DE102018106044B4 - Koordinierung von drehmomentinterventionen in die mpc-basierte antriebsstrangssteuerung - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren (300) zum Steuern eines Antriebssystems (10) eines Kraftfahrzeugs (9), das Verfahren umfassend:das Erzeugen einer Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte (304);das Ermitteln der Kosten für jeden Satz von möglichen Sollwerten der Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte basierend auf einem ersten vorgegebenen Gewichtungswert, einem zweiten vorgegebenen Gewichtungswert, einer Vielzahl von vorhergesagten Werten, und einer Vielzahl von angefragten Werten (306);das Ermitteln, welcher Satz möglicher Sollwerte der Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte die geringsten Kosten hat (308); unddas Auswählen des Satzes von möglichen Sollwerten, der die geringsten Kosten aufweist, um einen Satz von ausgewählten Sollwerten zu definieren (310).das Durchführen eines Arbitrationsschritts (312), der mindestens eines aus den folgenden Arbitrationsverfahren A und B umfasst:A) das Ermitteln mindestens eines angeforderten Werts der Vielzahl von angeforderten Werten, basierend auf dem Arbitrieren zwischen einem vom Fahrer angeforderten Wert und einem angeforderten Interventionswert; undB) das Ermitteln eines erwünschten Sollwerts durch Arbitrieren zwischen einem ausgewählten Sollwert des Satzes von ausgewählten Sollwerten und einem Interventions-Sollwert.

Description

• Einleitung
• Die Erfindung betrifft ein Steuersystem und Verfahren für ein Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Motor und einem Getriebe und insbesondere ein Steuersystem und Verfahren, das eine multivariable Steuerung verwendet.
• Eine Antriebssystemsteuerung in einem Fahrzeug schließt im Allgemeinen das Lesen von Fahrer- und Fahrzeugeingaben, wie Gaspedalposition, Fahrzeugsensordaten und Drehmomentanforderungen, ein und kommuniziert diese Eingaben an ein Motorsteuermodul (ECM) und ein Getriebesteuermodul (TCM). Das ECM kann ein aus den Fahrer- und Fahrzeugeingaben angefordertes Drehmoment der Antriebsachse berechnen. Das angeforderte Drehmoment der Antriebsachse kann dann dem Motor und dem ECM übermittelt werden. Der Motor wird basierend auf dem gewünschten Drehmoment der Antriebsachse zum Erzeugen eines tatsächlichen Achsdrehmoments gesteuert. Inzwischen, und in der Regel zur selben Zeit wie das Berechnen der erwünschten Motor- und Achsendrehmomente wird die gewünschte Geschwindigkeit oder das gewünschte Übersetzungsverhältnis aus dem erwünschten Achsdrehmoment und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet. Das gewünschte Übersetzungsverhältnis, oder die CVT-Riemenscheibenübersetzung wird dann dem Getriebe übermittelt. Das Getriebe wird basierend auf dem gewünschten Übersetzungsverhältnis (oder der CVT-Riemenscheibenübersetzung) zum Erzeugen eines tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses oder einer Riemenscheibenübersetzung gesteuert. Das tatsächliche Achsdrehmoment und das tatsächliche Übersetzungsverhältnis oder die Riemenscheibenübersetzung definieren die Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs.
• Die DE 10 2017 113 156 A1 beschreibt ein Antriebssystem, Steuersystem und Verfahren zum Optimieren von Kraftstoffeffizienz, die modellprädiktive Steuersysteme zum Erzeugen von ersten und zweiten vorausgesagten tatsächlichen Achsdrehmomenten und ersten und zweiten vorausgesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsraten basierend auf ersten und zweiten Sätzen von möglichen Sollwerten jeweils bereitgestellt werden. Die Sätze möglicher Sollwerte beinhalten angewiesene Motorausgangsdrehmomente und angewiesene Übersetzungsverhältnisse. Erste und zweite Kosten für die ersten und zweiten Sätze von möglichen Sollwerten werden jeweils basierend auf einem ersten vorgegebenen Gewichtungswert, einem zweiten vorgegebenen Gewichtungswert, den ersten und zweiten vorausgesagten tatsächlichen Achsdrehmomenten jeweils, den ersten und zweiten vorausgesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsraten jeweils, einem angeforderten Achsdrehmoment, einem angeforderten Motorausgangsdrehmoment, einem angeforderten Übersetzungsverhältnis und einer angeforderten Kraftstoffverbrauchsrate bestimmt. Einer der ersten und zweiten Sätze von möglichen Sollwerten wird ausgewählt und eingestellt basierend auf den niedrigeren Kosten.
• Die DE 10 2016 123 833 A1 beschreibt ein System beinhaltend ein Sollerzeugungsmodul, ein Model Predictive Control-(MPC)-Modul und ein Stellgliedmodul. Das Sollerzeugungsmodul erzeugt Sollwerte für ein Stellglied eines Motors. Das MPC-Modul erzeugt einen Satz möglicher Anpassungen an den Sollwerten und sagt einen Betriebsparameter für den Satz möglicher Anpassungen voraus. Der vorausgesagte Betriebsparameter beinhaltet einen Emissionswert und/oder einen Betriebsparameter eines Abgassystems. Das MPC-Modul bestimmt die Kosten für den Satz möglicher Anpassungen und wählt den Satz möglicher Anpassungen aus mehreren Sätzen möglicher Anpassungen basierend auf den Kosten. Das MPC-Modul bestimmt, ob der vorausgesagte Betriebsparameter für den ausgewählten Satz eine Einschränkung erfüllt, und passt die Sollwerte an unter Verwendung der möglichen Anpassungen der möglichen Sätze, wenn der vorausgesagte Betriebsparameter die Einschränkung erfüllt. Das Stellgliedmodul steuert das Stellglied basierend auf den angepassten Sollwerten.
• Die DE 10 2016 209 851 A1 beschreibt ein multimodales Antriebsstrangsystem und beinhaltet einen Verbrennungsmotor und elektrische Maschinen, die betrieben werden, um mechanische Energie durch ein Getriebe hin zu einem Ausgabebauteil zu übertragen, wobei die elektrischen Maschinen elektrisch mit der Batterie verbunden sind. Das Verfahren beinhaltet das Bestimmen einer hörbaren geräuschbasierten maximalen Motorgeschwindigkeit, worin der Verbrennungsmotor ein hörbares Geräusch erzeugt, das unter einem Geräuschschwellwert liegt, wenn der Betrieb mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die unter der geräuschbasierten maximalen Motorgeschwindigkeit liegt. Die elektrischen Maschinen und der Verbrennungsmotor sind als Reaktion auf eine Drehmomentanfrage des Fahrzeugführers gesteuert, was das Steuern der Motorgeschwindigkeit unter die hörbare geräuschbasierte Motorgeschwindigkeit beinhaltet, wenn die Batterieenergie über einem Mindestschwellwert liegt.
• Die US 2012 / 0 010 860 A1 beschreibt ein Computerprogrammprodukt, das ein Programm enthält, das den Computer veranlasst, Operationen durchzuführen, wenn der Computer das Programm ausführt und enthält Anweisungen, um einem Benutzer über eine webbasierte Anwendung eine Motorenspezifikationsschnittstelle zur Verfügung zu stellen und um eine Anwendungsspezifikation zu empfangen, die eine dreidimensionale Beschreibung des Anwendungsraums enthält, der verfügbar ist, um einen Motor und einen Parameter für eine Motoranwendung unterzubringen. Die Anweisungen umfassen den Zugriff auf eine Motorenspezifikation als Reaktion auf den Parameter für die Motoranwendung, wobei die Motorenspezifikation eine dreidimensionale digitale Beschreibung eines Motors und spezifizierter zusätzlicher Hardware enthält. Die Anweisungen umfassen die Auswertung der Kompatibilität zwischen der Motorenspezifikation und der Anwendungsspezifikation und die Bereitstellung einer CAD-Datei für den Benutzer, wobei die CAD-Datei die dreidimensionale digitale Beschreibung eines Motors und der spezifizierten zusätzlichen Hardware enthält.
• Die US 7 236 874 B2 beschreibt einem Abschnitt zur Berechnung des Motordrehmomentverlustes berechnet ein Abschnitt zur Berechnung des Pumpenverlustes einen Pumpendrehmomentverlust, und ein Abschnitt zur Berechnung des Reibungsverlustes berechnet einen Reibungsdrehmomentverlust. Der Pumpendrehmomentverlust und der Reibungsdrehmomentverlust werden summiert, um einen Motordrehmomentverlust zu erhalten. Darüber hinaus berechnet ein Abschnitt zur Berechnung des Drehmomentverlust-Korrekturbetrags einen Drehmomentverlust-Korrekturbetrag, und ein Abschnitt zur Änderung des Korrekturbetrags ändert den Drehmomentverlust-Korrekturbetrag auf der Grundlage des Ergebnisses der Bestimmung, ob die Kraftstoffabschaltung gerade ausgeführt wird. Der Drehmomentverlust-Korrekturbetrag wird zu dem unkorrigierten anfänglichen Motordrehmomentverlust addiert, um einen korrigierten Motordrehmomentverlust zu erhalten.
• Während dieses System der Antriebssystemsteuerung für seine Zweckbestimmung nützlich ist, besteht in der Technik Raum für Verbesserungen der dynamischen Steuerung des Achsdrehmoments zum Ausgleichen von Fahrbarkeit, Leistung und Kraftstoffeinsparung, insbesondere in Antriebssystemen mit einem stufenlos verstellbaren Getriebe. Motorsteuersysteme wurden entwickelt, um das Motorausgangsdrehmoment zu regeln und ein erwünschtes Drehmoment zu erzielen. Herkömmliche Motorsteuersysteme können jedoch das Motorabtriebsdrehmoment nicht mit der erforderlichen Genauigkeit regeln. Darüber hinaus gibt es soweit bisher bekannt keinen herkömmlichen Mechanismus, der Interventionen aus Drehmomentanforderungen in ein MPC-basiertes Steuersystem miteinbezieht.
• Es ist demnach die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Steuersystem und Verfahren für ein Antriebssystem bereitzustellen.
• Darstellung der Erfindung
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Ein erfindungsgemäßes Verfahren und System für das Steuern eines Parameters, wie einer Fahrzeugbeschleunigung, in einem Fahrzeugantriebssystem unter Optimierung der Kraftstoffeinsparung mittels modellprädiktiver Steuerung werden bereitgestellt. In einigen Ausführungsformen wird die modellprädiktive Steuerung verwendet, um den Motor und das Getriebe zu koordinieren und die Kraftstoffeffizienz und das Fahrverhalten zu verbessern. Achsdrehmomentinterventionen und Motorausgangsdrehmomentinterventionen werden in das MPC-Steuersystem miteinbezogen.
• Gemäß der Erfindung, die zusammen mit oder getrennt von anderen hier beschriebenen Ausführungsformen offengelegt ist, wird ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet das Erzeugen einer Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte und das Ermitteln der Kosten für jeden Satz der möglichen Sollwerte basierend auf einem ersten vorgegebenen Gewichtungswert, einem zweiten vorgegebenen Gewichtungswert, einer Vielzahl von vorhergesagten Werten, und einer Vielzahl von angefragten Werten. Das Verfahren beinhaltet auch das Ermitteln welcher Satz von möglichen Sollwerten die geringsten Kosten aufweist und das Auswählen des Satzes möglicher Sollwerte, der die geringsten Kosten aufweist, um einen Satz von ausgewählten Sollwerten zu definieren. Das Verfahren beinhaltet ferner das Durchführen eines Arbitrationsschritts, der mindestens eines aus den folgenden Arbitrationsverfahren A und B umfasst: A) Ermitteln mindestens eines angeforderten Werts basierend auf Arbitrieren zwischen einem von einem Fahrer angeforderten Wert und einem von einer Intervention angeforderten Wert; und B) Ermitteln eines erwünschten Sollwerts durch Arbitrieren zwischen einem ausgewählten Sollwert des Satzes von ausgewählten Sollwerten und einem Interventionssollwert.
• Gemäß der Erfindung, die kombiniert mit oder separat von anderen Ausführungsformen hierin offenbart sein kann, wird ein Steuersystem für das Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Getriebe und einem Motor bereitgestellt. Das Steuersystem beinhaltet ein Befehlsgeneratormodul, das dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte zu erzeugen und ein Kostenmodul. Das Kostenmodul ist dazu konfiguriert, die Kosten für jeden Satz von möglichen Sollwerten der Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte basierend auf einem ersten vorgegebenen Gewichtungswert, einem zweiten vorgegebenen Gewichtungswert, einer Vielzahl von vorhergesagten Werten, und einer Vielzahl von angefragten Werten zu ermitteln. Das Kostenmodul ist ferner dazu konfiguriert, zu ermitteln, welcher Satz möglicher Sollwerte der Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte die geringsten Kosten hat. Ein Auswahlmodul ist dazu konfiguriert, den Satz von möglichen Sollwerten auszuwählen, der die geringsten Kosten aufweist, um einen Satz von ausgewählten Sollwerten zu definieren. Ein Arbitrationsmodul ist beinhaltet, das dazu konfiguriert ist, mindestens eines der folgenden Arbitrationsverfahren A und B durchzuführen: A) Ermitteln mindestens eines angeforderten Werts der Vielzahl von angeforderten Werten, basierend auf Arbitrieren zwischen einem von einem Fahrer angeforderten Wert und einem von einer Intervention angeforderten Wert; und B) Ermitteln eines erwünschten Sollwerts durch Arbitrieren zwischen einem ausgewählten Sollwert des Satzes von ausgewählten Sollwerten und einem Interventionssollwert.
• Gemäß der Erfindung , die kombiniert mit oder getrennt von anderen Ausführungsformen hier offenbart sein kann, wird ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Das Antriebssystem beinhaltet einen Motor, betreibbar zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, wobei der Motor eine Motorausgangswelle hat, die zum Übertragen von Motorausgangsdrehmoment konfiguriert ist. Das Antriebssystem beinhaltet auch ein stufenloses Getriebe mit einer Variatorbaugruppe einschließlich einer ersten Riemenscheibe und einer zweiten Riemenscheibe. Die erste und die zweite Riemenscheibe sind drehbar mittels eines drehbaren Elements gekoppelt, und mindestens eine der ersten und zweiten Riemenscheiben beinhaltet eine bewegbare Scheibe, die entlang einer Achse zum selektiven Ändern eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der Motorabtriebswelle und einer Getriebeabtriebswelle übersetzbar ist. Eine Antriebsachse ist dazu konfiguriert, über die Getriebeausgangswelle angetrieben zu werden, wobei die Antriebsachse konfiguriert ist, ein Achsdrehmoment an einen Satz von Rädern auszugeben. Ein Steuersystem ist beinhaltet, das ein Prädiktionsmodul aufweist, welches dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwerten und eine Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwerten basierend auf einer Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte zu erstellen. Die Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte beinhaltet eine Vielzahl von möglichen angewiesenen Übersetzungsverhältniswerten und eine Vielzahl von möglichen angewiesenen Motordrehmomentwerten. Ein Kostenmodul ist dazu konfiguriert, die Kosten für jeden Satz von möglichen Sollwerten basierend auf einem vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwert der Vielzahl von vorhergesagten Achsdrehmomentwerten, einem vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwert der Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwerten, einem ersten vorhergesagten Gewichtungswert, einem zweiten vorhergesagten Gewichtungswert, und einer Vielzahl von angeforderten Werten zu ermitteln. Die Vielzahl von angeforderten Werten beinhaltet das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment, ein angefordertes Motorabtriebsdrehmoment, ein angefordertes Übersetzungsverhältnis, und eine angeforderte Kraftstoffverbrauchsrate. Das Kostenmodul ist ferner dazu konfiguriert zu ermitteln, welcher Satz möglicher Sollwerte die geringsten Kosten aufweist. Ein Auswahlmodul ist dazu konfiguriert, den Satz von möglichen Sollwerten auszuwählen, der die geringsten Kosten aufweist, um einen Satz von ausgewählten Sollwerten zu definieren. Ein Achsdrehmoment-Arbitrationsmodul wird bereitgestellt, das konfiguriert ist, mindestens einen angeforderten Wert der Vielzahl von angeforderten Werten basierend auf dem Arbitrieren zwischen einem von einem Fahrer angeforderten Achsdrehmoment und einem angeforderten Wert hinsichtlich der Achsintervention zu ermitteln. Ein Motordrehmoment-Arbitrationsmodul wird bereitgestellt, das dazu konfiguriert ist, einen erwünschten Sollwert durch Arbitrieren zwischen einem ausgewählten Motordrehmoment-Sollwert des Satzes von ausgewählten Sollwerten und einem Sollwert der Intervention hinsichtlich des Motordrehmoments zu ermitteln.
• In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Durchführen des Arbitrationsschritts das Durchführen sowohl des Arbitrationsverfahrens A als auch des Arbitrationsverfahrens B.
• In einer weiteren Ausführungsform beinhaltet die Vielzahl von Sätzen der möglichen Sollwerte eine Vielzahl von angewiesenen Motorausgangsdrehmomentwerten; wobei der Sollwert der Intervention einen Sollwert der Intervention hinsichtlich des Motordrehmoments beinhaltet; wobei das Verfahren ferner das Erstellen einer Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehwerten und einer Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwerten basierend auf der Vielzahl von Sätzen der möglichen Sollwerte umfasst; die Vielzahl von Sätzen von möglichen Sollwerten einschließlich einer Vielzahl von möglichen Übersetzungsverhältnissollwerten; wobei das Verfahren ferner das Ermitteln der Kosten für jeden Satz von möglichen Sollwerten ferner basierend auf einem vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwert der Vielzahl von vorhergesagten Achsdrehmomentwerten und einem vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwert der Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwerten umfasst; die Vielzahl von angefragten Werten einschließlich eines vom Fahrer angefragten Achsdrehmoments, eines angefragten Motorausgangsdrehmoments, eines angefragten Übersetzungsverhältnisses, und einer angefragten Kraftstoffverbrauchsrate.
• In einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren/Steuersystem dazu konfiguriert sein, die Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwerten und die Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwerten durch den folgenden Satz von Gleichungen zu ermitteln: $$x_{k+1}=\left\{A*x_k+B*\left[\begin{array}{c}Te\_c\_arb\\ Rat\_c_k\end{array}\right]+v\right\}+K_{KF}*\left(\left[\begin{array}{c}Te\_m_k\\ FR\_m_k\\ Rat\_m_k\\ Ta\_m_k\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}Te\_a_k\\ FR\_a_k\\ Rat\_a_k\\ Ta\_a_k\end{array}\right]\right)$$

