DE102018130581A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines verbrennungsmotors - Google Patents

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Yue-Yun Wang
Alberto Lorenzo Vassallo
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Abstract

Ein Antriebsstrangsystem, darunter ein Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine, die konfiguriert sind, um ein Drehmoment zu erzeugen, das über einen Getriebezug auf einen Fahrzeugantriebssystem übertragen wird, wird beschrieben. Ein Verfahren zum Steuern des Antriebsstrangsystems beinhaltet das Bestimmen eines gewünschten Abtriebsdrehmoments und das Bestimmen eines Motordrehmomentbefehls und eines Drehmomentbefehls einer elektrischen Maschine basierend auf dem gewünschten Abtriebsdrehmoment. Es wird ein NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors bestimmt, der dem Betrieb des Motors bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment zugeordnet ist. Die elektrische Maschine wird als Reaktion auf den Drehmomentbefehl der elektrischen Maschine betrieben. Der Motor wird betrieben, um ein Drehmoment als Reaktion auf den Motordrehmomentbefehl zu erzeugen, und der Motorbetrieb wird gesteuert, um den NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors zu erreichen.

Description

  • EINLEITUNG
  • Hybride Antriebsstrangsysteme können Verbrennungsmotoren und Elektromotoren/Generatoren beinhalten, die an Getriebzüge gekoppelt sind um Drehmoment auf ein Antriebssystem zu übertragen, um Traktionsleistung zu erzeugen. Elektromotoren/Generatoren können elektrische Energie aus Energiespeichersystemen liefern oder geliefert bekommen. Antriebsstrangsysteme können in verschiedenen Modi betrieben werden, um Antriebskraft zu erzeugen und auf Fahrzeugräder zu übertragen.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Ein Antriebsstrangsystem, darunter ein Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine, die konfiguriert sind, um ein Drehmoment zu erzeugen, das über einen Getriebezug auf einen Fahrzeugantriebssystem übertragen wird, wird beschrieben. Ein Verfahren zum Steuern des Antriebsstrangsystems beinhaltet das Bestimmen eines gewünschten Abtriebsdrehmoments und das Bestimmen eines Motordrehmomentbefehls und eines Drehmomentbefehls einer elektrischen Maschine basierend auf dem gewünschten Abtriebsdrehmoment. Es wird ein NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors bestimmt, der dem Betrieb des Motors bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment zugeordnet ist. Die elektrische Maschine wird als Reaktion auf den Drehmomentbefehl der elektrischen Maschine betrieben. Der Motor wird betrieben, um ein Drehmoment als Reaktion auf den Motordrehmomentbefehl zu erzeugen, und der Motorbetrieb wird gesteuert, um den NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors zu erreichen.
  • Ein Aspekt der Offenbarung beinhaltet das Betreiben des Motors, um ein Drehmoment als Reaktion auf den Motordrehmomentbefehl zu erzeugen, einschließlich der Zufuhr einer Kraftstoffmenge an den Verbrennungsmotor, um ein Drehmoment als Reaktion auf den Motordrehmomentbefehl zu erzeugen.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet die Steuerung des AGR-Durchflusses des Motors, um den NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors zu erreichen.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet die Steuerung des Einspritzzeitpunktes beim Start des Motors, um den NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors zu erreichen.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet das Bestimmen einer Größenordnung für Verbrennungsgeräusche, die dem Betreiben des Motors bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment zugeordnet sind, und das Betreiben des Motors, um ein Drehmoment als Reaktion auf den Motordrehmomentbefehl zu erzeugen, und das Steuern des Motorbetriebs, um eine Größenordnung für Verbrennungsgeräusche zu erreichen, die dem Betreiben des Motors bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment zugeordnet ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet die Steuerung des Einspritzzeitpunktes beim Start des Motors, um die Größenordnung für Verbrennungsgeräusche zu erreichen, die dem Betreiben des Motors bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment zugeordnet ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet das dynamische Bestimmen der NOx-Emissionswerte für die Auspuffanlage des Motors und das Ausführen einer ersten Steuerungsroutine mit geschlossenem Regelkreis zum Steuern des AGR-Durchflusses basierend auf den NOx-Emissionen des Motors und dem NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet das dynamische Bestimmen der NOx-Emissionswerts für die Auspuffanlage des Motors und das Ausführen einer zweiten Steuerungsroutine mit geschlossenem Regelkreis zum Steuern des SOI-Zeitpunkts basierend auf den NOx-Emissionswerten für die Auspuffanlage des Motors und dem NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet das Bestimmen eines Sollwerts für Verbrennungsgeräusche, das dem Betreiben des Motors bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment zugeordnet ist, das Betreiben des Motors, um ein Drehmoment als Reaktion auf den Motordrehmomentbefehl zu erzeugen, und das Steuern des Motorbetriebs als Reaktion auf den Sollwert für Verbrennungsgeräusche.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet die Steuerung des SOI-Zeitpunkts, um den Sollwert für Verbrennungsgeräusche zu erreichen.