m × n ,
Figure DE102015103622B4_0021
und d m .
Figure DE102015103622B4_0022
The above can be reformulated as a quadratic programming problem (QP problem) as, minimize: 1 2 x T Q x - H T x ,
Figure DE102015103622B4_0017
under the restrictions Cx d ,
Figure DE102015103622B4_0018
in which x n ,
Figure DE102015103622B4_0019
Q n × n ,
Figure DE102015103622B4_0020
C. m × n ,
Figure DE102015103622B4_0021
and d m .
Figure DE102015103622B4_0022

Die Verwendung des hochgestellten T bedeutet ein Anwenden einer Transponierung.Using the superscript T means applying a transpose.

x* ∈ ℝn ist die eindeutige Lösung des QP-Problems, wenn und nur wenn es λ* ∈ ℝm gibt, so dass:

  1. (i) (x*, λ*) erfüllt Q x * h C T λ * = 0,
    Figure DE102015103622B4_0023
  2. (ii) Cx* ≤ d,λ* ≥ 0 und
  3. (iii) λ*T (d - Cx*) = 0.
x * ∈ ℝ n is the unique solution of the QP problem if and only if there is λ * ∈ ℝ m such that:
  1. (i) (x *, λ *) fulfilled Q x * - H - C. T λ * = 0,
    Figure DE102015103622B4_0023
  2. (ii) Cx * ≤ d, λ * ≥ 0 and
  3. (iii) λ * T (d - Cx *) = 0.

Oben umfasst (ii) primale und duale Beschränkungserfüllung und (iii) umfasst Komplementarität. x kann als eine primale Variable bezeichnet werden. λ kann als ein Lagrange-Multiplikator oder als eine duale Variable bezeichnet werden. Für QP-Probleme, die Beschränkungen unterworfen sind, umfasst eine optimale Lösung ein optimales Paar primale und duale Variablen.Above, (ii) includes primal and dual constraint satisfaction, and (iii) includes complementarity. x can be referred to as a primal variable. λ can be referred to as a Lagrange multiplier or a dual variable. For QP problems that are constrained, an optimal solution includes an optimal pair of primal and dual variables.

Es kann eine neue Variable y eingeführt werden, wobei y = d C x .

Figure DE102015103622B4_0024
A new variable y can be introduced, where y = d - C. x .
Figure DE102015103622B4_0024

Dementsprechend, y* = d - Cx*. Die Gleichung Q x * h C T λ * = 0

Figure DE102015103622B4_0025
in Termen von λ* und y* ausgedrückt, ergibt

  1. (i) λ* ≥ 0, Cx* ≤ d ⇔ λ* ≥ 0, y* ≥ 0 und
  2. (ii) λ*T(d - Cx*)=0 ≥ 0 ⇔ λ*Ty* = 0.
Accordingly, y * = d - Cx *. the equation Q x * - H - C. T λ * = 0
Figure DE102015103622B4_0025
expressed in terms of λ * and y *, gives
  1. (i) λ * ≥ 0, Cx * ≤ d ⇔ λ * ≥ 0, y * ≥ 0 and
  2. (ii) λ * T (d - Cx * ) = 0 ≥ 0 ⇔ λ * T y * = 0.

Aufgelöst nach x*, haben wir x * = Q 1 ( h C T λ * ) .

Figure DE102015103622B4_0026
Solved for x *, we have x * = Q - 1 ( H - C. T λ * ) .
Figure DE102015103622B4_0026

Daher, y * = d C x * = d C [ Q 1 ( h C T λ * ) ] ,

Figure DE102015103622B4_0027
und y * = d C Q 1 ( h C T λ * ) = d C Q 1 h + C Q 1 C T λ * .
Figure DE102015103622B4_0028
Therefore, y * = d - C. x * = d - C. [ Q - 1 ( H - C. T λ * ) ] ,
Figure DE102015103622B4_0027
and y * = d - C. Q - 1 ( H - C. T λ * ) = d - C. Q - 1 H + C. Q - 1 C. T λ * .
Figure DE102015103622B4_0028