  

  $$\left[\begin{array}{c}Ta\_a_{k+1}\\ FR\_a_{k+1}\end{array}\right]=C*x_{k+1}+w$$

  

  wobei,
• x_k, x_k+1 = Zustand schätzt Zeitpunkt jeweils Schritte k und k+1;
• A = eine Zustands (oder Übergangs)-Matrix;
• B = eine Eingabematrix;
• Te_c_arb = eines aus: angewiesenes Motorausgangsdrehmoment bei Prädiktionsschritt k und ein Motordrehmoment-Interventionswert;
• Rat__Ck = angewiesenes Übersetzungsverhältnis an Voraussageschritt k;
• K_KF = eine Kalman-Filter-Verstärkung;
• Te_a_k = vorhergesagtes tatsächliches Motorausgangsdrehmoment an Voraussageschritt k;
• FR_a_k = vorhergesagte tatsächliche Kraftstoffverbrauchsrate an Voraussageschritt k;
• Rat_a_k = vorhergesagtes tatsächliches Übersetzungsverhältnis an Voraussageschritt k;
• Ta_a_k = vorhergesagtes tatsächliches Achsdrehmoment an Voraussageschritt k;
• Te_m_k = gemessenes Motorausgangsdrehmoment an Voraussageschritt k;
• FR_m_k = gemessene Kraftstoffverbrauchsrate an Voraussageschritt k;
• Rat_m_k = gemessenes Übersetzungsverhältnis an Voraussageschritt k;
• Ta_m_k = gemessenes Achsdrehmoment an Voraussageschritt k;
• Ta_a_k+1 = vorhergesagtes tatsächliches Achsdrehmoment an Voraussageschritt k+1;
• FR_a_k+1 = vorhergesagte tatsächliche Kraftstoffverbrauchsrate an Voraussageschritt k+1;
• C = eine Ausgangs- (oder gemessene) Matrix;
• v = Prozessrauschen; und
• w = Messrauschen.
• In einer weiteren Ausführungsform ist das Verfahren/Steuersystemkonfiguriert, um nach dem Arbitrieren zwischen dem ausgewählten Sollwert der Vielzahl von ausgewählten Sollwerten und dem Motordrehmoment-Interventionswert zu ermitteln, dass der erwünschte Sollwert der Motordrehmoment-Interventionswert ist; das Verfahren/Steuersystem ist konfiguriert, um zu ermitteln, dass Te_c_arb gleich dem Motordrehmoment-Interventionswert ist;
• In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Ermitteln des Drehmoment-Interventionswerts unter anderem: eine Anforderung zur Übertragungsdrehmomentverringerung, eine Anforderung zum Überdrehen des Motors, eine Verstärkungsanforderung, eine Geschwindigkeitssteuerungsanforderung, eine Ringanforderung zum Ausschalten der Motorkurbel, eine Zapfwellen-Ringanforderung, eine Ringanforderung an einen Abgas-O2-Sensor, eine Ringanforderung zur Drehmomentabschaltung, eine Hybrid-Drehmomentanforderung, und eine Zapfwellen-Steueranforderung; das Verfahren und ein Beharrungszustand-Optimierungsmodul des Steuersystems, das konfiguriert wird, um eine Gaspedalposition (PP), eine Motordrehzahl (U/min.), eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V), ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AF) zu ermitteln; das Verfahren und ein Behaarungszustand-Optimierungsmodul, das konfiguriert wird, um die Achsdrehmomentanfrage des Fahrers (Ta_dr) basierend auf der Gaspedalposition (PP) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) zu ermitteln, um ein angefordertes arbitriertes Achsdrehmoment (Ta_arb) durch Auswählen eines Gewinners zwischen dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment (Ta_dr) und dem Wert der angeforderten Intervention (A_i) zu ermitteln, um ein angefordertes Übertragungsverhältnis (Rat_r) basierend auf dem angeforderten arbitrierten Achsdrehmoment (Ta_arb) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) zu ermitteln, um den angeforderten Motorabtriebsdrehmoment (Te_r) basierend auf dem angeforderten arbitrierten Achsdrehmoment (Ta_arb), dem angeforderten Übersetzungsverhältnis (Rat_r),und einem endgültigen Antriebsverhältnis (FD) zu ermitteln, und/oder um die angeforderte Kraftstoffverbrauchsrate (FR_r) basierend auf dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment (Ta_dr), der Fahrzeuggeschwindigkeit (V), der Motordrehzahl (U/min.), und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AF) zu ermitteln; wobei die Vielzahl der angeforderten Werte den vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment (Ta_dr), die angeforderte Kraftstoffverbrauchsrate (FR_r), den angeforderten Motorabtriebsdrehmoment (Te_r), und das angeforderte Übersetzungsverhältnis (Rat_r) beinhaltet.
• Weitere zusätzliche Merkmale können einschließlich aber nicht auf die Folgenden beschränkt, ebenfalls bereitgestellt werden: das Verfahren/Steuersystem, das dazu konfiguriert ist, den angeforderten (Achs-)Interventionswert aus unter anderem den Folgenden zu ermitteln: einer Bremsdrehmomentmanagementanforderung, einer Fahrzeugüberdrehungszustandsanforderung, einer Traktionssteuerungsanforderung, Kraftstoffschubabschaltungsanforderung, einer Formgebungsanforderung, einer Karosseriesystemanforderung, einer Leistungsstartanforderung, einer Allradantriebsanforderung, und einer autonomen Notbremsanforderung; wobei die Vielzahl der ausgewählten Sollwerte einen Sollwert zum ausgewählten Übersetzungsverhältnis einschließen; das Verfahren/Steuersystem, das dazu konfiguriert ist, einen Fahrzeugparameter basierend auf mindestens einem der erwünschten Sollwerte zu steuern,
• In einer weiteren Ausführungsform ist das Arbitrationsmodul ein Motordrehmoment-Arbitrationsmodul, das dazu konfiguriert ist, den erwünschten Sollwert durch Auswählen eines Gewinners zwischen dem ausgewählten Motorabtriebsdrehmomentwert und dem Motordrehmoment-Interventionswert zu ermitteln; wobei das Steuersystem ferner ein Achsdrehmoment-Arbitrationsmodul beinhaltet, das konfiguriert ist, einen arbitrierten Achsdrehmoment durch Auswählen eines Gewinners zwischen dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment und dem angeforderten Interventionswert zu ermitteln; wobei das Steuersystem ferner ein Prädiktionsmodul umfasst, das konfiguriert ist, eine Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwerten und eine Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwerten basierend auf der Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte zu erzeugen; wobei die Vielzahl von Sätzen der möglichen Sollwerte eine Vielzahl von möglichen Übersetzungsverhältnis-Sollwerten und eine Vielzahl von möglichen Motordrehzahl-Sollwerten beinhaltet; wobei das Kostenmodul dazu konfiguriert ist, die Kosten für jeden Satz der möglichen Sollwerte ferner basierend auf einem vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwert der Vielzahl von vorhergesagten Achsdrehmomentwerten und einem vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwert der Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwerten zu ermitteln; wobei die Vielzahl der angeforderten Werte das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment, das angeforderte Motorabtriebsdrehmoment, das angeforderte Übersetzungsverhältnis, und die angeforderte Kraftstoffverbrauchsrate beinhaltet; und wobei das Motordrehmoment-Arbitrationsmodul konfiguriert ist, das vom arbitrierten Motorabtriebsdrehmoment angewiesene Te_c_arb zurück zum Prädiktionsmodus anzuweisen.
• Zusätzliche Eigenschaften, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Beschreibung werden in der folgenden Beschreibung und durch die beigefügten Zeichnungen deutlich, worin gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten, Elemente oder Merkmale verweisen.
• Figurenliste
• Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur dem Zweck der Veranschaulichung und sind nicht dazu beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden Beschreibung auf irgendeine Weise zu begrenzen.
• 1 ist ein schematisches Diagramm eines Kraftfahrzeugs mit einem exemplarischen Antriebssystem gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
• 2 ist eine schematische Darstellung eines Antriebssteuersystems zum Verwenden mit dem Antriebssystem aus 1 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
• 3 ist eine schematische Darstellung eines Steuersystems zur Verwendung mit dem Antriebssteuersystem aus 2 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
• 4 ist ein schematisches Diagramm zur Darstellung weiterer Details des Steuersystems aus 3 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
• 5 ist ein schematisches Diagramm zur Darstellung weiterer Details einer multivariablen Steuerung des Steuersystems aus 3-4 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung; und
• 6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugantriebssystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
• Ausführliche Beschreibung
• Mit Bezug auf 1 ist ein exemplarisches Kraftfahrzeug dargestellt und im Allgemeinen mit der Nummer 9 gekennzeichnet. Das Kraftfahrzeug 9 ist als ein Pkw dargestellt, aber es sollte klar sein, dass das Kraftfahrzeug 9 jede Art von Fahrzeug sein kann, wie ein Lastwagen, Van, Sport-Nutzfahrzeug (SUV) usw. Das Kraftfahrzeug 9 beinhaltet einen exemplarischen Antriebsstrang 10. Vorab ist darauf hinzuweisen, dass, trotzdem ein Heckantrieb-Antriebsstrang 10 dargestellt ist, das Kraftfahrzeug 9 einen Frontantrieb-Antriebsstrang haben kann, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
• Das Antriebssystem 10 beinhaltet im Allgemeinen einen Motor 12 verbunden mit einem Getriebe 14 und einer Endantriebseinheit 16. Der Motor 12 kann ein herkömmlicher Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor, Hybridmotor oder jede andere Art von Antriebsmaschine sein, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Motor 12 liefert ein Motorausgangsdrehmoment an das Getriebe 14 über eine Kurbelwelle oder Motorausgangswelle 18. Das Motorausgangsdrehmoment kann durch eine Flexplatte oder/und Startvorrichtung 20 mit dem Getriebe 14 übertragen werden. Die Startvorrichtung 20 kann eine hydrodynamische Vorrichtung, wie eine Flüssigkeitskupplung oder ein Drehmomentwandler, eine nasslaufende Doppelkupplung oder ein Elektromotor, sein. Drehmoment wird dann von der Startvorrichtung 20 an die mindestens eine Getriebeantriebswelle 22 übermittelt.
• Das Getriebe 14 kann ein Stufengetriebe mit Planetenrädern, ein Vorgelegegetriebe, ein kontinuierliches stufenloses Getriebe oder grenzenlos stufenloses Getriebe sein. Drehmoment von der Getriebeantriebswelle 22 wird über eine Übersetzungsverhältnis-Steuereinheit 24 auf eine Getriebeabtriebswelle 26 übertragen. Im Allgemeinen stellt die Übersetzungsverhältnis-Steuereinheit 24 eine Vielzahl von Vorwärts- oder Rückwärtsgängen oder Übersetzungsverhältnissen oder eine unendliche Anzahl an Vorwärts- oder Rückwärtsgängen oder Übersetzungsverhältnissen zwischen der Getriebeantriebswelle 22 und der Getriebeabtriebswelle 26 bereit.
• Wenn das Getriebe 14 ein stufenloses Getriebe ist, kann die Übersetzungsverhältnis-Steuereinheit 24 eine Variatorbaugruppe 24a mit ersten und zweiten Riemenscheiben 24b, 24c beinhalten, die drehbar gekoppelt durch ein endloses drehbares Element 24d um die Riemenscheiben mit variablem Durchmesser 24b, 24c angeordnet sind. Mindestens eine der ersten und zweiten Riemenscheiben 24b, 24c beinhaltet eine bewegliche Scheibe 24e entlang einer Achse zum selektiven Ändern eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der Motorausgangswelle 18 und der Getriebeausgangswelle 26.
• Die Getriebeausgangswelle 26 kommuniziert Ausgangsmomente an die Endantriebseinheit 16. Die Endantriebseinheit 16 beinhaltet im Allgemeinen ein Differential 28, das Achsdrehmoment durch Antriebsachsen 30 an die Antriebsräder 32 überträgt.
• Nun zu 2, worin ein Antriebssteuersystem zum Verwenden mit dem exemplarischen Antriebssystem 10 im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 34 bezeichnet ist. Das Fahrzeugantrieb-Steuersystem 34 beinhaltet ein Überwachungssteuermodul 36 in elektronischer Verbindung mit einem Motorsteuermodul 38 und einem Getriebesteuermodul 40. Die Module 36, 38 und 40 können über ein Fahrzeugnetzwerk- oder Kabelnetzwerk (CAN)-Bus kommunizieren. Das Fahrzeugantrieb-Steuersystem 34 kann mit verschiedenen anderen Steuermodulen, wie einem Bordnetzsteuergerät oder einem Infotainment-Steuermodul, kommunizieren oder ein solches beinhalten. Alternativ kann das Überwachungssteuermodul 36 im Motorsteuermodul 38 oder Getriebesteuermodul 40 integriert sein.
• Das Überwachungssteuermodul 36 ist ein nicht generalisiertes elektronisches Kontrollgerät mit einem vorprogrammierten digitalen Computer oder Prozessor 42, Speicher oder nicht flüchtigem computerlesbaren Medium 44 zum Speichern von Daten, wie Steuerlogik, Anweisungen, Bilddaten, Nachschlagetabellen usw., und einer Vielzahl von Ein-/Ausgangs-Peripheriegeräten oder Anschlüssen 46. Der Prozessor 42 ist ausgebildet zum Ausführen der Steuerlogik oder Anweisungen.