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet das Steuern des Motorbetriebs als Reaktion auf den Sollwert für Verbrennungsgeräusche, einschließlich des dynamischen Bestimmens von Verbrennungsgeräuschen, und das Ausführen einer dritten Steuerungsroutine mit geschlossenem Regelkreis zum Steuerndes SOI-Zeitpunkts basierend auf den Verbrennungsgeräuschen und dem Sollwert für Verbrennungsgeräusche.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet das dynamische Bestimmen der Verbrennungsgeräusche und das Ausführen der dritten Steuerungsroutine mit geschlossenem Regelkreis zum Steuern des AGR-Durchflusses basierend auf den Verbrennungsgeräuschen und dem Sollwert für Verbrennungsgeräusche.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet, dass der Verbrennungsmotor ein Selbstzündungsmotor ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet das Steuern eines Antriebsstrangsystems, einschließlich eines Verbrennungsmotors und einer elektrische Maschine, die so angeordnet sind, dass sie ein Drehmoment erzeugen, das über einen Getriebesatz auf Antriebssystem des Fahrzeugs übertragen wird, einschließlich des Bestimmens einer Größenordnung für Verbrennungsgeräusche, die dem Betreiben des Motors bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment zugeordnet ist, und das Betreiben des Motors, um ein Drehmoment als Reaktion auf den Motordrehmomentbefehl zu erzeugen, und das Steuern des Motorbetriebs, um eine Größenordnung für Verbrennungsgeräusche zu erreichen, die dem Betreiben des Motors bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment zugeordnet ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet, dass ein Motor ein Selbstzündungsmotor ist, und die Steuerung des Einspritzzeitpunktes beim Start des Motors, um die Größenordnung für Verbrennungsgeräusche zu erreichen, die dem Betreiben des Motors bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment zugeordnet ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet, dass ein Motor ein Selbstzündungsmotor ist und die Steuerung eines Einspritzzeitpunktes beim Start des Motors, um die Größenordnung für Verbrennungsgeräusche zu erreichen, die dem Betreiben des Motors bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment zugeordnet ist.
  • Die genannten Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren, gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von einigen der besten Arten und anderen Ausführungsformen zur Ausführung der vorliegenden Lehren, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen deutlich hervor.
  • Figurenliste
  • Im Folgenden werden exemplarisch eine oder mehrere Ausführungsformen mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in welchen:
    • 1 zeigt schematisch ein hybrides Antriebsstrangsystem für ein Fahrzeug, das einen Verbrennungsmotor und eine elektrisch angetriebene Drehmomentmaschine beinhaltet, die mechanisch an einen Getriebesatz gekoppelt sind, das gemäß der Offenbarung mechanisch an ein Antriebssystem gekoppelt ist;
    • 2 zeigt schematisch eine erste Steuerungsroutine zum Steuern des Betriebs einer Ausführungsform des mit Bezug auf 1 beschriebenen hybriden Antriebsstrangsystems, das einen selbstzündenden Verbrennungsmotor beinhaltet, wobei das hybride Antriebsstrangsystem in einem Verbrennungsmotor/Elektromotor-assistierten Fahrmodus zum Erzeugen von Antriebsleistung gemäß der Offenbarung betrieben wird;
    • 3 zeigt schematisch eine zweite Steuerungsroutine zum Steuern des Betriebs einer Ausführungsform des mit Bezug auf 1 beschriebenen hybriden Antriebsstrangsystems, das einen fremdzündenden Verbrennungsmotor beinhaltet, wobei das hybride Antriebsstrangsystem in einem Verbrennungsmotor/Elektromotor-assistierten Fahrmodus zum Erzeugen von Antriebsleistung gemäß der Offenbarung betrieben wird; und
    • 4 zeigt grafisch die Ergebnisse hinsichtlich des Betriebsablaufs einer Ausführungsform des mit Bezug auf 1 beschriebenen Verbrennungsmotors, einschließlich eines Bereichs von Motordrehzahl-(U/min)-Zuständen, Motordrehmomentzuständen und resultierenden NOx-Emissionsausstoßwerten gemäß der Offenbarung.
  • Dabei ist zu beachten, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise skalierbar sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale der vorliegenden Offenbarung, wie hierin offenbart, einschließlich beispielsweise spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Positionen und Formen, darstellen. Details, die solchen Merkmalen zugeordnet werden, werden teilweise durch die bestimmte beabsichtigte Anwendungs- und Verwendungsumgebung bestimmt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die Komponenten der offenbarten Ausführungsformen, die hierin beschrieben und veranschaulicht sind, können in einer Vielfalt von verschiedenen Konfigurationen angeordnet und konstruiert sein. Daher ist die folgende ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen nicht dazu gedacht, den Umfang der Offenbarung, wie beansprucht, einzuschränken, sondern sie ist lediglich repräsentativ für mögliche Ausführungsformen davon. Obwohl zahlreiche spezielle Einzelheiten in der folgenden Beschreibung dargelegt werden, um ein gründliches Verständnis der hierin offenbarten Ausführungsformen bereitzustellen, können zudem einige Ausführungsformen ohne einige dieser Details in die Praxis umgesetzt werden. Darüber hinaus wurde zum Zwecke der Klarheit bestimmtes technisches Material, das im entsprechenden Stand der Technik verstanden wird, nicht ausführlich beschrieben, um ein unnötiges Verschleiern der Offenbarung zu vermeiden. Des Weiteren sind die Zeichnungen vereinfacht und nicht im exakten Maßstab dargestellt. Darüber hinaus kann die Offenbarung, wie hierin veranschaulicht und beschrieben, in Abwesenheit eines Elements ausgeführt werden, das hierin nicht ausdrücklich offenbart ist.