Es sei d ˜ :=d CQ 1 h

Figure DE102015103622B4_0029
und Q ˜ : = C Q 1 C T ,
Figure DE102015103622B4_0030
haben wir y * = d ˜ Q ˜ λ * .
Figure DE102015103622B4_0031
Be it d ˜ : = d - CQ - 1 H
Figure DE102015103622B4_0029
and Q ˜ : = C. Q - 1 C. T ,
Figure DE102015103622B4_0030
do we have y * = d ˜ - Q ˜ λ * .
Figure DE102015103622B4_0031

Dementsprechend,

  1. (i) (x*, λ*) erfüllt d ˜ = ( I Q ˜ ) ( λ * y * ) ,
    Figure DE102015103622B4_0032
  2. (ii) λ* ≥ 0 y* ≥ 0 und
  3. (iii) λ*Ty* = 0.
I ist eine Identitätsmatrix.Accordingly,
  1. (i) (x *, λ *) fulfilled d ˜ = ( I. - Q ˜ ) ( λ * y * ) ,
    Figure DE102015103622B4_0032
  2. (ii) λ * ≥ 0 y * ≥ 0 and
  3. (iii) λ * T y * = 0.
I is an identity matrix.

x* kann daher unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt werden x * = Q 1 ( h C T λ * ) .

Figure DE102015103622B4_0033
x * can therefore be determined using the following equation x * = Q - 1 ( H - C. T λ * ) .
Figure DE102015103622B4_0033

Ein Gleichungslöser, der nach dem optimalen Paar (x*, λ*) auflöst, das die Bedingungen (i)-(iii) erfüllt, kann als ein dualer Gleichungslöser bezeichnet werden. Das Optimierungsmodul 320 umfasst einen dualen Gleichungslöser und löst nach dem optimalen Paar (x*, λ*) auf, wie es oben beschrieben ist.A solver that solves for the optimal pair (x *, λ *) that satisfies conditions (i) - (iii) can be called a dual solver. The optimization module 320 includes a dual solver and solves for the optimal pair (x *, λ *) as described above.

x* umfasst Optimalwerte, die Änderungen der Zielwerte 266-270 von der vorhergehenden Steuerschleife (z.B. k-1) entsprechen. Das Optimierungsmodul 320 passt die Zielwerte 266-270 von der vorhergehenden Steuerschleife jeweils auf der Grundlage der Werte von x* an, um die Zielwerte 266-270 für die gegenwärtige Steuerschleife zum Steuern der jeweiligen Aktoren zu erzeugen. Lediglich beispielhaft kann das Optimierungsmodul 320 die Zielwerte 266-270 mit den Werten x* summieren, um die Zielwerte 266-270 für die gegenwärtige Steuerschleife zu erzeugen.x * includes optimal values that change the target values 266-270 from the previous control loop (e.g. k-1). The optimization module 320 fits the target values 266-270 from the previous control loop, each based on the values of x *, to the target values 266-270 for the current control loop to control the respective actuators. The optimization module 320 the target values 266-270 with the values x * sum to get the target values 266-270 for the current control loop.

Das obige könnte umgeschrieben werden als w Au = q ,

Figure DE102015103622B4_0034
und u T w = 0,  u 0,  und w 0,
Figure DE102015103622B4_0035
wobei w = y*, u = λ*, A = Q̃ und q = d.The above could be rewritten as w - Au = q ,
Figure DE102015103622B4_0034
and u T w = 0, u 0, and w 0,
Figure DE102015103622B4_0035
where w = y *, u = λ *, A = Q̃ and q = d.

Das Problem, (w, u) zu finden, die das obige erfüllen, kann als ein Linear Complementarity Problem (LCP) bezeichnet werden und wird durch das Optimierungsmodul 320 gelöst. Genauer kann diese Form von einem Dantzig QP-Gleichungslöser verwendet werden. Die symmetrische Matrix A und der Vektor q umfassen vorbestimmte Daten. A kann als ein Tableau bezeichnet werden. Die Größe des Tableaus beeinflusst die Zahl von Berechnungen, die notwendig sind, um die Zielwerte 266-270 zu erzeugen.The problem of finding (w, u) that satisfy the above can be referred to as a Linear Complementarity Problem (LCP) and is handled by the optimization module 320 solved. More specifically, this form can be used by a Dantzig QP solver. The symmetric matrix A and the vector q include predetermined data. A can be called a tableau. The size of the tableau affects the number of calculations that are necessary to achieve the target values 266-270 to create.

m ist die Zahl von anderen Beschränkungen als die unteren Grenzbeschränkungen an x. Es sei nL die Zahl von Komponenten von x, die untere Grenzbeschränkungen aufweisen. nL ist kleiner als oder gleich der Zahl von Zielwerten nu. Die Gesamtzahl von Beschränkungen, die von dem QP-Gleichungslöser beim Bestimmen der Optimalwerte berücksichtigt werden, beträgt: m = m ¯ + n L .