• Das Motorsteuermodul 38 ist ein nicht generalisiertes elektronisches Kontrollgerät, mit einem vorprogrammierten digitalen Computer oder Prozessor 48, Speicher oder nicht flüchtigen computerlesbaren Medium 50 zum Speichern von Daten, wie Steuerlogik, Anweisungen, Bilddaten, Nachschlagetabellen usw., und einer Vielzahl von Ein-/Ausgangs-Peripheriegeräten oder Anschlüssen 52. Der Prozessor 48 ist ausgebildet zum Ausführen der Steuerlogik oder Anweisungen. Das Motorsteuermodul 38 kommuniziert mit und steuert den Motor 12.
• Das Getriebesteuermodul 40 ist ein nicht generalisiertes elektronisches Kontrollgerät mit einem vorprogrammierten digitalen Computer oder Prozessor 54, Speicher oder nicht flüchtigem computerlesbaren Medium 56 zum Speichern von Daten, wie Steuerlogik, Anweisungen, Bilddaten, Nachschlagetabellen usw., und einer Vielzahl von Ein-/Ausgangs-Peripheriegeräten oder Anschlüssen 58. Der Prozessor 54 ist ausgebildet zum Ausführen der Steuerlogik oder Anweisungen. Das Getriebesteuermodul 40 kommuniziert mit und steuert das Getriebe 14.
• Das Fahrzeugantrieb-Steuersystem 34 ist über eine Vielzahl von Sensoren verbunden mit dem Antriebssystem 10 einschließlich eines Luftstromsensors S2 des Motors 12, eines Motordrehzahlsensors S4, eines Getriebeantriebswellen-Geschwindigkeitssensors S6, eines Getriebeausgangswellen-Geschwindigkeitssensors S8, eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors S10 und eines Pedalstellungssensors S12. Der Luftstromsensor S2 und der Motordrehzahlsensor S4 kommunizieren mit dem Motorsteuermodul 38. Der Getriebeantriebswellen-Geschwindigkeitssensor S6 und der Getriebeausgangswellen-Geschwindigkeitssensor S8 kommunizieren mit dem Getriebesteuermodul 40. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor S10 und der Pedalwertgeber S12 kommunizieren sowohl mit dem Motorsteuermodul 38 als auch mit dem Getriebesteuermodul 40.
• Unter Bezugnahme auf 3 und weiterer Bezugnahme auf 1 und 2 ist ein Steuerdiagramm für das Fahrzeugantrieb-Steuersystem 34 dargestellt. Der Steuerdiagramm stellt ein Steuersystem oder Verfahren 100 zur Steuerung eines Parameters, wie die Fahrzeugbeschleunigung, während der Optimierung der Kraftstoffeffizienz dar, die eine multivariable Steuerung verwendet. Das Steuersystem 100 beinhaltet eine multivariable Steuerung 102 und eine Anlage 103, die von der multivariablen Steuerung 102 gesteuert wird. Die multivariable Steuerung 102 kann iterativ ein Motorausgangsmoment Te 104 und ein Übersetzungsverhältnis Rat 106 zum Optimieren einer Kraftstoffverbrauchsrate FR und zum Erzielen eines erwünschten Achsdrehmoments Ta steuern. Das Achsdrehmoment Ta ist die Menge von Drehmoment an der Fahrzeugachse 30. Eingaben an die multivariable Steuerung 102 beinhalten ein angemessenes tatsächliches Achsdrehmoment Ta_m, eine gemessene Kraftstoffverbrauchsrate FR_m, und ein angefordertes Achsdrehmoment Ta_r, das auf Fahrer- und Fahrzeugeingaben und/oder einer Achsdrehmoment-Intervention basieren kann, die nachstehend detaillierter besprochen werden wird.
• Das Steuersystem 100 kann eine Motordrehmomentsteuerung 108, eine Übersetzungsverhältnissteuerung 110 (die eine Variatorsteuerung für CVT-Getriebe sein kann), ein Fahrdynamikmodul 112 und ein Motormodus-Steuermodul 114 beinhalten, das ein Motormodussignal 116 von der multivariablen Steuerung 102 empfängt. Das Motormodus-Steuermodul 114 kann verwendet werden, um beispielsweise das aktive Kraftstoffmanagement, wie die Zylinderabschaltung oder den variablen Ventilhub, zu steuern. In einigen Beispielen ist die multivariable Steuerung 102 gespeichert von und wird durch das Überwachungssteuermodul 36 ausgeführt, die Motordrehmomentsteuerung 108 und das Motormodus-Steuermodul 114 werden gespeichert von und wird vom Motorsteuermodul 38 ausgeführt und die Übersetzungsverhältnissteuerung 110 ist gespeichert von und wird vom Getriebesteuermodul 40 ausgeführt. Das Fahrdynamikmodul 112 kann gespeichert und ausgeführt werden durch das Motorsteuermodul 38, das Getriebesteuermodul 40 oder jedes beliebige andere Steuermodul oder eine Kombination aus Steuermodulen.
• Die multivariable Steuerung 102 kann optional Systemgrenzen 105 von der Motorsteuerung 108 einschließlich eines maximalen Motorabtriebsdrehmoments Te_max, eines minimalen Motorabtriebsdrehmoments Te_min, einer maximalen Änderungsrate des Motorabtriebsdrehmoments ΔTe_max und einer minimalen Änderungsrate des Motorabtriebsdrehmoments ΔTe_min empfangen. Die multivariable Steuerung 102 kann auch Systemgrenzen 107 von der Übersetzungsverhältnissteuerung 110 mit einem maximalen Übersetzungsverhältnis Rat_max, einem minimalen Übersetzungsverhältnis Rat_min, einer maximalen Änderungsrate des Übersetzungsverhältnisses ΔR_max und einer minimalen Änderungsrate des Übersetzungsverhältnisses ΔR_min empfangen.
• Unter Bezugnahme auf 4 ist eine andere Darstellung des Steuersystems 100 gezeigt, die Eingaben und Ausgaben an die multivariable Steuerung 102 und die Anlage 103, gesteuert durch die multivariable Steuerung 102, zeigt. Die Eingaben in die multivariable Steuerung 102 können zum Beispiel ein vom Fahrer angefordertes Achsdrehmoment Ta_dr, ein angefordertes arbitriertes Achsdrehmoment Ta_arb (das, wie nachstehend detaillierter erläutert, gleich Ta_dr sein kann, aber nicht sein muss), sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit V beinhalten. Feedback-Eingaben des gemessenen Achsdrehmoments Ta_m, der gemessenen Kraftstoffverbrauchsrate FR_m und des angewiesenen arbitrierten Motordrehmoments Te_c_arb können auch in die multivariable Steuerung 102 eingegeben werden. Die Ausgänge der multivariablen Steuerung 102 können ein angewiesenes Motorabtriebsdrehmoment Te_c und ein angewiesenes Übersetzungsverhältnis Rat_c beinhalten. Diese gesteuerten Ausgänge oder „u“-Variablen (Te_c und Rat_c) der multivariablen Steuerung 102 können Eingaben an die Anlage 103 sein, die den Motor 12 und das Getriebe 14 beinhaltet. In einigen Variationen wird das angewiesene Motorabtriebsdrehmoment Te_c jedoch zuerst an ein Motor-Arbitrationsmodul 120 ausgegeben, um zu ermitteln, ob irgendwelchen anderen Motordrehmoment-Interventionen E_i die Erlaubnis erteilt werden soll, das angewiesene Motorbetriebsdrehmoment zu steuern. Wie nachstehend detaillierter beschrieben werden wird, gibt das Motordrehmoment-Arbitrationsmodul 120 ein angewiesenes arbitriertes Motorabtriebsdrehmoment Te_c_arb an die Anlage 103 aus, das dem ausgewählten angewiesenen Motorabtriebsdrehmoment Te_c oder einem anderen Motorabtriebsdrehmoment basierend auf einer der Interventions-Eingaben E_i gleicht.
• Das angewiesene arbitrierte Motorabtriebsdrehmoment Te_c_arb wird verwendet, um den Motor 12 zu steuern, und zu dem tatsächlichen Motorabtriebsdrehmoment zu führen, welcher der gemessene Motorabtriebsdrehmoment Te_m ist. Das geregelte Übersetzungsverhältnis Rat_c dient zum Steuern des Getriebes 14 zum Bereitstellen eines tatsächlichen gemessenen Übersetzungsverhältnisses oder Riemenscheibenverhältnisses Rat_m zwischen der Getriebeantriebswelle 22 und der Getriebeabtriebswelle 26. Somit gibt die Anlage 103 die „y“-Variablen aus, deren Werte nachverfolgt werden können, die das tatsächlich gemessene Motormoment Te_m, die tatsächlich gemessene Kraftstoffverbrauchsrate FR_m, die tatsächlich gemessene Getriebeübersetzung (oder Riemenscheibenübersetzung) Rat_m und das tatsächlich gemessene Achsdrehmoment Ta_m beinhalten können.
• Unter Bezugnahme auf 5, werden sowohl zusätzliche Einzelheiten der multivariablen Steuerung 102 als auch Einzelheiten hinsichtlich des Achsarbitrationsmoduls 122 und des Motordrehmoment-Arbitrationsmoduls 120 veranschaulicht. Das Achsarbitrationsmodul 122 kann als Teil der multivariablen Steuerung 102 oder als Teil einer anderen Steuerung enthalten sein. Das Achsarbitrationsmodul 122 ist dazu konfiguriert, mehrere Achsdrehmomentanforderungen vom Fahrer und Fahrzeugquellen zu berücksichtigen und zu entscheiden, welche Achsdrehmomentanforderungen in die multivariable Steuerung 102 eingegeben werden sollen, um als das angeforderte Achsdrehmoment Ta verwendet zu werden. Zum Beispiel ist eine Eingabe in das Achsarbitrationsmodul 122 ein vom Fahrer angefordertes Achsdrehmoment Ta_dr, das eine Funktion der Gaspedalposition und der Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Genauer gesagt kann das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment Ta_dr basierend auf der Gaspedalposition PP und der Fahrzeuggeschwindigkeit V anhand einer Beziehung wie der folgenden ermittelt werden: $$\text{Ta}\_\text{dr}=ƒ\left(\text{PP},\text{V}\right).$$

  
• Das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment Ta_dr kann in einigen Beispielen ermittelt werden aus einer Nachschlagetabelle oder 2D-Karte aus einer Fahrzeuggeschwindigkeit V, gemessen durch Fahrzeuggeschwindigkeitssensor S10 und einer Gaspedalposition PP, gemessen durch den Pedalwertgeber S12.
• Eine Vielzahl von angeforderten Werten der Achsdrehmoment-Intervention A_i werden auch in das Achsarbitrationsmodul 122 eingegeben, wenn sie unter bestimmten Fahrbedingungen stattfinden. Diese angeforderten Werte der Achsdrehmoment-Intervention A_i können zum Beispiel eine Bremsdrehmomentmanagementanforderung, eine Fahrzeugüberdrehungszustandsanforderung, eine Traktionssteuerungsanforderung, eine Kraftstoffschubabschaltungsanforderung, eine Formgebungsanforderung, eine Karosseriesystemanforderung, eine Leistungsstartanforderung, eine Allradantriebsanforderung, und eine autonome Notbremsanforderung beinhalten. Das Achsarbitrationsmodul 122 ist dazu konfiguriert, zu ermitteln, ob irgendwelche der angeforderten Werte der Intervention A_i das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment Ta_dr übergehen dürfen. Das Achsarbitrationsmodul 122 wählt durch Auswählen oder Arbitrieren zwischen dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment Ta_dr und jeglichen angeforderten Interventionswerten A_i einen „Gewinner“ aus. Der Gewinner der Arbitration wird vom Achsarbitrationsmodul 122 als angefordertes arbitriertes Achsdrehmoment Ta_arb an ein Beharrungszustand-Optimierungsmodul 200 ausgegeben. Das Achsarbitrationsmodul 122 gibt auch das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment Ta_dr an das Beharrungszustand-Optimierungsmodul 200 aus.
• Das Zustandsbeobachtungsmodul 200 ist ein Referenzgenerator, der als Teil der multivariablen Steuerung 102 enthalten ist. Das stetige Zustandsbeobachtungsmodul 200 ermittelt Referenzwerte (gewünschte oder angeforderte Werte) für die „u“-Variablen (gesteuerte Größen) und die „y“-Variablen (die optimierten Ausgangsgrößen, die nachverfolgt werden können). So ist beispielsweise das stetige Zustandsoptimierungsmodul 200 konfiguriert zum Ermitteln eines angeforderten Motorausgangsdrehmoments Te_r, eines angeforderten Übersetzungsverhältnisses Rat_r, einer angeforderten Kraftstoffverbrauchsrate FR_r und zum Ausgeben eines vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoments Ta_dr. Das Beharrungszustand-Optimierungsmodul 200 kann in manchen Beispielen auch das angeforderte arbitrierte Achsdrehmoment Ta_arb ausgeben. (In einigen Formen kann das Achsarbitrationsmodul 122 als Teil des Beharrungszustand-Optimierungsmoduls 200 enthalten sein).
• Die u-_Referenzen beinhalten das angeforderte Motorausgangsdrehmoment Te_r und das angeforderte Übersetzungsverhältnis Rat_r, während die y-_Referenzen alle vier angeforderten Motorausgangsdrehmomente Te_r, das angeforderte Übersetzungsverhältnis Rat_r, die angeforderten Kraftstoffverbrauchsrate FR_r und das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment Ta_dr (und in einigen Fällen, das angeforderte arbitrierte Achsdrehmoment Ta_arb) beinhalten können. Die u-_Referenzen und y-_Referenzen sind Werte, die wünschenswert sind während eines stationären Zustands. Das nachstehend beschriebene MPC-Modul 202 optimiert den Verlauf insbesondere der Kraftstoffverbrauchsrate FR während des Übergangs von einem stationären Zustand in einen anderen.
• Die angeforderte Kraftstoffverbrauchsmenge FR_r kann basierend auf dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment Ta_dr, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Motordrehzahl U/min. und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis AF ermittelt werden. Zum Beispiel, $$\text{FR}\_\text{r}=ƒ\left(\text{Ta}\_\text{dr},\text{V},\text{U/min}\mathrm{.,}\text{AF}\right).$$