  • Unter Bezugnahme auf 1 ist ein hybrider Antriebsstrang 100 schematisch dargestellt und beinhaltet mehrere drehmomenterzeugende Vorrichtungen, darunter einen Verbrennungsmotor (Motor) 10 und mindestens eine elektrisch angetriebene Drehmomentmaschine (elektrische Maschine) 30. Der Motor 10 und die elektrische Maschine 30 sind mechanisch mit einem Getriebesatz 60 gekoppelt und der Getriebesatz 60 ist mechanisch mit einem Antriebssystem 90 gekoppelt. Der Getriebesatz 60 beinhaltet ein Schwungrad 14, einen Drehmomentwandler 50, eine außeraxiale mechanische Verbindung 40 und ein Getriebe 62. Das Antriebssystem 90 beinhaltet einen Differentialzahnradsatz 92, der mit mindestens einem Antriebswellenelement 94 gekoppelt ist, das mit einem entsprechenden Fahrzeugrad 96 gekoppelt ist. Die elektrische Maschine 30 ist mechanisch mit dem Getriebesatz 60 über die außeraxiale mechanische Verbindung 40 gekoppelt. Die hier beschriebenen Konzepte können auf jede geeignete Konfiguration übertragen werden, die eine Ausführungsform eines Getriebesatzes 60 beinhaltet, der zum Übertragen von Antriebskraft zwischen dem Verbrennungsmotor 10, der elektrischen Maschine 30 und dem Antriebssystem 90 angeordnet ist. Gleiche Bezugszahlen beziehen sich über die gesamte Beschreibung auf gleiche Elemente. Das Betreiben des hybriden Antriebsstrangs 100 kann durch eine Steuerung 15 gesteuert werden, die als eine einheitliche Vorrichtung zur Vereinfachung der Darstellung veranschaulicht ist. Der hybride Antriebsstrang 100 kann vorteilhaft in einem Fahrzeug verwendet werden, um Antriebskraft bereitzustellen. Das Fahrzeug kann, ohne darauf eingeschränkt zu sein, eine mobile Plattform in Form eines Nutzfahrzeuges, Industriefahrzeuges, landwirtschaftlichen Fahrzeugs, Personenkraftwagens, Flugzeugs, Wasserfahrzeugs, Zugs, Geländefahrzeugs, einer persönlichen Bewegungsvorrichtung, Roboters und dergleichen beinhalten, um die Zwecke der vorliegenden Offenbarung zu erfüllen.
  • Der Motor 10 ist als ein mehrzylindriger, direkteinsprizender, selbstzündender Verbrennungsmotor konfiguriert, der in dieser Ausführungsform Kraftstoff über einen thermodynamischen Verbrennungsprozess in ein mechanisches Drehmoment umwandelt. Alternativ kann der Motor 10 auch als ein fremdzündender Verbrennungsmotor konfiguriert werden. Der Motor 10 beinhaltet eine Kurbelwelle 12 mit einem Abtriebsabschnitt, der mechanisch an ein Schwungrad 14 gekoppelt ist, das über eine Ausrückkupplung 20 an eine Pumpe des Drehmomentwandlers 50 gekoppelt ist. Die Ausrückkupplung 20 kann den Betrieb des Antriebsstrangs in einer Vielzahl von hierin beschriebenen Modi erleichtern.
  • Der Motor 10 ist mit einer Vielzahl an Stellgliedern und Sensorvorrichtungen zum Überwachen des Betriebs und dem Bereitstellen von Kraftstoff ausgestattet, um im Zylinder Verbrennungsladungen zu bilden, die eine Expansionskraft auf die Kolben erzeugen, die auf eine Kurbelwelle 12 übertragen wird zum Erzeugen eines Drehmoments. Die Stellglieder beinhalten Direkteinspritzdüsen 17 und ein Abgasrückführungs-(AGR)-Ventil 18. Die Sensoren beinhalten einen Abgassensor 19, der zum Überwachen von Zuständen von Abgasbestandteilen in einem Abgaszufuhrstrom des Motors 10 angeordnet werden kann. Der Abgassensor 19 ist konfiguriert, um NOx-Emissionen in einer Ausführungsform zu überwachen. Die Stellglieder des Motors 10, einschließlich der Kraftstoffeinspritzdüsen 17 und des AGR-Ventils 18, werden von einer Motorsteuerung 11 gesteuert.