Figure DE102015103622B4_0036
m is the number of constraints other than the lower bound constraints on x. Let nL be the number of components of x that have lower bounds. nL is less than or equal to the number of target values nu. The total number of constraints that the QP solver takes into account in determining the optimal values is: m = m ¯ + n L .
Figure DE102015103622B4_0036

Wie es oben festgestellt wurde, A = Q ˜ = CQ 1 C T ,

Figure DE102015103622B4_0037
wobei die Gesamtzahl von Reihen der C Matrix gleich der Gesamtzahl von Beschränkungen (m) ist. A ist daher eine (m + nL) × (m, + nL) Matrix (d.h., eine mxm-Matrix).As stated above, A = Q ˜ = CQ - 1 C. T ,
Figure DE102015103622B4_0037
where the total number of rows of the C matrix is equal to the total number of constraints (m). A is therefore a ( m + n L ) × ( m , + n L ) matrix (ie, an mxm matrix).

Andere Typen von QP-Gleichungslösern, wie etwa ein primaler QP-Gleichungslöser, gehen davon aus, dass alle Komponenten von x untere Grenzbeschränkungen aufweisen. Daher werden Komponenten, von x, die keine unteren Grenzbeschränkungen aufweisen, künstliche untere Grenzbeschränkungen haben, wie etwa große negative Zahlen. Die A Matrix in derartigen Implementierungen werden daher immer eine (m + nu) × (m + nu) Matrix sein. Other types of QP solver, such as a primal QP solver, assume that all components of x have lower bounds. Therefore, components of x that have no lower bounds will have artificial lower bounds, such as large negative numbers. The A matrix in such implementations will therefore always be a ( m + n u ) × ( m + n u ) be a matrix.

Da nL kleiner als oder gleich nu ist, ist die Verwendung der A Matrix mit der Größe (m + nL) × (m + nL) durch das Optimierungsmodul 320, um die Zielwerte 266-270 zu bestimmen, daher zumindest rechentechnisch ebenso effizient wie die Verwendung der A Matrix mit der Größe (m + nu) × (m + nu), wenn alle Komponenten von x untere Grenzbeschränkungen aufweisen (und daher nL=nu). Die Verwendung der A Matrix mit der Größe (m + nL) × (m + nL) durch das Optimierungsmodul 320, um die Zielwerte 266-270 zu bestimmen, ist rechentechnisch effizienter als die Verwendung der A Matrix mit der Größe (m + nu) × (m + nu), wenn eine oder mehrere der Komponenten von x keine unteren Grenzbeschränkungen aufweisen.Since n L is less than or equal to nu, the use of the A matrix of size ( m + n L ) × ( m + n L ) by the optimization module 320 to get the target values 266-270 to be determined, therefore at least computationally as efficient as the use of the A matrix with the size ( m + n u ) × ( m + n u ) if all components of x have lower bounds (and therefore nL = nu). Using the A matrix of size (m + n L ) × ( m + n L ) by the optimization module 320 to get the target values 266-270 is computationally more efficient than using the A matrix with the size ( m + n u ) × ( m + n u ) if one or more of the components of x have no lower bounds.

Nun unter Bezugnahme auf 4 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein beispielhaftes Verfahren zum Schätzen von Betriebsparametern und zum Steuern des Drosselventils 112, des Einlassnocken-Phasenstellers 148, des Auslassnocken-Phasenstellers 150, des Ladedruckregelventils 162 (und somit des Turboladers) und des AGR-Ventils 170 unter Verwendung der MPC (Modellvorhersagesteuerung) zeigt. Die Steuerung kann bei 404 beginnen, wo das Drehmomentanforderungsmodul 224 auf der Grundlage der angepassten vorhergesagten Drehmomentanforderungen und der angepassten Sofort-Drehmomentanforderungen 263 und 264 die Luftdrehmomentanforderung 265 bestimmt.Now referring to 4th A flowchart depicting an exemplary method for estimating operating parameters and controlling the throttle valve is shown 112 , the intake cam phaser 148 , the exhaust cam phaser 150 , the boost pressure control valve 162 (and thus the turbocharger) and the EGR valve 170 using MPC (Model Predictive Control) shows. The control can be at 404 begin where the torque request module 224 based on the adjusted predicted torque requirements and the adjusted immediate torque requirements 263 and 264 the air torque requirement 265 certainly.