  
• Die Motordrehzahl U/min. kann ermittelt werden durch den Motordrehzahlsensor S4. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis AF ist das Verhältnis der Masse von Luft zu der Masse von Kraftstoff, das durch beispielsweise ein Kraftstoffsteuermodul aufgezeigt werden kann.
• Das angeforderte Übersetzungsverhältnis Rat_r kann basierend auf dem angeforderten arbitrierten Achsdrehmoment Ta_arb und der Fahrzeuggeschwindigkeit V ermittelt werden. Beispiel: $$\text{Rat}\_\text{r}=ƒ\left(\text{Ta}\_\text{arb},\text{V}\right).$$

  
• Wieder kann Ta_arb dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment Ta_dr gleichen, falls das Achsarbitrationsmodul 122 ermittelt, dass das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment Ta_dr die Arbitration gewinnen sollte, oder falls das Achsarbitrationsmodul 122 ermittelt, dass, obwohl eines der angeforderten Interventionswerte A_i die Arbitration gewinnen sollte, nicht zugelassen werden sollte, dass der angeforderte Interventionswert A_i das angeforderte Achsdrehmoment Ta ändert, das verwendet wird, um das angeforderte Übersetzungsverhältnis Rat_r zu ermitteln, weswegen das angeforderte Achsdrehmoment weiterhin als das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment Ta_dr verwendet werden sollte, um das angeforderte Übersetzungsverhältnis Rat_r zu ermitteln.
• Das angeforderte Motorabtriebsdrehmoment Te_r kann basierend auf dem angeforderten arbitrierten Achsdrehmoment Ta_arb, dem angeforderten Übersetzungsverhältnis Rat_r und dem Endantriebsverhältnis FD (das für ein gegebenes Fahrzeug konstant ist) ermittelt werden. Zum Beispiel, $$Te\_r=\frac{Ta\_arb+Loss}{Rat\_r*FD}$$

  
• Der „Verlust“-Faktor kann beispielsweise mechanische Verluste, wie Reibung und Riemenscheiben-Klemm-Verluste, beinhalten. Wie dies beim Berechnen des angeforderten Übersetzungsverhältnisses Rat_r der Fall ist, kann beim Berechnen des angeforderten Motorabtriebsdrehmoment Te_r, Ta_arb dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment Ta_dr gleichen, falls das Achsarbitrationsmodul 122 ermittelt, dass das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment Ta_dr die Arbitration gewinnen sollte, oder falls das Achsarbitrationsmodul 122 ermittelt, dass, obwohl eines der angeforderten Interventionswerte A_i die Arbitration gewinnen sollte, nicht zugelassen werden sollte, dass der angeforderte Interventionswert A_i das angeforderte Achsdrehmoment Ta ändert, das verwendet wird, um das angeforderte Motorabtriebsdrehmoment Te_r zu ermitteln, und weswegen das angeforderte Achsdrehmoment weiterhin als das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment Ta_dr verwendet werden sollte, um das angeforderte Motorabtriebsdrehmoment Te_r zu ermitteln.
• Sobald die angeforderten Werte oder Referenzwerte ermittelt sind, gibt das Beharrungszustand-Optimierungsmodul 200 diese (die u_Referenzen und die y_Referenzen) an das MPC-Modul 202 aus. Das MPC-Modul 202 verwendet modellprädiktive Steuerung und kann auch als Quadratprogrammierungslöser, wie etwa ein Dantzig QP-Löser, bezeichnet werden.
• Ein Vorhersagemodul 204 ist konfiguriert zum Vorhersagen mindestens eines tatsächlichen Achsdrehmoments und einer tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsrate zum Verwenden im MPC-Modul 202. Das Vorhersagemodul 204 kann auch als ein Zustandsbeobachter, der ein Kalman-Filter verwendet, bezeichnet werden. Die vorhergesagten tatsächlichen Werte 206 werden vom Vorhersagemodul 204 an das MPC-Modul 202 ausgegeben.
• Das Vorhersagemodul 204 ist dazu konfiguriert, eine Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomenten und Kraftstoffverbrauchsmengen zu erzeugen. So erzeugt beispielsweise das Vorhersagemodul mindestens ein erstes vorhergesagtes tatsächliches Achsdrehmoment und eine erste vorhergesagte tatsächliche Kraftstoffverbrauchsmenge basierend auf einem ersten Satz von möglichen Sollwerten (die zum Beispiel durch ein Anordnungsgeneratormodul, das als Teil des Prädiktionsmodus 204 oder des MPC-Moduls 202 ausgebildet ist, generiert werden können), wobei der erste Satz von möglichen Sollwerten ein erstes angewiesenes Motorabtriebsdrehmoment Te_c und ein erstes angewiesenes Übersetzungsverhältnis Rat_c beinhaltet. Das Vorhersagemodul 204 ist ferner konfiguriert zum Erzeugen mindestens eines zweiten vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmoments und einer zweiten vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsmenge basierend auf einem zweiten Satz von möglichen Sollwerten, worin der zweite Satz von möglichen Sollwerten ein zweites angewiesenes Motorabtriebsdrehmoment Te_c ein zweites angewiesenes Übersetzungsverhältnis Rat_c beinhaltet. In der Praxis kann eine wesentlich größere Anzahl an vorhergesagten Werten erzeugt werden basierend auf zusätzlichen Sätzen von möglichen Sollwerten (dritte, vierte, fünfte usw. Sätze von möglichen Te_c- und Rat_c-Werten). Die vorhergesagten Istwerte 206 werden an das MPC-Modul 202 ausgegeben.
• Wie nachstehend detaillierter erörtert werden wird, kann das in das Vorhersagemodul 204 eingegebene angewiesene Motordrehmoment Te_c unter bestimmten Umständen ein angewiesenes arbitriertes Motordrehmoment Te_c_arb beinhalten.
• Das MPC-Modul 202 enthält ein Kostenmodul 208, das konfiguriert ist zum Ermitteln von ersten Kosten für den ersten Satz von möglichen Sollwerten Te_c, Rat_c basierend auf mindestens ersten und zweiten vorherbestimmten Gewichtungswerten, dem ersten vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmoment, der ersten vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsrate, dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment Ta_dr, dem angeforderten Motorausgangsmoment Te_r, dem angeforderten Übersetzungsverhältnis Rat_r und der angeforderten Kraftstoffverbrauchsrate FR_r. Desgleichen ist das Kostenmodul 208 konfiguriert zum Ermitteln von zweiten Kosten für den zweiten Satz von möglichen Sollwerten Te_c, Rat_c auf Grundlage mindestens der ersten und zweiten vorherbestimmten Gewichtungswerte, des zweiten vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmoments, der zweiten vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsrate, des vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoments Ta_dr, des angeforderten Motorausgangsdrehmoments Te_r, des angeforderten Übersetzungsverhältnisses Rat_r und der angeforderten Kraftstoffverbrauchsrate FR_r. Ebenso können viele zusätzliche Kosten ermittelt werden basierend auf zusätzlichen Sätzen von vorhergesagten Werten und Sollwerten zum Optimieren auf geringste Kosten.
• Das MPC-Modul 202 kann auch ein Auswahlmodul 210 beinhalten, das dazu konfiguriert ist, einen der Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte Te_c, Rat_c basierend auf den geringsten der ermittelten Kosten auszuwählen und ein ausgewähltes Motorabtriebsdrehmoment Te_c und ein ausgewähltes Übersetzungsverhältnis Rat_c gleich zu oder basierend auf den möglichen Sollwerten Te_c, Rat_c der ausgewählten der Vielzahl möglicher Sätze einzustellen.
• Das Kostenmodul 208 kann für das Ermitteln der Vielzahl von Kosten dazu konfiguriert sein, mit der folgenden Kostengleichung (5): $$Cost={{\displaystyle \sum \left(y\left(i|k\right)-y_{ref}\right)}}^T{Q}_Y\left(y\left(i|k\right)-y_{ref}\right)+{\left(u\left(i|k\right)-u_{ref}\right)}^T{Q}_U\left(u\left(i|k\right)-u_{ref}\right)+\mathrm{\Delta }u{\left(i|k\right)}^T{Q}_{\mathrm{\Delta }u}\mathrm{\Delta }u\left(i|k\right)$$

  

  $$y=\left[\begin{array}{c}Te\_a\\ FR\_a\\ Rat\_a\\ Ta\_a\end{array}\right]$$

  

  $$y_{ref}=\left[\begin{array}{c}Te\_r\\ FR\_r\\ Rat\_r\\ Ta\_dr\end{array}\right]$$

  

  $$u=\left[\begin{array}{c}Te\_c\\ Rat\_c\end{array}\right]$$

  

  $$u_{ref}=\left[\begin{array}{c}Te\_r\\ Rat\_r\end{array}\right]$$

  

  worin Te_a = vorhergesagtes tatsächliches Motorausgangsdrehmoment; FR_a = vorhergesagte tatsächliche Kraftstoffverbrauchsrate; Rat_a = vorhergesagtes tatsächliches Übersetzungsverhältnis; Ta_a = vorhergesagtes tatsächliches Achsdrehmoment; Te_r = angefordertes Motorausgangsdrehmoment; FR_r = angeforderte Kraftstoffverbrauchsrate; Rat_r = angefordertes Übersetzungsverhältnis; Ta_dr = vom Fahrer angefordertes Achsdrehmoment; Te_c = angewiesenes Motorausgangsdrehmoment; Rat_c = angewiesenes Übersetzungsverhältnis; Q_y = ein erster vorgegebener Gewichtungswert; Q_u = ein zweiter vorgegebener Gewichtungswert; Q_Δu = ein dritter vorgegebener Gewichtungswert; i = Index-Wert; k = Voraussageschritt; und T = transponierter Vektor ist. In diesem Fall gibt es zwei Werte für die „u“-Variablen, u₁ und u₂, sodass i = 1, 2 ist und es kann vier Werte für die „y“-Variablen, y₁, y₂, y₃, y₄ geben, sodass i = 1, 2, 3, 4 ist. Wie vorstehend erläutert, können die y-_Referenz- und u-_Referenz-Werte ermittelt werden durch das stationäre Zustandsoptimierungsmodul 200.
• Die Vielzahl von Kosten können noch spezieller ermittelt werden mithilfe der folgenden Gleichung (6), die eine MPC-Gleichung mit einem Vorhersagehorizont von drei und einem Steuerhorizont von zwei ist: $$\begin{array}{l}Cost=\left\{{\lambda }_a*{\left(Ta\_a_k-Ta\_dr\right)}^2+{\lambda }_a*{\left(Ta\_a_{k+1}-Ta\_dr\right)}^2+{\lambda }_a*{\left(Ta\_a_{k+2}-Ta\_dr\right)}^2\right\}+\{{\lambda }_f*{\left(FR\_a_k-FR\_r\right)}^2+\\ {\lambda }_f*{\left(FR\_a_{k+1}-FR\_r\right)}^2+{\lambda }_f*{\left(FR\_a_{k+2}-FR\_r\right)}^2\}+\left\{{\lambda }_e*{\left(Te\_c_k-Te\_r\right)}^2+{\lambda }_e*{\left(Te\_c_{k+1}-Te\_r\right)}^2\right\}+\\ \left\{{\lambda }_r*{\left(Rat\_c_k-Rat\_r\right)}^2+{\lambda }_r*{\left(Rat\_c_{k+1}-Rat\_r\right)}^2\right\}+\left\{{\lambda }_{\mathrm{\Delta }r}*{\left(\mathrm{\Delta }Rat\_c_k\right)}^2+{\lambda }_{\mathrm{\Delta }r}*{\left(\mathrm{\Delta }Rat\_c_{k+1}\right)}^2\right\}+\{{\lambda }_{\mathrm{\Delta }e}*{\left(\mathrm{\Delta }Te\_c_k\right)}^2+\\ {\lambda }_{\mathrm{\Delta }e}*{\left(\mathrm{\Delta }Te\_c_{k+1}\right)}^2\}\end{array}$$