  • Ein Abgasnachbehandlungssystem 80 ist fluidisch mit einem Abgaskrümmer des Motors 10 verbunden und konfiguriert, um den vom Motor 10 während des Betriebs ausgestoßenen Abgaszufuhrstrom zu reinigen. Das Abgasnachbehandlungssystem beinhaltet einen NOx Speicherkatalysator (NSK) oder alternativ eine Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) 82, die fluidisch mit einer zweiten Nachbehandlungsvorrichtung 88, z. B. einem Oxidationskatalysator, verbunden ist. Wenn ein SCR 82 verwendet wird, ist ein Harnstoffeinspritzsystem 86 angeordnet, um Harnstoff in den Abgaszufuhrstrom stromaufwärts des SCR 82 einzuspritzen.
  • In einer Ausführungsform beinhaltet der Motor 10 einen Anlasser 22 einschließlich eines Anlassergetriebes 24, wobei das Anlassergetriebe 24 in die Getriebezahnräder eingreift, die an einem Außenumfang des Schwungrades 14 angeordnet sind, das in einer Ausführungsform mit der Kurbelwelle 12 verbunden ist. Die außeraxiale mechanische Verbindung 40 beinhaltet ein erstes Drehelement, das über einen Riemen, eine Kette, verzahnte Zahnräder oder eine andere Kupplungsanordnung drehbar mit einem zweiten Drehelement verbunden ist, wobei das erste Drehelement mit der elektrischen Maschine 30 verbunden ist und das zweite Drehelement mit einem Pumpenabschnitt des Drehmomentwandlers 50 verbunden ist. In einer Ausführungsform ist die elektrische Maschine 30 über die außeraxiale mechanische Verbindung 40 vor der Ausrückkupplung 20 mechanisch mit dem Getriebe 60 verbunden. Alternativ ist die elektrische Maschine 30 nach der Ausrückkupplung 20 und vor der Pumpe des Drehmomentwandlers 50 über die außeraxiale mechanische Verbindung 40 mechanisch mit dem Getriebesatz 60 verbunden.
  • Die elektrische Maschine 30 ist ein mehrphasiger Elektromotor/Generator, der konfiguriert ist zum Umwandeln gespeicherter elektrischer Energie in mechanische Leistung und zum Umwandeln von mechanischer Leistung in elektrische Energie, die in der Gleichstromquelle 70 gespeichert werden kann. Die Gleichstromquelle 70 kann in einer Ausführungsform konfiguriert sein bei einer 48 Volt-Nenn-Gleichspannung. Alternativ kann die Gleichstromquelle 70 konfiguriert sein, bei einer 300 Volt-Nenn-Gleichspannung oder einer anderen geeigneten Spannungshöhe, die ausgewählt werden kann. Die elektrische Maschine 30 beinhaltet einen Rotor 32 und einen Stator 34 und ein Außengehäuse 36 und ist über ein Wechselrichtermodul 38 elektrisch mit der Gleichstromquelle 70 verbunden. Der Rotor 32 koppelt an dem ersten Drehelement der außeraxialen mechanischen Verbindung 40.
  • Das Getriebe 62 kann in einer Ausführungsform als Stufengetriebe mit einem oder mehreren Differenzialzahnradsätzen und aktivierbaren Kupplungen ausgelegt sein, um über einen aus einer Vielzahl von festen Gängen innerhalb eines Bereiches von Drehzahlverhältnissen zwischen dem Motor 10, dem Antriebselement 64 und dem Abtriebselement 66 Drehmoment zu übertragen. Eine Hydraulikpumpe 68 ist konfiguriert zum Liefern von druckbeaufschlagter Hydraulikflüssigkeit an das Getriebe 62. Alternativ kann das Getriebe 62 als ein Schaltgetriebe, ein stufenloses Getriebe (CVT), ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT) oder eine andere geeignete Anordnung konfiguriert sein.
  • Das Antriebssystem 90 ist angeordnet zum Übertragen von Antriebsleistung zwischen dem Getriebe 62 und dem Fahrzeugrad 96 über ein Antriebswellenelement 94, das mit dem Differentialzahnradsatz 92 gekoppelt ist. Das Antriebssystem 90 kann in entweder einer Konfiguration des Vorderradantriebs, einer Konfiguration des Hinterradantriebs (wie dargestellt) oder einer Konfiguration des Allradantriebs angeordnet sein. Das Antriebssystem 90 ist konfiguriert zum Übertragen von Traktionsleistung zwischen dem Abtriebselement 66 des Getriebes 62, der elektrischen Maschine 30 und einer Straßenoberfläche über das Rad 96. Das Antriebssystem 90 ist veranschaulichend und die hier beschriebenen Konzepte sind auf andere Antriebsstrangsysteme anwendbar, die ähnlich konfiguriert sind.