Bei 408 kann das Drehmoment-Umsetzungsmodul 304 die Luftdrehmomentanforderung 265 zur Verwendung durch das MPC-Modul 312 in die Basis-Luftdrehmomentanforderung 308 oder in irgendeinen anderen geeigneten Drehmomenttyp umsetzen. Bei 412 bestimmt das Zustandsschätzermodul 316 die Zustände der Kraftmaschine 102 für die gegenwärtige Steuerschleife, wie es oben beschrieben wurde.At 408 can do the torque conversion module 304 the air torque requirement 265 for use by the MPC module 312 into the base air torque request 308 or convert to any other suitable type of torque. At 412 determines the state estimator module 316 the states of the engine 102 for the current control loop as described above.

Bei 416 bestimmt das Optimierungsmodul 320 das optimale Paar (x*, λ*) zum Bestimmen der Zielwerte 266-270, wie es oben beschrieben wurde. Das Optimierungsmodul 320 bestimmt bei 420 jeweils die Zielwerte 266-270 für die gegenwärtige Steuerschleife auf der Grundlage der Zielwerte 266-270 für die letzte Steuerschleife und die Werte von x*. Lediglich beispielhaft bestimmt das Optimierungsmodul 320 die Zielwerte 266-270, indem jeweils die Werte x* mit den Zielwerten 266-270 für die letzte Steuerschleife summiert werden.At 416 determines the optimization module 320 the optimal pair (x *, λ *) for determining the target values 266-270 as described above. The optimization module 320 determined at 420 the target values in each case 266-270 for the current control loop based on the target values 266-270 for the last control loop and the values of x *. The optimization module only determines by way of example 320 the target values 266-270 by adding the values x * with the target values 266-270 for the last control loop.

Bei 428 setzt das erste Umsetzungsmodul 272 die Ziel-Ladedruckregelventil-Öffnungsfläche 266 in den Ziel-Tastgrad 274 um, der an das Ladedruckregelventil 162 angelegt werden soll, setzt das zweite Umsetzungsmodul 276 die Ziel-Drosselöffnungsfläche 267 in den Ziel-Tastgrad 278 um, der an das Drosselventil 112 angelegt werden soll. Außerdem setzt das dritte Umsetzungsmodul 280 bei 428 die Ziel-AGR-Öffnungsfläche 268 in den Ziel-Tastgrad 282 um, der an das AGR-Ventil 170 angelegt werden soll. Außerdem kann das vierte Umsetzungsmodul den Ziel-Einlassnocken-Phasenstellerwinkel und den Ziel-Auslassnocken-Phasenstellerwinkel 269 und 270 jeweils in den Ziel-Einlasstastgrad und in den Ziel-Auslasstastgrad umsetzen, der an den Einlassnocken-Phasensteller bzw. an den Auslassnocken-Phasensteller 148 bzw. 150 angelegt werden soll.At 428 sets the first implementation module 272 the target wastegate opening area 266 in the target duty cycle 274 to that of the boost pressure control valve 162 is to be created, sets the second conversion module 276 the target throttle orifice area 267 in the target duty cycle 278 to that of the throttle valve 112 should be created. In addition, the third implementation module continues 280 at 428 the target EGR opening area 268 in the target duty cycle 282 around that to the EGR valve 170 should be created. In addition, the fourth conversion module can set the target intake cam phaser angle and the target exhaust cam phaser angle 269 and 270 convert each into the target intake cycle rate and the target exhaust cycle rate that is sent to the intake cam phaser or to the exhaust cam phaser 148 or. 150 should be created.