  

  worin λ_a = ein erster vorgegebener Gewichtungswert; Ta_a_k = vorhergesagtes tatsächliches Achsdrehmoment an einem Voraussageschritt k; Ta_dr = vom Fahrer angefordertes Achsdrehmoment; Ta_a_k+1 = vorhergesagtes tatsächliches Achsdrehmoment an einem Voraussageschritt k+1; Ta_a_k+2 = vorhergesagtes tatsächliches Achsdrehmoment an einem Voraussageschritt k+2; λ_f = ein zweiter vorgegebener Gewichtungswert; FR_a_k = vorhergesagte tatsächliche Kraftstoffverbrauchsrate an Voraussageschritt k; FR_r = angeforderte Kraftstoffverbrauchsrate; FR_a_k+1 = vorhergesagte tatsächliche Kraftstoffverbrauchsrate an Voraussageschritt k+1; FR_a_k+2 = vorhergesagte tatsächliche Kraftstoffverbrauchsrate an Voraussageschritt k+2; λ_e = ein dritter vorgegebener Gewichtungswert; Te_c_k = angewiesenes Motorausgangsdrehmoment an Voraussageschritt k; Te_r = angefordertes Motorausgangsdrehmoment; Te_c_k+1 = angewiesenes Motorausgangsdrehmoment an Voraussageschritt k+1; λ_r = ein vierter vorgegebener Gewichtungswert; Rat_c_k = geregeltes Übersetzungsverhältnis an Voraussageschritt k; Rat_r = angefordertes Übersetzungsverhältnis; Rat_c_k+1 = geregeltes Übersetzungsverhältnis an Voraussageschritt k+1; λ_Δr = ein fünfter vorgegebener Gewichtungswert; ΔRat_c_k = angewiesene Übersetzungsverhältnisänderung an Voraussageschritt k; ΔRat_c_k+1 = angewiesene Übersetzungsverhältnisänderung an Voraussageschritt k+1; λ_Δe = ein sechster vorgegebener Gewichtungswert; ΔTe_c_k = Änderung des angewiesenen Motorausgangsdrehmoments an Voraussageschritt k; und ΔTe_c_k+1 = Änderung des angewiesenen Motorausgangsdrehmoments an Voraussageschritt k+1 ist. Der Voraussageschritt k ist die Vorhersage an einem aktuellen Schritt, der Voraussageschritt k+1 ist eine Vorhersage einen Schritt voraus und der Voraussageschritt k+2 ist eine Vorhersage zwei Schritte voraus. Wie vorstehend erläutert, können die y-_Referenz- und u-_Referenz-Werte ermittelt werden durch das stationäre Zustandsoptimierungsmodul 200.
• Die Kostengleichung (z. B. Gleichung (5) oder (6)) kann angewendet werden, iterativ zu den geringsten Kosten für eine Vielzahl von Sätzen von möglichen Sollwerten Te_c, Rat_c, worin die Mehrzahl von Sätzen von möglichen Sollwerten Te_c, Rat_c die ersten und zweiten Sätze von möglichen Sollwerten sowie eine Anzahl an anderen möglichen Sätzen von Sollwerten für Te_c, Rat_c beinhalten. Dann kann das Auswahlmodul 210 den Satz möglicher Sollwerte Te_c, Rat_c aus der Vielzahl von Sollwerten mit den geringsten Kosten auswählen, worin der Satz der möglichen Sollwerte Te_c, Rat_c mit den geringsten Kosten als der ausgewählte Satz definiert werden kann, einschließlich des ausgewählten Übersetzungsverhältnisses Rat_c und des ausgewählten Motorabtriebsdrehmoments Te_c. Desgleichen kann das Kostenmodul 208 eine Oberflächendarstellung der Kosten der möglichen Sätze von Sollwerten Te_c, Rat_c erzeugen. Das Kostenmodul 208 und/oder das Auswahlmodul 210 kann dann den möglichen Satz mit den geringsten Kosten basierend auf der Kurvensteilheit der Kostenkurve feststellen.
• Das Vorhersagemodul 204 kann eine Anzahl an vorhergesagten Istwerte n 206 an das MPC-Modul 202 zum Verwenden in der Kostengleichung (z. B. Gleichung (5) oder (6)) durch das Kostenmodul 208 bereitstellen. Das Vorhersagemodul 204 kann Gleichungen, wie die folgenden, für das Ermitteln der vorhergesagten Istwerte 206 verwenden: $$y_k=C*x_k+w$$

  

  $$y_{k+1}=C*x_{k+1}+w$$

  

  $$x_{k+1}=A*x_k+B*u_k+v+K_{KF}*\left(y_k-y_{mk}\right)$$

  

  $$y_k=\left[\begin{array}{c}Te\_a_k\\ FR\_a_k\\ Rat\_a_k\\ Ta\_a_k\end{array}\right]$$

  

  $$y_{k+1}=\left[\begin{array}{c}Te\_a_{k+1}\\ FR\_a_{k+1}\\ Rat\_a_{k+1}\\ Ta\_a_{k+1}\end{array}\right]$$

  

  $$u_k=\left[\begin{array}{c}Te\_c_k,Te\_c\_arb\\ Rat\_c_k\end{array}\right]$$

  

  $$y_{mk}=\left[\begin{array}{c}Te\_a\_m_k\\ FR\_a\_m_k\\ Rat\_a\_m_k\\ Ta\_a\_m_k\end{array}\right]$$

  

  worin A = eine Zustandsmatrix (oder Übersetzungsmatrix); B = eine Eingabematrix; C = eine Ausgabematrix (oder gemessene Matrix); Te_a_k = vorhergesagtes tatsächliches Motorabtriebsdrehmoment in dem Vorhersageschritt k; FR_ak = vorhergesagte tatsächliche Kraftstoffverbrauchsmenge in dem Vorhersageschritt k; Rat_ak = vorhergesagtes tatsächliches Übersetzungsverhältnis in dem Vorhersageschritt k; Ta_ak = vorhergesagtes tatsächliches Achsdrehmoment in dem Vorhersageschritt k; xk = Zustandsvariable in dem Vorhersageschritt k; Te_a_k+1 = vorhergesagtes tatsächliches Motorabtriebsdrehmoment in dem Vorhersageschritt k+1; FR_ak+1 = vorhergesagte tatsächliche Kraftstoffverbrauchsmenge in dem Vorhersageschritt k+1; Rat_ak+1 = vorhergesagtes tatsächliches Übersetzungsverhältnis in dem Vorhersageschritt k+1; Ta_ak+1 = vorhergesagtes tatsächliches Achsdrehmoment in dem Vorhersageschritt k+1; xk+1 = Zustandsvariable in dem Vorhersageschritt k+1; Te_c_k = angewiesenes Motorabtriebsdrehmoment in dem Vorhersageschritt k; das substituiert werden kann durch Te_c_arb = angewiesenes arbitriertes Motorausgangsdrehmoment; Rat__Ck = geregeltes Übersetzungsverhältnis in dem Vorhersageschritt k; K_KF = eine Kalman-Filter-Verstärkung; Te_a_mk = gemessenes Motorabtriebsdrehmoment in dem Vorhersageschritt k; FR_a_m_k = gemessene Kraftstoffverbrauchsmenge in dem Vorhersageschritt k; Rat_a_m_k = gemessenes Übersetzungsverhältnis in dem Vorhersageschritt k; und Ta_a_m_k = gemessenes Achsdrehmoment in Vorhersageschritt k; v = Prozessrauschen; und w = Messrauschen. Der Vorhersageschritt k ist ein Vorhersageschritt zum gegenwärtigen Zeitpunkt (z. B. jetzt), und der Vorhersageschritt k+1 ist eine Vorhersage einen Schritt voraus.
• Das gemessene Motorabtriebsdrehmoment Te_a_m kann von dem Motordrehmomentsensor S4 erfasst werden. Das gemessene Übersetzungsverhältnis oder Riemenscheibenverhältnis Rat_a_m kann ermittelt werden aus der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 22, erfasst durch den Getriebeeingangswellen-Drehzahlsensor S6 und der Drehzahl der Getriebeabtriebswelle 26, erfasst durch den Getriebeabtriebswellen-Drehzahlsensor S8, und kann von dem TCM 40 bereitgestellt werden.
• Ta_a_k+1 und FR_a_k+1 können jeweils definiert werden als oder gleich dem ersten vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmoment und der ersten vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsmenge, wenn sie basierend auf dem ersten Satz möglicher Sollwerte für Te_c_k und Rat__Ck erzeugt werden, und Ta_a_k+1 und FR_a_k+1 können jeweils definiert werden als oder gleich dem zweiten vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmoment und der zweiten vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsmenge, wenn sie basierend auf dem zweiten Satz möglicher Sollwerte für Te_c_k und Rat__Ck erzeugt werden usw.
• Die Kostengleichung (z. B. Gleichung (5) oder (6)) kann den folgenden Einschränkungen unterliegen 105, 107: $$T{e}_{\text{min}}\le Te\_c_k\le T{e}_{\text{max}};$$

  

  $$T{e}_{\text{min}}\le Te\_c_{k+1}\le T{e}_{\text{max}};$$

  

  $$Ra{t}_{\text{min}}\le Rat\_c_k\le Ra{t}_{\text{max}};$$

  

  $$Ra{t}_{\text{min}}\le Rat\_c_{k+1}\le Ra{t}_{\text{max}};$$

  

  $$\mathrm{\Delta }Rat\_c_{\text{min}}\le \mathrm{\Delta }Rat\_c_k\le \mathrm{\Delta }Rat\_c_{\text{max}};$$

  

  $$\mathrm{\Delta }Rat\_c_{\text{min}}\le \mathrm{\Delta }Rat\_c_{k+1}\le \mathrm{\Delta }Rat\_c_{\text{max}};$$

  

  $$\mathrm{\Delta }Te\_c_{\text{min}}\le \mathrm{\Delta }Te\_c_k\le \mathrm{\Delta }Te\_c_{\text{max}};$$

  

  und $$\mathrm{\Delta }Te\_c_{\text{min}}\le \mathrm{\Delta }Te\_c_{k+1}\le \mathrm{\Delta }Te\_c_{\text{max}},$$

  