  • Das Wechselrichtermodul 38 ist mit einer Steuerung und geeigneten Steuerschaltungen einschließlich Leistungstransistoren konfiguriert, z. B. Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBTs) zum Umwandeln von Gleichstrom in Wechselstrom und von Wechselstrom in Gleichstrom. Die Steuerung des Wechselrichtermoduls 38 erhält Motorsteuerbefehle von der Steuerung 15 und steuert Wechselrichterzustände zum Bereitstellen eines gewünschten Motorantriebsbetriebs oder eines regenerativen Bremsbetriebs. In einer Ausführungsform stellt ein ergänzender Gleichstrom-/Gleichstromwandler 76 eine elektrische Verbindung über einen Hochspannungsbus zur Gleichstromquelle 70 her und stellt einer Niederspannungsbatterie 78 elektrischen Strom über einen Niederspannungsbus bereit. Die Niederspannungsbatterie 78 stellt elektrischen Niedervoltstrom an Niederspannungssysteme am hybriden Antriebsstrang 100 und Fahrzeug einschließlich z. B. des Anlassers 22, elektrischen Fenstern, HVAC-Lüftern, Sitzen und anderen Vorrichtungen bereit. In einer Ausführungsform ist die Niederspannungsbatterie 78 konfiguriert zum Betreiben bei einem 12V-Nenn-Gleichspannungsniveau.
  • Die Gleichstromquelle 70 ist angeordnet zum Liefern von elektrischem Strom mit einer beliebigen geeigneten Spannungshöhe und kann jede beliebige Gleichstromquelle sein, beispielsweise eine mehrzellige Lithium-Ionen-Vorrichtung, ein Ultrakondensator oder eine andere geeignete Vorrichtung ohne Einschränkung. Überwachte Parameter, die mit der Gleichstromquelle 70 in Bezug stehen, beinhalten einen Ladezustand (SOC), eine Temperatur und sonstige Größen. In einer Ausführungsform kann die Gleichstromquelle 70 zum Laden elektrisch über ein fahrzeugeigenes Batterieladegerät mit einer entfernten, sich außerhalb des Fahrzeugs befindlichen elektrischen Energiequelle zum Laden verbunden sein, während das Fahrzeug steht.
  • Die Steuerung 15 kann eine Signalverbindung mit einer Bedienerschnittstelle eingehen (nicht dargestellt) und wird betrieben, um eine hierarchische Steuerung einer Vielzahl von Steuervorrichtungen bereitzustellen, um die betriebliche Steuerung einzelner Elemente des hybrider Antriebsstrangs 100 zum Erzeugen von Antriebsleistung zu bewirken. Diese Steuervorrichtungen beinhalten z. B. das Wechselrichtermodul 38, die Motorsteuerung 11 und die Getriebesteuerung. Die Steuerung 15 kommuniziert mit jedem der Wechselrichtermodule 38, der Motorsteuerung 11 und der Getriebesteuerung entweder direkt oder über einen Kommunikationsbus 16 zum Überwachen des Betriebs und zum Steuern der Betriebsabläufe derselben. Die Begriffe Steuergerät, Steuermodul, Modul, Steuerung, Steuereinheit, Prozessor und Ähnliches beziehen sich auf eine oder mehrere Kombinationen anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis(e) (ASIC), elektronische(r) Schaltkreis(e), Zentraleinheit(en) wie z. B. Mikroprozessor(en) und diesen zugeordnete nicht-flüchtige Speicherkomponenten in Form von Speicher- und Speichergeräten (Lesespeicher, programmierbarer Lesespeicher, Direktzugriff, Festplatte usw.). Die nicht-transitorische Speicherkomponente ist in der Lage, maschinenlesbare Befehle in der Form einer oder mehrerer Software- oder Firmware-Programme oder -Routinen, kombinatorischen Logikschaltung(en), Eingabe-/Ausgabeschaltung(en) und -vorrichtungen, Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und anderen Komponenten zu speichern, auf die durch einen oder mehrere Prozessoren zugegriffen werden kann, um eine beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Eingangs-/Ausgangsschaltung(en) und Vorrichtungen beinhalten Analog-/Digitalwandler und verwandte Geräte, die Sensoreingaben mit einer vorgegebenen Abruffrequenz oder in Reaktion auf ein Auslöseereignis überwachen. Software, Firmware, Programme, Befehle, Steuerungsroutinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe beziehen sich auf sämtliche von einer Steuereinheit ausführbaren Befehlssätze, wie z. B. Kalibrierungen und Wertetabellen. Jede Steuerung führt für die gewünschten Funktionen ein Steuerprogramm(e) aus, einschließlich die Überwachung der Eingaben von Sensorvorrichtungen und anderen vernetzten Steuerungen und die Ausführung von Steuer- und Diagnoseprogrammen zum Steuern der Betätigung von Stellgliedern. Routinen können in regelmäßigen Abständen oder als Reaktion auf das Eintreten eines auslösenden Ereignisses ausgeführt werden. Kommunikation zwischen Steuereinheiten sowie zwischen Steuereinheiten, Stellgliedern und/oder Sensoren kann über Direktverkabelung, busgestützte Netzwerkkommunikation, drahtlose Verbindungen, ein serielles Peripherie-Interface (SPI) oder jede andere geeignete Kommunikationsverbindung bewerkstelligt werden. Kommunikationsinhalte beinhalten das Austauschen von Datensignalen auf jede beliebige geeignete Art. Hierzu zählen unter anderem z. B. auch elektrische Signale über ein