Bei 432 steuert das Drosselaktormodul 116 das Drosselventil 112, um die Ziel-Drosselöffnungsfläche 267 zu erreichen, und steuert das Phasensteller-Aktormodul 158 den Einlassnocken-Phasensteller und den Auslassnocken-Phasensteller 148 und 150, um jeweils den Ziel-Einlassnocken-Phasenstellerwinkel und den Ziel-Auslassnocken-Phasenstellerwinkel 269 bzw. 270 zu erreichen. Zum Beispiel kann das Drosselaktormodul 116 ein Signal mit dem Ziel-Tastgrad 278 an das Drosselventil 112 anlegen, um die Ziel-Drosselöffnungsfläche 267 zu erreichen. Außerdem steuert das AGR-Aktormodul 172 das AGR-Ventil 170 bei 432, um die Ziel-AGR-Öffnungsfläche 268 zu erreichen, und steuert das Ladedruckaktormodul 164 das Ladedruckregelventil 162, um die Ziel-Ladedruckregelventil-Öffnungsfläche 266 zu erreichen. Zum Beispiel kann das AGR-Aktormodul 172 ein Signal mit dem Ziel-Tastgrad 282 an das AGR-Ventil 170 anlegen, um die Ziel-AGR-Öffnungsfläche 268 zu erreichen, und kann das Ladedruckaktormodul 164 ein Signal mit dem Ziel-Tastgrad 274 an das Ladedruckregelventil 162 anlegen, um die Ziel-Ladedruckregelventil-Öffnungsfläche 266 zu erreichen. Obwohl 4 als nach 432 endend gezeigt ist, kann 4 eine Steuerschleife darstellen und können die Steuerschleifen mit einer vorgegebenen Rate ausgeführt werden.At 432 controls the throttle actuator module 116 the throttle valve 112 to get the target throttle area 267 and controls the phaser actuator module 158 the intake cam phaser and the exhaust cam phaser 148 and 150 to set the target intake cam phaser angle and the target exhaust cam phaser angle, respectively 269 or. 270 to reach. For example, the throttle actuator module 116 a signal with the target duty cycle 278 to the throttle valve 112 apply to the target throttle orifice area 267 to reach. The EGR actuator module also controls 172 the EGR valve 170 at 432 to the target EGR opening area 268 and controls the boost pressure actuator module 164 the boost pressure control valve 162 to get the target wastegate opening area 266 to reach. For example, the EGR actuator module 172 a signal with the target duty cycle 282 to the EGR valve 170 apply to the target EGR opening area 268 to reach, and can the boost pressure actuator module 164 a signal with the target duty cycle 274 to the boost pressure control valve 162 apply to the target wastegate opening area 266 to reach. Although 4th than after 432 shown ending may 4th represent a control loop and the control loops can be executed at a predetermined rate.

Die vorstehende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich veranschaulichend und soll die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen in keiner Weise einschränken. Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Beispiele umfasst, soll der wahre Umfang der Offenbarung somit nicht darauf beschränkt sein, da andere Änderungen beim Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche hervorgehen. Wie die Formulierung wenigstens eines von A, B und C hier verwendet wird, soll sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht ausschließenden logischen ODER bedeuten. Es ist zu verstehen, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in einer anderen Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern.The foregoing description is merely illustrative in nature and is in no way intended to limit the disclosure, its application, or uses. The broad teachings of the disclosure can be implemented in a variety of forms. Thus, while this disclosure includes specific examples, it is not intended that the true scope of the disclosure be limited thereto as other changes will emerge from a study of the drawings, description, and the following claims. As used herein, the phrase at least one of A, B, and C is intended to mean a logical (A or B or C) using a non-exclusive logical OR. It is to be understood that one or more steps within a method can be performed in a different order (or simultaneously) without changing the principles of the present disclosure.

In dieser Anmeldung einschließlich in den folgenden Definitionen kann der Begriff Modul durch den Begriff Schaltung ersetzt sein. Der Begriff Modul kann sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), auf eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale diskrete Schaltung; auf eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale integrierte Schaltung; auf eine Kombinationslogikschaltung; auf eine frei programmierbare logische Anordnung (FPGA), auf einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der Code ausführt, auf Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der durch einen Prozessor ausgeführten Code speichert, auf andere geeignete Hardwarekomponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen, oder auf eine Kombination einiger oder aller der obigen wie etwa in einem Ein-Chip-System beziehen, ein Teil davon sein oder sie umfassen.In this application, including in the following definitions, the term module can be replaced by the term circuit. The term module can refer to an application-specific integrated circuit (ASIC), a digital, analog or mixed analog / digital discrete circuit; to a digital, analog or mixed analog / digital integrated circuit; to a combinational logic circuit; on a freely programmable logical arrangement (FPGA), on a processor (shared, dedicated or group) that executes code, on memory (shared, dedicated or group) that stores code executed by a processor, on other suitable hardware components, that provide the functionality described, or relate to, be part of, or comprise a combination of some or all of the above, such as in a one-chip system.