  wobei Te_min = ein minimal mögliches Motorabtriebsdrehmoment, Te_max = ein maximal mögliches Motorabtriebsdrehmoment, Rat_min = ein minimal mögliches Übersetzungsverhältnis, Rat_max = ein maximal mögliches Übersetzungsverhältnis, ΔRat_c_min = eine minimal mögliche Änderungsrate des Übersetzungsverhältnisses; ΔRat_c_max = eine maximal mögliche Änderungsrate des Übersetzungsverhältnisses, ΔTe_c_min = eine minimal mögliche Änderungsrate des Motorabtriebsdrehmoments, and ΔTe_c_max = eine maximal mögliche Änderungsrate des Motorabtriebsdrehmoments ist, wobei die Beschränkungen 105, 107 beispielsweise durch das ECM 38 und das Getriebesteuermodul (TCM) 40 bereitgestellt werden können.
• Die vorstehend aufgeführten Konstanten, Matrizen und Verstärkungen einschließlich A, B, C, K_KF, Q_y, Q_u, Q_Δu, Λ_ein, Λ_f, Λ_e, Λ_r, Λ_Δe, Λ_Δr sind Parameter des Systems, die ermittelt wurden durch Prüfungen, physikalische Modelle oder andere Mittel. In einigen Variationen wird ein Systemidentifikationsverfahren offline durchlaufen, beispielsweise bei einer Kalibrierung zum Identifizieren der Konstanten, Matrizen und Verstärkungen und auch zum Definieren von u₀ und y₀. Sobald u₀ und y₀ bekannt sind, kann dann x₀ von den Vorhersagemodulgleichungen (z. B. Gleichungen (7) (9) oder einer Teilmenge davon) berechnet werden. Danach kann jede der Vorhersagemodul-204- und MPC-Modul-202-Gleichungen (z. B. Gleichungen (5) (9) oder eine Teilmenge davon) zum Offline-Erhalten von Anfangswerten durchgeführt werden. Dann kann das Steuersystem 102 online laufen zum ständigen Optimieren der gesteuerten Parameter Te_c und Rat_c, da das Fahrzeug 9 stationäre und nicht stationäre Zustände durchläuft. Die Konstanten erlauben das Ermitteln der Kosten basierend auf der Beziehung zwischen jedem und relativer Bedeutung eines jeden der angewiesenen Werte Te_c, Rat_c und nachverfolgter Werte (z. B. FR_a, Ta_a, Rat_a, Te_a). Die Beziehungen werden gewichtet zum Steuern des Effekts, den jede Beziehung auf die Kosten hat.
• In einigen Formen kann das MPC-Modul 202 die möglichen Sätze von Sollwerten Te_c, Rat_c durch Ermitteln möglicher Sequenzen, Sätze oder einer Oberfläche erzeugen, die die Sollwerte Te_c, Rat_c enthält, die für N zukünftige Regelkreise verwendet werden können. Das Vorhersagemodul 204 kann vorhergesagte Reaktionen auf die möglichen Sätze der angewiesenen Sollwerte Te_c, Rat_c unter Verwendung der Vorhersagemodul-Gleichungen (z. B. Gleichungen (7) (9) oder eine Teilmenge davon) ermitteln. Das Vorhersagemodul 204 kann beispielsweise einen Satz von vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomenten Ta_a und einen Satz von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsraten FR_a für N Regelkreise ermitteln.
• Genauer kann ein Satz von N Werten für jeden Sollwert Te_c, Rat_c ermittelt werden, und ein Satz von M Werten für jeden vorhergesagten tatsächlichen Wert Ta_a, FR_a kann anhand der N Sollwerte Te_c, Rat_c ermittelt werden. Das Kostenmodul 208 kann dann den Kostenwert für jeden der möglichen Sätze von Sollwerten Te_c, Rat_c basierend auf den vorhergesagten tatsächlichen Parametern Ta_a, FR_a ermitteln (was Ta_a_k, Ta_a_k+1, Ta_a_k+2, FR_a_k, FR_{_}a_k+1und FR_a_k+2, abhängig von der verwendeten besonderen Kostengleichung (5), (6) beinhalten kann). Das Auswahlmodul 210 kann dann einen der möglichen Sätze der Sollwerte Te_c, Rat_c auf Grundlage der Kosten der möglichen Sätze jeweils auswählen. Das Auswahlmodul 210 kann beispielsweise den möglichen Satz von Sollwerten Te_c, Rat_c mit den geringsten Kosten auswählen, während es gleichzeitig die Systembeschränkungen 105, 107 erfüllt (z. B., Te_min < Te_c_k < Te_max; Te_min < Te c_k+1 < Te_max; Rat_min < Rat__Ck < Rat_max; Rat_min < Rat_c_k+1 < Rat_max; ΔTe_c_min < ΔTe_c_k < ΔTe_c_max; ΔTe_c_min ΔTe_c_{k+ 1} < ΔTe_c_max; ΔRat_c_min < ΔRat_c_k < ΔRat_c_max; ΔRat_c_min < ΔRat_c_k+1 < ΔRat_c_max).
• In einigen Formen kann das Erfüllen der Beschränkungen 105, 107 bei der Kostenbestimmung in Betracht gezogen werden. Das Kostenmodul 208 kann beispielsweise die Kostenwerte weiterhin ausgehend von den Beschränkungen 105, 107 ermitteln und das Auswahlmodul 210 kann den möglichen Satz von Sollwerten Te_c, Rat_c auswählen, der am besten die Achsdrehmomentanforderung Ta unter Minimierung der Kraftstoffverbrauchsrate FR erreicht, die ermittelt wurde zum Erfüllen der Beschränkungen 105, 107.
• Bei stationärem Betrieb können die Sollwerte Te_c, Rat_c an oder nahe der Referenz oder den angeforderten Werten Te_r, Rat_r jeweils liegen. Im instationären Betrieb kann das MPC-Modul 202 jedoch die Sollwerte Te_c, Rat_c im Abstand zu den Referenzwerten Te_c, Rat_c anpassen zum bestmöglichen Erzielen der Drehmomentanforderung Ta_arb während gleichzeitigem Minimierens der Kraftstoffverbrauchsrate FR und Erfüllen der Beschränkungen 105, 107.
• Im Betrieb kann das MPC-Modul 202 die Kostenwerte für die möglichen Sätze von geregelten und vorhergesagten Werten (u, y) ermitteln. Das MPC-Modul 202 kann dann einen der möglichen Sätze mit den geringsten Kosten auswählen. Das MPC-Modul 202 kann als nächstes ermitteln, ob der ausgewählte mögliche Satz die Beschränkungen 105, 107 erfüllt. Wenn dies der Fall ist, kann der mögliche Satz als der ausgewählte Satz definiert werden. Wenn nicht, ermittelt das MPC-Modul 202 den Satz mit den geringsten Kosten, der die Beschränkungen 105, 107 erfüllt, und definiert diesen Satz als den ausgewählten Satz.
• Die ausgewählten Sollwerte Te_c und Rat_c werden von dem MPC-Modul 202 an die Anlage 103 ausgegeben (siehe 4). Das ausgewählte Motorabtriebsdrehmoment Te_c kann jedoch einer anderen Prozedur unterzogen werden, bevor es an die Anlage 103 ausgegeben wird.
• Insbesondere gibt das MPC-Modul 202 das ausgewählte Motorabtriebsdrehmoment Te_c von dem Auswahlmodul 210 an das Motordrehmoment-Arbitrationsmodul 120 aus. Das Motordrehmoment-Arbitrationsmodul 120 kann gegebenenfalls als Teil der multivariablen Steuerung 102 enthalten sein.
• Das Motorabtriebsdrehmoment-Arbitrationsmodul 120 ist dazu konfiguriert, mehrere Motordrehmomentanforderungen vom Fahrer und Fahrzeugquellen zu berücksichtigen, und zu entscheiden, welche Motorabtriebsdrehmomentanfragen für das endgültige Motordrehmoment-Anfragesignal verwendet werden sollten. Zum Beispiel ist eine Eingabe an das Motordrehmoment-Arbitrationsmodul 120 das ausgewählte Motorausgangsdrehmoment Te_c vom MPC-Modul der Steuerung 102.
• Eine Vielzahl der angewiesenen Motordrehmoment-Interventionswerte E_i werden ebenfalls in das Motordrehmoment-Arbitrationsmodul 120 eingegeben. Diese angewiesenen Motordrehmoment-Interventionswerte E_i können zum Beispiel eine Anforderung zur Übertragungsdrehmomentverringerung, eine Anforderung zum Überdrehen des Motors, eine Verstärkungsanforderung, eine Geschwindigkeitssteuerungsanforderung, eine Ringanforderung zum Ausschalten der Motorkurbel, eine Zapfwellen-Ringanforderung, eine Ringanforderung an einen Abgas-O2-Sensor, eine Ringanforderung zur Drehmomentabschaltung, eine Hybrid-Drehmomentanforderung, und eine Zapfwellen-Steueranforderung beinhalten.
• Das Motorabtriebsdrehmoment-Arbitrationsmodul 120 ist dazu konfiguriert, zu ermitteln, ob jegliche angewiesenen Motordrehmoment-Interventionswerte E_i das angewiesene MPC-ausgewählte Motorabtriebsdrehmoment Te_c übergehen dürfen. Das Motorabtriebsdrehmoment-Arbitrationsmodul 120 wählt einen „Gewinner“ durch Auswählen oder Arbitrieren zwischen dem angewiesenen MPC-ausgewählten Motorabtriebsdrehmoment Te_c und den angewiesenen Motordrehmoment-Interventionswerten E_i. Der Gewinner der Arbitration wird vom Motordrehmoment-Arbitrationsmodul 120 als das angewiesene arbitrierte Motorabtriebsdrehmoment Te_c_arb ausgegeben, um das endgültige Motordrehmoment-Anfragesignal zu steuern.
• Das Motorabtriebsdrehmoment-Arbitrationsmodul 120 gibt auch das angewiesene arbitrierte Motorabtriebsdrehmoment Te_c_arb zurück zur multivariablen Steuerung 102 aus, und insbesondere an das Vorhersagemodul 204, um zukünftige Iterationen des MPC-Moduls 202 zu beeinflussen. Wie vorstehend erläutert wird Te_c_arb wird anstelle des Te_c_k in das Vorhersagemodul 204 eingegeben.
• Selbst wenn Te_c_arb vom Motorabtriebsdrehmoment-Arbitrationsmodul 120 aus einem der angewiesenen Motordrehmoment-Interventionswerte E_i ausgewählt wird, fährt das MPC-Modul 202 mit dem Betrieb fort, wird aber vom Te_c_arb-Wert, der vom Motorabtriebsdrehmoment-Arbitrationsmodul 120 ausgewählt wird, überschrieben, um an ein Stellglied zum Steuern des Motorabtriebsdrehmoments gesendet zu werden.
• Te_c_arb kann das MPC-ausgewählte Motorabtriebsdrehmoment Te_c sein, falls das Motordrehmoment-Arbitrationsmodul 120 ermittelt, dass das MPC-ausgewählte Motorabtriebsdrehmoment Te_c die Arbitration gewinnen sollte oder falls das Motordrehmoment-Arbitrationsmodul 120 ermittelt, dass obwohl eines der angeforderten Interventionswerte des Motorabtriebsdrehmoments E_i die Arbitration gewinnen sollte, sollten die angeforderten Interventionswerte des Motorabtriebsdrehmoments E_i das angeforderte Motorabtriebsdrehmoment Te, das verwendet wird, um das tatsächliche Motorabtriebsdrehmoment zu steuern, nicht ändern dürfen, und das angewiesene Motorabtriebsdrehmoment sollte derselbe wie der MPC-ausgewählte Motorabtriebsdrehmoment Te_c sein.
• Das MPC-Modul 202 kann dann den arbitrierten Motorabtriebsdrehmomentwert Te_c_arb und das ausgewählte Übersetzungsverhältnis Rat_c an die Anlage 103 ausgeben. Die multivariable Steuerung 102 oder die Anlage 103 kann ein Betätigungsmodul enthalten, das konfiguriert ist zum Steuern eines Fahrzeugparameters basierend auf mindestens einem der Sollwerte Te_c_arb, Rat_c. Die Beschleunigung des Fahrzeugs 9 kann beispielsweise gesteuert werden zum Optimieren der Kraftstoffverbrauchsrate. In einigen Formen kann das Betätigungsmodul innerhalb des Fahrdynamikmoduls 112, dargestellt in 3, enthalten sein. Jedes beliebige Fahrzeugsystem, das einen Motorparameter variiert, kann als Stellgliedmodul bezeichnet werden. In einigen Formen beispielsweise kann das Betätigungsmodul den Motorzündzeitpunkt oder die Drosselklappe zum Steuern der Fahrzeugbeschleunigung und/oder des Achsdrehmoments variieren.
• Unter Bezugnahme auf 6 wird ein Flussdiagramm mit einem exemplarischen Verfahren zum Steuern des Antriebssystems 10 des Kraftfahrzeugs 9 dargestellt und im Allgemeinen mit 300 bezeichnet. Das Verfahren 300 kann optional mit einem Schritt 302 des Ermittelns mindestens eines angeforderten Werts basierend auf einer Arbitration zwischen einem vom Fahrer angeforderten Wert und einem von der Intervention angeforderten Wert beginnen. Wie zum Beispiel vorstehend erläutert, kann ein angeforderter Wert, wie Ta_arb, mit Bezug auf das Achsarbitrationsmodul 122 durch Arbitrieren zwischen einem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment Ta_dr und einer Vielzahl von angeforderten Achsinterventionswerten A_i, wie A_i_1, A_i_2, A_i_3 ermittelt werden.
• Das Verfahren 300 kann ferner einen Schritt 304 des Erzeugens einer Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte beinhalten. Die möglichen Sollwerte können basierend teilweise auf dem angeforderten Wert oder den angeforderten Werten, wie Ta_dr and Ta_arb, durch ein MPC-Modul 202 oder ein Vorhersagemodul 204 einer multivariablen Steuerung 102, wie vorstehend erläutert, erzeugt werden.
• Das Verfahren 300 kann auch einen Schritt 306 des Ermittelns der Kosten für jeden Satz der möglichen Sollwerte der Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte basierend auf einem ersten vorgegebenen Gewichtungswert, einem zweiten vorgegebenen Gewichtungswert, einer Vielzahl von vorhergesagten Werten, und einer Vielzahl von angefragten Werten (wie Ta_dr, Ta_arb usw.), wie durch ein Kostenmodul 208 beinhalten.
• Das Verfahren 300 kann ferner einen Schritt 308 des Ermittelns, welcher Satz der möglichen Sollwerte der Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte die geringsten Kosten aufweist, und einen Schritt 310 zum Auswählen des Satzes der möglichen Sollwerte, welcher die geringsten Kosten aufweist, um einen Satz von ausgewählten Sollwerten zu definieren. Der Satz ausgewählter Sollwerte kann zum Beispiel, wie vorstehend erläutert, ein angewiesenes ausgewähltes Übersetzungsverhältnis Rat_c und ein angewiesenes ausgewähltes Motorabtriebsdrehmoment Te_c beinhalten.
• Das Verfahren 300 kann dann zu einem optionalen Schritt 312 des Durchführens eines Arbitrationsschritts übergehen, welches das Ermitteln eines erwünschten Sollwerts durch Arbitrieren zwischen einem ausgewählten Sollwert von dem Satz der ausgewählten Sollwerte und einem angeforderten Interventionswert umfasst. So kann beispielsweise der Schritt 312 das Arbitrieren zwischen dem ausgewählten Sollwert Te_c (ausgewählter Motorabtriebsdrehmomentwert) und einer Vielzahl von Motordrehmoment-Interventionswerten E_i, wie E_i_1, E_i_2, E_i_3 umfassen, um den erwünschten Sollwert Te_c_arb zu erhalten. In einigen Ergebnissen beinhaltet das Verfahren 300, das Ermitteln, dass der erwünschte Sollwert Te_c_arb dem einen der Motordrehmoment-Interventionswerte E_i nach dem Arbitrieren zwischen dem erwünschten Sollwert Te_c der Vielzahl von ausgewählten Sollwerten und dem Motordrehmoment-Interventionswert E_i gleicht. Demnach beinhaltet das Verfahren 300 unter diesen Umständen das Ermitteln, dass Te_c_arb dem Motordrehmoment-Interventionswerte E_i gleicht.
• In einigen Formen kann das Verfahren 300 auch das Erzeugen einer Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwerten und einer Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwerten basierend auf der Vielzahl von Sätzen der möglichen Sollwerte, wie Te_c, Rat_c, und das Ermitteln der Kosten für jeden Satz der möglichen Sollwerte ferner basierend auf einem vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwert der Vielzahl der vorhergesagten Achsdrehmomentwerte und einem vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwert der Vielzahl der vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwerte beinhalten. Die Vielzahl der angeforderten Werte, die verwendet werden, um die vorhergesagten Werte zu erzeugen, können das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment Ta_dr, das angeforderte Motorabtriebsdrehmoment Te_r, das angeforderte Übersetzungsverhältnis Rat_r, und die angeforderte Kraftstoffverbrauchsrate FR_r beinhalten, die unter Verwendung der Gleichungen (1) (4), wie vorstehend erläutert, berechnet werden können. Ferner kann das Verfahren 300 das Ermitteln der vorhergesagten Werte unter Verwendung der vorstehenden Gleichungen (7) (9) beinhalten.
• Das Verfahren 300 kann die Motordrehmoment-Interventionswerte E_i und die angeforderten Achsinterventionswerte A_i, ähnlich wie vorstehend mit Bezug auf das Steuersystem 100 erläutert, ermitteln. Zum Beispiel kann das Verfahren 300, unter anderem aus den Folgenden, das Ermitteln eines Motordrehmoment-Interventionswerts E_i beinhalten: eine Anforderung zur Übertragungsdrehmomentverringerung, eine Anforderung zum Überdrehen des Motors, eine Verstärkungsanforderung, eine Geschwindigkeitssteuerungsanforderung, eine Ringanforderung zum Ausschalten der Motorkurbel, eine Zapfwellen-Ringanforderung, eine Ringanforderung an einen Abgas-O2-Sensor, eine Ringanforderung zur Drehmomentabschaltung, eine Hybrid-Drehmomentanforderung, und eine Zapfwellen-Steueranforderung; und das Verfahren 300 kann, unter anderem aus den Folgenden, das Ermitteln eines angeforderten Achsinterventionswerts beinhalten: eine Bremsdrehmomentmanagementanforderung, eine Fahrzeugüberdrehungszustandsanforderung, eine Traktionssteuerungsanforderung, eine Kraftstoffschubabschaltungsanforderung, eine Formgebungsanforderung, eine Karosseriesystemanforderung, eine Leistungsstartanforderung, eine Allradantriebsanforderung, und eine autonome Notbremsanforderung.
• Das Verfahren 300 kann einen Schritt 314 zum Steuern eines Fahrzeugparameters auf der Basis mindestens eines gewünschten Sollwerts Te_arb, Rat_c beinhalten. In einigen Formen kann das Verfahren 300 auch das Verwenden des arbitrierten Motordrehmoment-Sollwerts Te_arb beinhalten, um die vorhergesagten Werte zu ermitteln.
• Das Verfahren 300 kann zusätzliche Schritte beinhalten, um den ausgewählten Motorabtriebsdrehmomentwert Te_c zu ermitteln, die vorstehend detaillierter besprochen werden, wie beispielsweise das Erzeugen einer Anzahl an vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomenten (mindestens ersten und zweiten vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomenten) und einer Anzahl an vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsmengen (mindestens ersten und zweiten vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsmengen) basierend auf einer Anzahl an Sätzen (mindestens zwei) von möglichen Sollwerten. Der erste Satz von möglichen Sollwerten beinhaltet beispielsweise ein erstes angewiesenes Motorausgangsdrehmoment und ein erstes angewiesenes Übersetzungsverhältnis, der zweite Satz von möglichen Sollwerten beinhaltet ein zweites angewiesenes Motorausgangsdrehmoment und ein zweites angewiesenes Übersetzungsverhältnis und so weiter wie gewünscht. Diese anfänglichen Schritte können beispielsweise durch das Vorhersagemodul 204, dargestellt in 5 durchgeführt werden. Das Verfahren 300 kann die Schritte 302, 304, 306, 308, 310, 314 in einer beliebigen vorstehend beschriebenen Weise durchführen, wie durch Anwenden einer der Gleichungen (1) (9).
• Die Begriffe Steuereinheit, Steuermodul, Modul, Steuerung, Steuergerät, Prozessor und Ähnliches beziehen sich auf eine oder mehrere Kombinationen anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreise (ASIC), elektronische(r) Schaltkreis(e), Zentraleinheit(en), z. B. Mikroprozessor(en) und deren zugeordneten nicht-transitorische Speicherkomponenten in Form von Arbeitsspeicher- und Datenspeichergeräten (Lesespeicher, programmierbarer Lesespeicher, Direktzugriffsspeicher, Festplattenspeicher usw.). Die nicht transitorische Speicherkomponente ist in der Lage, maschinenlesbare Anweisungen in der Form eines oder mehrerer Software- oder Firmware-Programme oder -Routinen, kombinatorischen Logikschaltung(en), Antriebs-/Abtriebsschaltung(en) und -Vorrichtungen, Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und anderen Komponenten zu speichern, auf die durch den einen oder mehrere Prozessoren zugegriffen werden kann, um eine beschriebene Funktionalität bereitzustellen.
• Antriebs-/Abtriebsschaltung(en) und Vorrichtungen beinhalten Analog-/Digitalwandler-verwandte Geräte, die Sensoreingaben mit einer vorgegebenen Abruffrequenz oder in Reaktion auf ein Auslöseereignis überwachen. Software, Firmware, Programme, Befehle, Steuerroutinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe beziehen sich auf sämtliche von einer Steuereinheit ausführbaren Befehlssätze, wie z. B. Kalibrierungen und Nachschlagetabellen. Jede Steuereinheit führt für Steuerroutine(n) aus, um die gewünschten Funktionen, darunter auch die Überwachung der Eingaben von Sensorgeräten und anderen vernetzten Steuereinheiten, bereitzustellen, und führt zudem Steuer- und Diagnoseroutinen aus, um die Betätigung von Stellgliedern zu steuern. Die Routinen können in regelmäßigen Intervallen, wie z. B. während des laufenden Betriebs alle 100 Mikrosekunden, ausgeführt werden. Alternativ dazu können Routinen in Reaktion auf ein Auslöseereignis ausgeführt werden.
• Die Kommunikation zwischen den Steuerungen und Kommunikation zwischen Steuerungen, Stellgliedern und/oder Sensoren kann über eine direkte Kabelverbindung, eine vernetzte Kommunikationsbus-Verbindung, eine drahtlose Verbindung oder jede andere geeignete Kommunikationsverbindung bewerkstelligt werden. Kommunikationsinhalte beinhalten das Austauschen von Datensignalen auf jede beliebige geeignete Art und Weise, einschließlich z. B. elektrischer Signale über ein leitfähiges Medium, elektromagnetischer Signale über die Luft, optischer Signale über Lichtwellenleiter und dergleichen.
• Datensignale können unter anderem Signale beinhalten, die Eingaben von Sensoren repräsentieren, Signale, die Stellgliedbefehle und Kommunikationssignale zwischen Steuerungen repräsentieren. Der Begriff „Modell“ bezeichnet einen prozessorbasierten oder einen mittels des Prozessors ausführbaren Code und der zugehörigen Kalibrierung, die die physische Existenz einer Vorrichtung oder eines physischen Prozesses simuliert. Wie hier verwendet, beschreibt der Begriff „dynamisch“ Schritte oder Prozesse, die in Echtzeit ausgeführt werden und durch das Überwachen oder sonstige Ermitteln von Parameterzuständen und dem regelmäßigen oder periodischen Aktualisieren von Parameterzuständen beim Ausführen einer Routine oder zwischen Iterationen beim Ausführen der Routine gekennzeichnet sind.
• Das Steuersystem 100 kann konfiguriert sein zum Ausführen jeden Schrittes des Verfahrens 300. Somit kann die gesamte Beschreibung bezogen auf 1 bis 6 durch das Steuersystem 100 auf das in 6 gezeigte Verfahren 300 angewendet werden. Weiterhin kann das Steuersystem 100 eine Steuerung beinhalten oder eine sein, die Anzahl an Steuerlogiken beinhaltet, die konfiguriert sind zum Ausführen der Schritte aus Verfahren 300.
• Die Steuerung(en) des Steuerungssystems 100 kann/können ein computerlesbares Medium (auch als prozessorlesbares Medium bezeichnet) einschließlich aller nicht transitorischen (z. B. konkreten) Medien, die an der Bereitstellung von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt sind, die von einem Computer gelesen werden könnten (z. B. durch den Prozessor eines Computers), beinhalten. Ein derartiges Medium kann in einem beliebigen Format vorliegen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf nicht-flüchtige Medien und flüchtige Medien. Nicht-flüchtige Medien können beispielsweise optische oder magnetische Disketten und andere persistente Speicher sein. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM) beinhalten, die einen Hauptspeicher darstellen können. Derartige Anweisungen können von einem oder mehreren Übertragungsmedien, einschließlich Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik übertragen werden, einschließlich der Drähte, die einen mit dem Prozessor gekoppelten Systembus beinhalten. Einige Formen von einem computerlesbaren Medium beinhalten beispielsweise eine Floppy Disk, eine flexible Platte, Festplatte, Magnetband, ein anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, DVD, ein anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein anderes physisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH-EEPROM, einen anderen Speicherchip oder eine Speicherkassette oder ein anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann.
• Nachschlagetabellen, Datenbanken, Datendepots oder andere hier beschriebene Datenspeicher können verschiedene Arten von Mechanismen zur Speicherung, zum Zugriff und zum Abrufen verschiedener Arten von Daten beinhalten, einschließlich einer hierarchischen Datenbank, eines Satzes von Dateien in einem Dateisystem, einer Anwendungsdatenbank in einem proprietären Format, eines relationalen Datenbankverwaltungssystems (RDBMS) usw. Jeder dieser Datenspeicher kann in einem Computergerät beinhaltet sein, das ein Computerbetriebssystem, wie beispielsweise eines der vorstehend aufgeführten, einsetzt und auf das über ein Netzwerk in einer oder mehreren der Vielzahl von Arten zugegriffen werden kann. Ein Dateisystem kann durch ein Computerbetriebssystem zugänglich sein und Dateien beinhalten, die in verschiedenen Formaten gespeichert sind. Ein RDBMS kann die Structured Query Language (SQL) zusätzlich zu einer Sprache zum Erstellen, Speichern, Bearbeiten und Ausführen gespeicherter Prozeduren, wie beispielsweise die vorstehend aufgeführte PL/SQL-Sprache, einsetzen.