leitfähiges Medium, elektromagnetische Signale über die Luft, optische Signale über Lichtwellenleiter und dergleichen. Datensignale können unter anderem Signale beinhalten, die Eingaben von Sensoren darstellen, Signale, die Stellantriebbefehle und Kommunikationssignale zwischen Steuerungen darstellen. Der Begriff ,Modell‘ bezeichnet einen prozessorbasierten oder einen über einen Prozessor ausführbaren Code und die zugehörige Kalibrierung, die die physische Existenz einer Vorrichtung oder eines physischen Prozesses simuliert. Wie hier verwendet, beschreiben die Begriffe ,dynamisch‘ und ,in dynamischer Weise‘ Schritte oder Prozesse, die in Echtzeit ausgeführt werden und gekennzeichnet sind durch das Überwachen oder sonstiges Bestimmen der Parameterzustände und dem regelmäßigen oder periodischen Aktualisieren von Parameterzuständen beim Ausführen einer Routine oder zwischen Iterationen beim Ausführen der Routine. Die Begriffe „Kalibrierung“, „Kalibrieren“ und verwandte Begriffe beziehen sich auf ein Ergebnis oder ein Verfahren, das eine tatsächliche oder Standardmessung, die mit einer Vorrichtung verbunden ist, mit einer wahrgenommenen oder beobachteten Messung oder einer befohlenen Position vergleicht. Eine hierin beschriebene Kalibrierung kann auf eine speicherbare parametrische Tabelle, mehrere ausführbare Gleichungen oder eine andere geeignete Form reduziert werden.
  • Ein Parameter ist definiert als eine messbare Größe, die eine physikalische Eigenschaft einer Vorrichtung oder eines anderen Elements darstellt, die durch einen oder mehrere Sensoren und/oder ein physikalisches Modell erkennbar ist. Ein Parameter kann einen diskreten Wert aufweisen, z. B. „1“ oder „0“, oder kann stufenlos eingestellt werden.
  • Ein Fahrzeugbetrieb, der auf die Anforderungen des Bedieners reagiert, beinhaltet Betriebsarten, denen Beschleunigungs-, Brems-, Beharrungs-, Schubbetriebs- und Leerlaufzustände zugeordnet sind. Der Beschleunigungsmodus beinhaltet eine Bedieneranforderung zum Erhöhen der Motordrehzahl des Fahrzeugs. Der Bremsmodus beinhaltet eine Bedieneranforderung zum Verringern der Motordrehzahl des Fahrzeugs. Der Beharrungszustand beinhaltet einen Fahrzeugbetrieb, worin das Fahrzeug sich gegenwärtig mit einer Motordrehzahlrate bewegt, die weder eine Bedieneranforderung für das Bremsen noch für das Beschleunigen erfordert, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit sowie der Fahrzeugeigendynamik, dem Windwiderstand des Fahrzeugs, dem Rollwiderstand und der Trägheitskraft des Antriebssystems ermittelt wird. Der Schubbetriebsmodus beinhaltet einen Fahrzeugbetrieb, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit sich oberhalb des minimalen Schwellenwerts befindet und die Bedieneranforderung sich an einem Punkt befindet, der geringer als angefordert ist, um die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Der Leerlaufmodus beinhaltet Fahrzeugbetrieb, worin sich die Fahrzeuggeschwindigkeit bei oder nahe bei Null bewegt.
  • Der hybride Antriebsstrang 100 ist wirksam in einem von einer Vielzahl von Betriebsmodi, der ausgewählt und ausgestaltet werden kann während des fortlaufenden Betriebs des Antriebsstrangs zum Erzielen von Fahrzeugbetriebsvorgängen wie Beschleunigungen, Bremsen, Beharren, Ausrollen und Leerlauf. Die Antriebsstrangmodi beinhalten den Nur-Verbrennungsmotor-Fahrmodus, einen Nur-Elektromotor-Fahrmodus, einen regenerativen Modus und einen Verbrennungsmotor/Elektromotor-assistierten Fahrmodus mit begleitenden Motor-Autostart-/ Autostopp-Betriebsabläufen. Im Nur-Verbrennungsmotor-Fahrmodus wird der Motor 10 gesteuert zum Erzeugen von Antriebskraft, während die elektrische Maschine 30 frei läuft. Dieser Modus kann während Fahrzeugbeschleunigung oder dem Betrieb im Beharrungszustand befohlen werden oder wenn der SOC der Gleichstromquelle 70 größer als ein maximaler Pegel oder kleiner als ein minimaler Pegel ist. Im Nur-Elektromotor-Fahrmodus wird die elektrische Maschine 30 als ein Motor zum Erzeugen von Antriebskraft gesteuert, während der Motor 10 sich im AUS-Zustand befindet und durch die Betätigung der Ausrückkupplung 20 abgestellt wird. Dieser Modus kann bei Leerlauf, Fahrzeugbeschleunigung oder im Beharrungszustand befohlen werden. Im regenerativen Modus wird die elektrische Maschine 30 gesteuert als ein Generator zum Reagieren auf das Drehmoment des Antriebssystems und zum Erzeugen von elektrischer Energie, während sich der Motor 10 entweder im Leerlauf oder im AUS-Zustand befindet und durch Betätigen der Ausrückkupplung 20 abgestellt wird. Dieser Modus kann während des Ausrollens und Fahrzeugbremsens befohlen werden. Im der Verbrennungsmotor/Elektromotor-assistierten Fahrmodus werden der Motor 10 und die elektrische Maschine 30 zum Erzeugen von Antriebskraft gesteuert. Dieser Modus kann bei Fahrzeugbeschleunigung oder im Beharrungszustand befohlen werden.