Der Begriff Code, wie er oben verwendet wird, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode umfassen und kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Begriff gemeinsam genutzter Prozessor umfasst einen einzelnen Prozessor, der einen Teil des Codes oder allen Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff Gruppenprozessor umfasst einen Prozessor, der einen Teil oder allen Code von einem oder von mehreren Modulen zusammen mit zusätzlichen Prozessoren ausführt. Der Begriff gemeinsam genutzter Speicher umfasst einen einzelnen Speicher, der einen Teil oder allen Code von mehreren Modulen speichert. Der Begriff Gruppenspeicher umfasst einen Speicher, der einen Teil oder allen Code von einem oder von mehreren Modulen zusammen mit zusätzlichen Speichern speichert. Der Begriff Speicher kann eine Teilmenge des Begriffs computerlesbares Medium sein. Der Begriff computerlesbares Medium umfasst keine vorübergehenden elektrischen und elektromagnetischen Signale, die sich durch ein Medium ausbreiten, und kann somit als konkret und nichtvorübergehend angesehen werden. Nichteinschränkende Beispiele eines nicht vorübergehenden konkreten computerlesbaren Mediums umfassen nichtflüchtigen Speicher, flüchtigen Speicher, eine magnetische Ablage und eine optische Ablage.The term code as used above can include software, firmware and / or microcode and can refer to programs, routines, functions, classes and / or objects. The term shared processor includes a single processor that executes some or all of the code of multiple modules. The term group processor includes a processor that executes some or all of the code from one or more modules along with additional processors. The term shared memory encompasses a single memory that stores some or all of the code from multiple modules. The term group memory encompasses a memory that stores some or all of the code from one or more modules along with additional memories. The term memory can be a subset of the term computer-readable medium. The term computer readable medium does not encompass transient electrical and electromagnetic signals propagating through a medium and thus can be viewed as concrete and non-transitory. Non-limiting examples of non-transitory specific computer readable medium include non-volatile memory, volatile memory, magnetic storage, and optical storage.

Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert sein, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme umfassen durch einen Prozessor ausführbare Anweisungen, die auf wenigstens einem nichtflüchtigen konkreten computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können außerdem gespeicherte Daten umfassen und/oder sich auf sie stützen.The devices and methods described in this application can be implemented in part or in full by one or more computer programs that are executed by one or more processors. The computer programs include processor-executable instructions stored on at least one non-transitory concrete computer-readable medium. The computer programs can also include and / or be based on stored data.

Claims (3)