Claims (10)

1. Ein Verfahren (300) zum Steuern eines Antriebssystems (10) eines Kraftfahrzeugs (9), das Verfahren umfassend: das Erzeugen einer Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte (304); das Ermitteln der Kosten für jeden Satz von möglichen Sollwerten der Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte basierend auf einem ersten vorgegebenen Gewichtungswert, einem zweiten vorgegebenen Gewichtungswert, einer Vielzahl von vorhergesagten Werten, und einer Vielzahl von angefragten Werten (306); das Ermitteln, welcher Satz möglicher Sollwerte der Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte die geringsten Kosten hat (308); und das Auswählen des Satzes von möglichen Sollwerten, der die geringsten Kosten aufweist, um einen Satz von ausgewählten Sollwerten zu definieren (310). das Durchführen eines Arbitrationsschritts (312), der mindestens eines aus den folgenden Arbitrationsverfahren A und B umfasst: A) das Ermitteln mindestens eines angeforderten Werts der Vielzahl von angeforderten Werten, basierend auf dem Arbitrieren zwischen einem vom Fahrer angeforderten Wert und einem angeforderten Interventionswert; und B) das Ermitteln eines erwünschten Sollwerts durch Arbitrieren zwischen einem ausgewählten Sollwert des Satzes von ausgewählten Sollwerten und einem Interventions-Sollwert.
2. Verfahren (300) nach Anspruch 1, wobei das Durchführen des Arbitrationsschrittes das Durchführen sowohl des Arbitrationsverfahrens A als auch des Arbitrationsverfahrens B umfasst.
3. Verfahren (300) nach Anspruch 2, wobei: die Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte eine Vielzahl von angewiesenen Motorabtriebsdrehmomentwerten beinhaltet; der Satz der ausgewählten Sollwerte einen ausgewählten Motorabtriebsdrehmomentwert beinhaltet; und der Interventions-Sollwert einen Motordrehmoment-Interventionswert beinhaltet, das Verfahren ferner umfassend: das Erzeugen einer Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwerten und einer Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwerten basierend auf der Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte, wobei die Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte eine Vielzahl von möglichen angewiesenen Übersetzungsverhältniswerten beinhaltet; und das Ermitteln der Kosten für jeden Satz von möglichen Sollwerten, ferner basierend auf einem vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwert der Vielzahl von vorhergesagten Achsdrehmomentwerten und einem vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwert der Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsdatenwerten, der Vielzahl von angeforderten Werten einschließlich eines von einem Fahrer angeforderten Achsdrehmoments, eines angeforderten Motorabtriebsdrehmoment, eines angeforderten Übersetzungsverhältnisses, und einer angeforderten Kraftstoffverbrauchsrate.
4. Verfahren (300) nach Anspruch 3, ferner umfassend das Ermitteln der Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwerten und der Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratewerten durch den folgenden Satz von Gleichungen: $$x_{k+1}=\left\{A*x_k+B*\left[\begin{array}{c}Te\_c\_arb\\ Rat\_c_k\end{array}\right]+v\right\}+K_{KF}*\left(\left[\begin{array}{c}Te\_m_k\\ FR\_m_k\\ Rat\_m_k\\ Ta\_m_k\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}Te\_a_k\\ FR\_a_k\\ Rat\_a_k\\ Ta\_a_k\end{array}\right]\right)$$

   

   $$\left[\begin{array}{c}Ta\_a_{k+1}\\ FR\_a_{k+1}\end{array}\right]=C*x_{k+1}+w$$

   

   wobei x_k+1 = Zustandsvariable an Voraussageschritt k+1; x_k = Zustandsvariable an Voraussageschritt k; A= eine Zustandsmatrix; B = eine Eingabematrix; Te_c_arb = eines aus: angewiesenes Motorausgangsdrehmoment bei Prädiktionsschritt k und der Motordrehmoment-Interventionswert; Rat_c_k = angewiesenes Übersetzungsverhältnis an Voraussageschritt k; K_KF = Kalman-Filter-Verstärkung; Te_a_k = vorhergesagtes tatsächliches Motorausgangsdrehmoment an Voraussageschritt k; FR_a_k = vorhergesagte tatsächliche Kraftstoffverbrauchsrate an Voraussageschritt k; Rat_a_k = vorhergesagtes tatsächliches Übersetzungsverhältnis an Voraussageschritt k; Ta_a_k = vorhergesagtes tatsächliches Achsdrehmoment an Voraussageschritt k; Te_m_k = gemessenes Motorausgangsdrehmoment an Voraussageschritt k; FR_m_k = gemessene Kraftstoffverbrauchsrate an Voraussageschritt k; Rat _m_k = gemessenes Übersetzungsverhältnis an Voraussageschritt k; Ta_m_k = gemessenes Achsdrehmoment an Voraussageschritt k; Ta_a_k+1 = vorhergesagtes tatsächliches Achsdrehmoment an Voraussageschritt k+1; FR_a_k+1 = vorhergesagte tatsächliche Kraftstoffverbrauchsrate an Voraussageschritt k+1; C = eine Ausgangsmatrix; v = Prozessrauschen; und w = Messrauschen.
5. Verfahren (300) nach Anspruch 4, ferner umfassend: das Ermitteln, dass der erwünschte Sollwert nach dem Arbitrieren zwischen dem ausgewählten Sollwert der Vielzahl von ausgewählten Sollwerten und dem Motordrehmoment-Interventionswert ein Motorabtriebsdrehmoment-Interventionswert ist; und das Ermitteln, dass Te_c_arb dem Motorabtriebsdrehmoment-Interventionswert gleicht.
6. Verfahren (300) nach Anspruch 4, ferner umfassend: das Ermitteln eines Motorabtriebsdrehmoment-Interventionswerts aus einem der Folgenden: einer Anforderung zur Übertragungsdrehmomentverringerung, einer Anforderung zum Überdrehen des Motors, einer Verstärkungsanforderung, einer Geschwindigkeitssteuerungsanforderung, einer Ringanforderung zum Ausschalten der Motorkurbel, einer Zapfwellen-Ringanforderung, einer Ringanforderung an einen Abgas-O2-Sensor, einer Ringanforderung zur Drehmomentabschaltung, einer Hybrid-Drehmomentanforderung, und einer Zapfwellen-Steueranforderung; das Ermitteln einer Gaspedalposition (PP); das Ermitteln einer Motordrehzahl (U/min.); das Ermitteln einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V); das Ermitteln eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (AF); das Ermitteln des vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoments (Ta_dr) basierend auf der Gaspedalposition (PP) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (V); das Ermitteln eines arbitrierten angeforderten Achsdrehmoments (Ta_arb) durch Auswählen eines Gewinners zwischen dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment (Ta_dr) und dem angeforderten Interventionswert (A_i); das Ermitteln eines angeforderten Übersetzungsverhältnisses (Rat_r) basierend auf dem angeforderten arbitrierten Achsdrehmoment (Ta_arb) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (V); das Ermitteln des angeforderten Motorabtriebsdrehmoments (Te_r) basierend auf dem angeforderten arbitrierten Achsdrehmoment (Ta_arb), dem angeforderten Übersetzungsverhältnis (Rat_r) und einem Endantriebsverhältnis (FD); das Ermitteln der angeforderten Kraftstoffverbrauchsrate (FR_r) basierend auf dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment (Ta_dr), der Fahrzeuggeschwindigkeit (V), der Motordrehzahl (U/min.) und des Kraftstoff-/Luftverhältnisses (AF), wobei die Vielzahl der angeforderten Werte das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment (Ta_dr), die angeforderte Kraftstoffverbrauchsrate (FR_r), das angeforderte Motorabtriebsdrehmoment (Te_r) und das angeforderte Übersetzungsverhältnis (Rat_r) beinhaltet; das Ermitteln des angeforderten Interventionswerts aus den Folgenden: einer Bremsdrehmomentmanagementanforderung, einer Fahrzeugüberdrehungszustandsanforderung, einer Traktionssteuerungsanforderung, einer Kraftstoffschubabschaltungsanforderung, einer Formgebungsanforderung, einer Karosseriesystemanforderung, einer Leistungsstartanforderung, einer Allradantriebsanforderung, und einer autonomen Notbremsanforderung, der Vielzahl der ausgewählten Sollwerte einschließlich eines ausgewählten Übersetzungsverhältnis-Sollwerts, und das Steuern eines Fahrzeugparameters auf der Basis mindestens eines der gewünschten Sollwerte.
7. Ein Steuersystem (100) für ein Antriebssystem (10) eines Kraftfahrzeugs (9), das ein Getriebe (14) und einen Motor (12) aufweist, das Steuersystem umfassend: ein Befehlsgeneratormodul, das dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte zu erzeugen; ein Kostenmodul (208), konfiguriert zum: Ermitteln der Kosten für jeden Satz von möglichen Sollwerten der Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte basierend auf einem ersten vorgegebenen Gewichtungswert, einem zweiten vorgegebenen Gewichtungswert, einer Vielzahl von vorhergesagten Werten, und einer Vielzahl von angefragten Werten; und Ermitteln, welcher Satz möglicher Sollwerte der Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte die geringsten Kosten hat; und ein Auswahlmodul (210), das dazu konfiguriert ist, den Satz von möglichen Sollwerten auszuwählen, der die geringsten Kosten aufweist, um einen Satz von ausgewählten Sollwerten zu definieren; und ein Arbitrationsmodul, das dazu konfiguriert ist, mindestens eines der folgenden Arbitrationsverfahren A und B durchzuführen: A) Ermitteln mindestens eines angeforderten Werts der Vielzahl von angeforderten Werten, basierend auf dem Arbitrieren zwischen einem vom Fahrer angeforderten Wert und einem angeforderten Interventionswert; und B) Ermitteln eines erwünschten Sollwerts durch Arbitrieren zwischen einem ausgewählten Sollwert des Satzes von ausgewählten Sollwerten und einem Interventions-Sollwert.
8. Steuersystem (100) nach Anspruch 7, wobei mindestens ein ausgewählter Sollwert aus dem Satz von ausgewählten Sollwerten ein ausgewählter Motorabtriebsdrehmomentwert ist, wobei der Interventions-Sollwert ein Motorabtriebsdrehmoment-Wert ist, wobei der vom Fahrer angeforderte Wert ein vom Fahrer angefordertes Achsdrehmoment ist, wobei das Arbitrationsmodul ein Motordrehmoment-Arbitrationsmodul ist, das dazu konfiguriert ist, den erwünschten Sollwert durch Auswählen eines Gewinners zwischen dem ausgewählten Motorabtriebsdrehmoment-Wert und dem Motordrehmoment-Interventionswert zu ermitteln, wobei das Steuersystem ferner ein Achsdrehmoment-Arbitrationsmodul umfasst, das konfiguriert ist, ein arbitriertes angefordertes Achsdrehmoment durch Auswählen eines Gewinners zwischen dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment und dem angeforderten Interventionswert zu ermitteln, wobei das Steuersystem ferner das Folgende umfasst: ein Vorhersagemodul (204), das dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwerten und eine Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwerten basierend auf der Vielzahl der Sätze der möglichen Sollwerte zu generieren, wobei die Vielzahl der Sätze der möglichen Sollwerte eine Vielzahl von möglichen angewiesenen Übersetzungsverhältniswerten und eine Vielzahl von möglichen angewiesenen Motordrehzahlwerten einschließt, wobei das Kostenmodul (208) dazu konfiguriert ist, die Kosten für jeden Satz der möglichen Sollwerte zu ermitteln, ferner basierend auf einem vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwert der Vielzahl der vorhergesagten Achsdrehmomentwerte und einem vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwert der Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwerten, wobei die Vielzahl der angeforderten Werte das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment, ein angefordertes Motorabtriebsdrehmoment, ein angefordertes Übersetzungsverhältnis, und eine angeforderte Kraftstoffverbrauchsrate einschließt, wobei das Vorhersagemodul (204) konfiguriert ist, die Vielzahl der vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwerte und die Vielzahl der vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchswerte mithilfe des folgenden Satzes von Gleichungen zu ermitteln: $$x_{k+1}=\left\{A*x_k+B*\left[\begin{array}{c}Te\_c\_arb\\ Rat\_c_k\end{array}\right]+v\right\}+K_{KF}*\left(\left[\begin{array}{c}Te\_m_k\\ FR\_m_k\\ Rat\_m_k\\ Ta\_m_k\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}Te\_a_k\\ FR\_a_k\\ Rat\_a_k\\ Ta\_a_k\end{array}\right]\right)$$