  • 2 zeigt schematisch eine Steuerungsroutine 200, die vorteilhaft ausgeführt werden kann, um den Betrieb des hybriden Antriebsstrangs 100 beim Betrieb im Verbrennungsmotor/Elektromotor-assistierten Fahrmodus zu steuern, wobei der Motor 10 und die elektrische Maschine 30 gesteuert werden, um Antriebsleistung als Reaktion auf ein gewünschtes Abtriebsdrehmoment 205 zu erzeugen, das vom Fahrzeugführer in einer Ausführungsform eingegeben wird.
  • Die Eingaben in die Steuerungsroutine 200 beinhalten das gewünschte Abtriebsdrehmoment 205, die Motordrehzahl (U/min) 201 und das gewünschte Motordrehmoment 203 sowie ein gewünschtes Motordrehmoment 207. Das gewünschte Motordrehmoment 207 wird von der Elektromaschine 30 unter Berücksichtigung der mechanischen Kupplungsanordnung zwischen dem Motor 10, der elektrischen Maschine 30 und dem Getriebe 60 erzeugt. Die Steuerungsroutine 200 kann in der Motorsteuerung 11 ausgeführt werden. Das gewünschte Abtriebsdrehmoment 205 wird durch das gewünschte Motordrehmoment 203 in Kombination mit dem gewünschten Motordrehmoment 207 erreicht.
  • Die Motordrehzahl 201 und das gewünschte Motordrehmoment 203 werden von einer ersten Motorsteuerungsroutine 210 verwendet, die Betriebsbefehle des Motors, einschließlich eines Kraftstoffbefehls 211, eines anfänglichen AGR-Ratenbefehls 213 und eines anfänglichen Befehls 215 hinsichtlich des Beginns der Einspritzung (SOI) bestimmt.
  • Die Motordrehzahl 201 und das gewünschte Abtriebsdrehmoment 205 werden von einer zweiten Motorsteuerungsroutine 220 verwendet, die einen NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors 221 bestimmt. Der NOx-Sollwert 221 für die Auspuffanlage des Motors stellt die Menge an NOx dar, die durch den Betrieb des Motors 10 bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment 205 und der Motordrehzahl 201 erzeugt wird, ohne dass von der elektrischen Maschine 30 ein zusätzliches Drehmoment bereitgestellt wird. Eine solche Bestimmung kann unter Verwendung eines Modells des Motors 10 erfolgen, das offline entwickelt werden kann, um einen Schätzwert für das NOx der Auspuffanlage des Motors bereitzustellen, der basierend auf der Motordrehzahl und den Lastbedingungen erzeugt wird. Der Schätzwert für den NOx-Sollwert 221 für die Auspuffanlage des Motors kann experimentell abgeleitet und/oder überprüft werden.
  • Der NOx-Sollwert 221 für die Auspuffanlage des Motors ist als Eingabe für eine erste Routine 240 mit geschlossenem Regelkreis, die dem Betrieb des Motors 10 zugeordnet ist, vorgesehen, die einen ersten PID-Regler 242 (proportionale integrierte und derivative Regelung) zum Regeln eines AGR-Durchsatzes basierend auf einer Differenz zwischen den gemessenen NOx-Emissionen 261 der Auspuffanlage des Motors und dem NOx-Sollwert 221 für die Auspuffanlage des Motors beinhaltet, wobei die gemessenen NOx-Emissionen 261 der Auspuffanlage des Motors direkt gemessen oder anderweitig durch den NOx-Sensor 19 des Motors angegeben werden. Das Steuern des AGR-Durchsatzes beinhaltet das Steuern des AGR-Ventils 18, um eine Größenordnung des Durchsatzes von rückgeführtem Abgas zu erreichen, die dazu führt, dass ein Teil einer Zylinderladung eine gewünschte Verbrennungstemperatur erreicht, wobei die gewünschte Verbrennungstemperatur zumindest teilweise basierend auf der NOx-Erzeugung in der Brennkammer ausgewählt wird. Der erste PID-Regler 242 bestimmt eine erste Korrektionsgröße 243 der AGR-Rate, die mit dem anfänglichen AGR-Ratenbefehl 213 kombiniert wird, um einen endgültigen AGR-Ratenbefehl 246 zu bestimmen, der zum Steuern des Betriebs des AGR-Ventils im Motor 10 verwendet wird.