Kraftmaschinensteuerverfahren für ein Fahrzeug (102), umfassend: Erzeugen einer ersten Drehmomentanforderung (265) für eine Fremdzündungskraftmaschine (100) auf der Grundlage einer Fahrereingabe (404); Umsetzen der ersten Drehmomentanforderung (265) in eine zweite Drehmomentanforderung (308)(408); unter Verwendung eines Modellvorhersagesteuermoduls (MPC-Moduls) (312), Bestimmen eines Satzes Zielwerte (266-270) auf der Grundlage der zweiten Drehmomentanforderung (308), eines Modells der Kraftmaschine (102) und einer Matrix mit Dimensionen (m+n) mal (m+n), wobei n eine ganze Zahl größer als Null ist, die gleich einer Zahl unterer Grenzbeschränkungen ist, die bei der Bestimmung des Satzes Zielwerten (266-270) verwendet werden, und m eine ganze Zahl größer als Null ist, die gleich einer Zahl von Beschränkungen ist, die bei der Bestimmung des Satzes Zielwerten (266-270) verwendet wird, die andere als die unteren Grenzbeschränkungen sind (416); und Steuern eines Öffnens (278) eines Drosselventils (112) auf der Grundlage eines Ersten (267) der Zielwerte (266-270)(428, 432); Steuern eines Öffnens (274) eines Ladedruckregelventils (162) eines Turboladers (160-1, 160-2) auf der Grundlage eines Zweiten (266) der Zielwerte (266-270)(428, 432); Steuern eines Öffnens (282) eines AGR-Ventils (170) auf der Grundlage eines Dritten (268) der Zielwerte (266-270)(428, 432); und Steuern einer Einlassventil-Phasenlageneinstellung (269) eines Einlassnocken-Phasenstellers (148) und einer Auslassventil-Phasenlageneinstellung (270) eines Auslassnocken-Phasenstellers (150) jeweils auf der Grundlage eines Vierten (269) bzw. eines Fünften (270) der Zielwerte (266-270)(428, 432).An engine control method for a vehicle (102) comprising: Generating a first torque request (265) for a spark ignition engine (100) based on a driver input (404); Converting the first torque request (265) into a second torque request (308) (408); using a model predictive control (MPC) module (312), determining a set of target values (266-270) based on the second torque request (308), a model of the engine (102) and a matrix of dimensions (m + n) times (m + n), where n is an integer greater than zero that is equal to a number of lower bounds used in determining the set of target values (266-270), and m is an integer greater than zero that is equal to a number of constraints used in determining the set of target values (266-270) other than the lower limit constraints (416); and Controlling an opening (278) of a throttle valve (112) based on a first (267) of the target values (266-270) (428, 432); Controlling an opening (274) of a wastegate valve (162) of a turbocharger (160-1, 160-2) based on a second (266) of the target values (266-270) (428, 432); Controlling an opening (282) of an EGR valve (170) based on a third party (268) of the target values (266-270) (428, 432); and Controlling an intake valve phasing (269) of an intake cam phaser (148) and an exhaust valve phasing (270) of an exhaust cam phaser (150) based on a fourth (269) and a fifth (270) of the target values (266), respectively -270) (428, 432). Kraftmaschinensteuerverfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Bestimmen von Referenzwerten (356) für die jeweiligen Zielwerte (266-270); und Bestimmen der Zielwerte (266-270) ferner auf der Grundlage der Referenzwerte (356). Engine control method according to Claim 1 further comprising: determining reference values (356) for the respective target values (266-270); and determining the target values (266-270) further based on the reference values (356). Kraftmaschinensteuerverfahren nach Anspruch 1, wobei die Beschränkungen Beschränkungen für die Zielwerte (266-270) und Beschränkungen für gesteuerte Variablen umfassen.Engine control method according to Claim 1 , where the constraints include constraints on target values (266-270) and constraints on controlled variables.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9909481B2 (en) * 2015-12-10 2018-03-06 GM Global Technology Operations LLC System and method for determining target actuator values of an engine using model predictive control while satisfying emissions and drivability targets and maximizing fuel efficiency
US10273900B2 (en) * 2017-02-01 2019-04-30 GM Global Technology Operations LLC Method to determine reference airflow actuator positions for a gasoline engine
US10619586B2 (en) * 2018-03-27 2020-04-14 GM Global Technology Operations LLC Consolidation of constraints in model predictive control

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060137347A1 (en) * 2004-12-29 2006-06-29 Stewart Gregory E Coordinated multivariable control of fuel and air in engines
US7398149B2 (en) * 2005-09-26 2008-07-08 Honda Motor Co., Ltd. Control system for internal combustion engine
US20110010073A1 (en) * 2008-07-17 2011-01-13 Honeywell International Inc. Configurable automotive controller

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2388922B (en) * 2002-01-31 2005-06-08 Cambridge Consultants Control system
US8550054B2 (en) * 2009-12-08 2013-10-08 GM Global Technology Operations LLC Linear tranformation engine torque control systems and methods for increasing torque requests
US8594904B2 (en) * 2011-09-23 2013-11-26 GM Global Technology Operations LLC System and method for securing engine torque requests
US9534547B2 (en) * 2012-09-13 2017-01-03 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods
US9309824B2 (en) * 2012-09-18 2016-04-12 GM Global Technology Operations LLC Engine control systems and methods for vehicle launch

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060137347A1 (en) * 2004-12-29 2006-06-29 Stewart Gregory E Coordinated multivariable control of fuel and air in engines
US7398149B2 (en) * 2005-09-26 2008-07-08 Honda Motor Co., Ltd. Control system for internal combustion engine
US20110010073A1 (en) * 2008-07-17 2011-01-13 Honeywell International Inc. Configurable automotive controller

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