   

   $$\left[\begin{array}{c}Ta\_a_{k+1}\\ FR\_a_{k+1}\end{array}\right]=C*x_{k+1}+w$$

   

   wobei x_k+1 = Zustandsvariable an Voraussageschritt k+1; x_k = Zustandsvariable an Voraussageschritt k; A= eine Zustandsmatrix; B = eine Eingabematrix; Te_c_arb = eines aus: angewiesenes Motorausgangsdrehmoment bei Prädiktionsschritt k und der Motordrehmoment-Interventionswert; Rat_c_k = angewiesenes Übersetzungsverhältnis an Voraussageschritt k; K_KF = eine Kalman-Filter-Verstärkung; Te_a_k = vorhergesagtes tatsächliches Motorausgangsdrehmoment an Voraussageschritt k; FR_a_k = vorhergesagte tatsächliche Kraftstoffverbrauchsrate an Voraussageschritt k; Rat_a_k = vorhergesagtes tatsächliches Übersetzungsverhältnis an Voraussageschritt k; Ta_a_k = vorhergesagtes tatsächliches Achsdrehmoment an Voraussageschritt k; Te_m_k = gemessenes Motorausgangsdrehmoment an Voraussageschritt k; FR_m_k = gemessene Kraftstoffverbrauchsrate an Voraussageschritt k; Rat _m_k = gemessenes Übersetzungsverhältnis an Voraussageschritt k; Ta _m_k = gemessenes Achsdrehmoment an Voraussageschritt k; Ta_a_k+1 = vorhergesagtes tatsächliches Achsdrehmoment an Voraussageschritt k+1; FR_a_k+1 = vorhergesagte tatsächliche Kraftstoffverbrauchsrate an Voraussageschritt k+1; C = eine Ausgangsmatrix; v = Prozessrauschen; und w = Messrauschen, wobei das Motordrehmoment-Arbitrationsmodul konfiguriert ist Te_c_arb zurück zum Vorhersagemodul zu speisen, wobei das Motordrehmoment-Arbitrationsmodul dazu konfiguriert ist, den Motordrehmoment-Interventionswert aus einer der Folgenden zu ermitteln: einer Anforderung zur Übertragungsdrehmomentverringerung, einer Anforderung zum Überdrehen des Motors, einer Verstärkungsanforderung, einer Geschwindigkeitssteuerungsanforderung, einer Ringanforderung zum Ausschalten der Motorkurbel, einer Zapfwellen-Ringanforderung, einer Ringanforderung an einen Abgas-O2-Sensor, einer Ringanforderung zur Drehmomentabschaltung, einer Hybrid-Drehmomentanforderung, und einer Zapfwellen-Steueranforderung, wobei das Steuersystem ferner das Folgende umfasst: ein stationärer Zustandsoptimierer, konfiguriert zum: Ermitteln einer Gaspedalposition (PP); Ermitteln einer Motordrehzahl (U/min.); Ermitteln einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V); Ermitteln eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (AF); Ermitteln des vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoments (Ta_dr) auf der Basis der Gaspedalposition (PP) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (V); Ermitteln eines angeforderten Übersetzungsverhältnisses (Rat_r) basierend auf dem angeforderten arbitrierten Achsdrehmoment (Ta_arb) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (V); Ermitteln des angeforderten Motorabtriebsdrehmoments (Te_r) basierend auf dem angeforderten arbitrierten Achsdrehmoment (Ta_arb), dem angeforderten Übersetzungsverhältnis (Rat_r) und einem Endantriebsverhältnis (FD); und Ermitteln der angeforderten Kraftstoffverbrauchsrate (FR_r) basierend auf dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment (Ta_dr), der Fahrzeuggeschwindigkeit (V), der Motordrehzahl (U/min.) und des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses (AF), wobei das Achsdrehmoment-Arbitrationsmodul konfiguriert ist den angeforderten Interventionswert aus den Folgenden zu ermitteln: einer Bremsdrehmomentmanagementanforderung, einer Fahrzeugüberdrehungszustandsanforderung, einer Traktionssteuerungsanforderung, einer Kraftstoffschubabschaltungsanforderung, einer Formgebungsanforderung, einer Karosseriesystemanforderung, einer Leistungsstartanforderung, einer Allradantriebsanforderung, und einer autonomen Notbremsanforderung, der Vielzahl der ausgewählten Sollwerte einschließlich eines ausgewählten Übersetzungsverhältnis-Sollwerts, wobei das Steuersystem ferner ein Betätigungsmodul umfasst, das konfiguriert ist, ein Fahrzeugparameter basierend auf mindestens einem der erwünschten Sollwerte zu steuern.
9. Ein Antriebssystem (10) für ein Kraftfahrzeug (9), umfassend: einen Motor, betreibbar zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (9), wobei der Motor (12) eine Motorausgangswelle (18) konfiguriert zum Übertragen von Motorausgangsdrehmoment; ein stufenlos verstellbares Getriebe (14) mit einer Variatorbaugruppe mit einer ersten Riemenscheibe und einer zweiten Riemenscheibe, wobei die ersten und zweiten Riemenscheiben drehbar mittels eines drehbaren Elements gekoppelt sind, wobei mindestens eine der ersten und zweiten Riemenscheiben mit einer bewegbaren Scheibe entlang einer Achse zum selektiven Ändern eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der Motorabtriebswelle und eine Getriebeabtriebswelle (26) aufweist; eine Antriebsachse, die dazu konfiguriert ist, über die Getriebeausgangswelle angetrieben zu werden, wobei die Antriebsachse (30) konfiguriert ist zum Ausgeben von Achsdrehmoment an einen Radsatz; und ein Steuersystem, umfassend: ein Vorhersagemodul (204), das dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwerten und eine Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwerten basierend auf einer Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte zu generieren, wobei die Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte eine Vielzahl von möglichen angewiesenen Übersetzungsverhältniswerten und eine Vielzahl von möglichen angewiesenen Motordrehzahlwerten beinhaltet; ein Kostenmodul (208), konfiguriert zum: Ermitteln der Kosten für jeden Satz der möglichen Sollwerte der Vielzahl von möglichen Sollwerten basierend auf einem vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwert der Vielzahl von vorhergesagten Achsdrehmomentwerten, eines vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwerts der Vielzahl von vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsratenwerten, eines ersten vorhergesagten Gewichtungswerts, eines zweiten vorhergesagten Gewichtungswerts, und einer Vielzahl von angeforderten Werten einschließlich des vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoments, eines angeforderten Motorabtriebsdrehmoments, eines angeforderten Übersetzungsverhältnisses, und einer angeforderten Kraftstoffverbrauchsrate; und Ermitteln, welcher Satz möglicher Sollwerte der Vielzahl von Sätzen möglicher Sollwerte die geringsten Kosten hat; ein Auswahlmodul (210), das dazu konfiguriert ist, den Satz von möglichen Sollwerten auszuwählen, der die geringsten Kosten aufweist, um einen Satz von ausgewählten Sollwerten zu definieren; ein Achsdrehmoment-Arbitrationsmodul, das konfiguriert ist, mindestens einen angeforderten Wert der Vielzahl von angeforderten Werten basierend auf dem Arbitrieren zwischen einem von einem Fahrer angeforderten Achsdrehmoment und einem angeforderten Wert hinsichtlich der Achsintervention zu ermitteln; und ein Motordrehmoment-Arbitrationsmodul, das konfiguriert ist, einen erwünschten Sollwert durch Arbitrieren zwischen einem ausgewählten Motordrehmoment-Sollwert des Satzes von ausgewählten Sollwerten und einem Sollwert der Intervention hinsichtlich des Motordrehmoments zu ermitteln.
10. Antriebssystem (10) nach Anspruch 9, wobei das Vorhersagemodul konfiguriert ist, die Vielzahl der vorhergesagten tatsächlichen Achsdrehmomentwerte und die Vielzahl der vorhergesagten tatsächlichen Kraftstoffverbrauchswerte mithilfe des folgenden Satzes von Gleichungen zu ermitteln: $$x_{k+1}=\left\{A*x_k+B*\left[\begin{array}{c}Te\_c\_arb\\ Rat\_c_k\end{array}\right]+v\right\}+K_{KF}*\left(\left[\begin{array}{c}Te\_m_k\\ FR\_m_k\\ Rat\_m_k\\ Ta\_m_k\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}Te\_a_k\\ FR\_a_k\\ Rat\_a_k\\ Ta\_a_k\end{array}\right]\right)$$

    

    $$\left[\begin{array}{c}Ta\_a_{k+1}\\ FR\_a_{k+1}\end{array}\right]=C*x_{k+1}+w$$

    

    wobei x_k+1 = Zustandsvariable an Voraussageschritt k+1; x_k = Zustandsvariable an Voraussageschritt k; A= eine Zustandsmatrix; B = eine Eingabematrix; Te_c_arb = eines aus: angewiesenes Motorausgangsdrehmoment bei Prädiktionsschritt k und der Motordrehmoment-Interventionswert; Rat_c_k = angewiesenes Übersetzungsverhältnis an Voraussageschritt k; K_KF = eine Kalman-Filter-Verstärkung; Te_a_k = vorhergesagtes tatsächliches Motorausgangsdrehmoment an Voraussageschritt k; FR_a_k = vorhergesagte tatsächliche Kraftstoffverbrauchsrate an Voraussageschritt k; Rat_a_k = vorhergesagtes tatsächliches Übersetzungsverhältnis an Voraussageschritt k; Ta_a_k = vorhergesagtes tatsächliches Achsdrehmoment an Voraussageschritt k; Te_m_k = gemessenes Motorausgangsdrehmoment an Voraussageschritt k; FR_m_k = gemessene Kraftstoffverbrauchsrate an Voraussageschritt k; Rat_m_k = gemessenes Übersetzungsverhältnis an Voraussageschritt k; Ta_m_k = gemessenes Achsdrehmoment an Voraussageschritt k; Ta_a_k+1 = vorhergesagtes tatsächliches Achsdrehmoment an Voraussageschritt k+1; FR_a_k+1 = vorhergesagte tatsächliche Kraftstoffverbrauchsrate an Voraussageschritt k+1; C = eine Ausgangsmatrix; v = Prozessrauschen; und w = Messrauschen, wobei das Motordrehmoment-Arbitrationsmodul dazu konfiguriert ist, Te_c_arb zurück zum Vorhersagemodul (204) zu speisen, eine Hybriddrehmomentanforderung und eine Zapfwellenanforderung anzufordern, wobei das Steuersystem ferner ein Beharrungszustand-Optimierungsmodul (200) umfasst, das konfiguriert ist zum: Ermitteln einer Gaspedalposition (PP) ; Ermitteln einer Motordrehzahl (U/min.); Ermitteln einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V); Ermitteln eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AF); Ermitteln des vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment (Ta_dr) auf der Basis der Gaspedalposition (PP) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (V); Ermitteln eines angeforderten Übersetzungsverhältnis (Rat_r) basierend auf dem angeforderten arbitrierten Achsdrehmoment (Ta_arb) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (V); Ermitteln des angeforderten Motorabtriebsdrehmoment (Te_r) basierend auf dem angeforderten arbitrierten Achsdrehmoment (Ta_arb), dem angeforderten Übersetzungsverhältnis (Rat_r) und einem Endantriebsverhältnis (FD); und Ermitteln der angeforderten Kraftstoffverbrauchsrate (FR_r) basierend auf dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment (Ta_dr), der Fahrzeuggeschwindigkeit (V), der Motordrehzahl (U/min.) und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (AF).

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