  • Die erste Routine 240 mit geschlossenem Regelkreis beinhaltet ferner einen zweiten PID-Regler 244 zum Steuern des SOIs basierend auf der Differenz zwischen den gemessenen NOx-Emissionen 261 der Auspuffanlage des Motors und dem NOx-Sollwert 221 für die Auspuffanlage des Motors. Der zweite PID-Regler 244 bestimmt eine erste SOI-Korrektionsgröße 245, die mit dem anfänglichen SOI-Befehl 215 kombiniert wird, um einen endgültigen SOI-Befehl 248 zu bestimmen, der zum Steuern des Betriebs des Kraftstoffeinspritzsystems zum Steuern des Zeitpunkts der Kraftstoffeinspritzung relativ zu den oberen Totpunktpositionen des Zylinders im Motor 10 verwendet wird.
  • PID-Regler sind Vorrichtungen in Form von elektronischen Reglern, z. B. ASICs, elektronischen Schaltungen und/oder zentrale Verarbeitungseinheit(en), und zugeordnete Speicher- und Informationsspeichervorrichtungen, die einen Stellgliedbefehl basierend auf einem gewünschten Zustand für einen Parameter und einem gemessenen Zustand für den Parameter bestimmen, der durch Eingabe von einem Sensor unter Verwendung von PID-Antworten (Antworten der proportionalen, integrierten und derivaten Regelung) bestimmt werden kann.
  • Die Motordrehzahl 201 und das gewünschte Abtriebsdrehmoment 205 werden von einer dritten Motorsteuerungsroutine 230 verwendet, die einen Sollwert 231 für Verbrennungsgeräusche bestimmt. Der Sollwert 231 für Verbrennungsgeräusche für die Auspuffanlage des Motors stellt die Menge an Verbrennungsgeräuschen dar, die durch den Betrieb des Motors 10 bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment 205 und der Motordrehzahl 201 erzeugt wird, ohne dass von der elektrischen Maschine 30 ein zusätzliches Drehmoment bereitgestellt wird. Eine solche Bestimmung kann unter Verwendung eines Modells des Motors 10 erfolgen, das offline entwickelt werden kann, um einen Schätzwert für die Verbrennungsgeräusche bereitzustellen, der basierend auf der Motordrehzahl und den Lastbedingungen erzeugt wird.
  • Der NOx-Sollwert 231 für die Auspuffanlage des Motors ist als Eingabe für eine zweite Routine 250 mit geschlossenem Regelkreis, die dem Betrieb des Motors 10 zugeordnet ist, vorgesehen, die einen ersten PID-Regler 252 (proportionale integrierte und derivative Regelung) zum Regeln der Verbrennungsgeräusche basierend auf einer Differenz zwischen den Verbrennungsgeräuschen 263 des Motors 10 und dem Sollwert 231 für Verbrennungsgeräusche beinhaltet, wobei die Verbrennungsgeräusche 263 abgeschätzt, gemessen oder anderweitig durch den Betrieb des Motors 10 angegeben werden. Der dritte PID-Regler 252 bestimmt eine erste AGR-Korrektionsgröße 253, die auf Verbrennungsgeräuschen basiert, die mit dem anfänglichen AGR-Ratenbefehl 213 kombiniert wird, um einen endgültigen AGR-Ratenbefehl 256 zu bestimmen, der durch einen Filter 257 durchläuft und zum Steuern des Betriebs des AGR-Ventils 18 im Motor 10 verwendet wird.
  • Die zweite Routine 250 mit geschlossenem Regelkreis beinhaltet ferner einen vierten PID-Regler 254 zum Steuern des SOIs basierend auf der Differenz zwischen den Verbrennungsgeräuschen 263 und dem Sollwert 231 für Verbrennungsgeräusche. Der vierte PID-Regler 254 bestimmt eine auf Geräusche basierende SOI-Korrektionsgröße 255, die mit dem anfänglichen SOI-Befehl 215 kombiniert wird, um einen endgültigen SOI-Befehl 258 zu bestimmen, der durch einen Filter 259 durchläuft und der zum Steuern des Betriebs des Kraftstoffeinspritzsystems zum Steuern des Zeitpunkts der Kraftstoffeinspritzung relativ zu den oberen Totpunktpositionen des Zylinders im Motor 10 verwendet wird.
  • Die hierin beschriebenen Konzepte ermöglichen eine Motorsteuerung, die mit aus dem Motor ausgestoßenem NOx und ausgegebenen Verbrennungsgeräuschen betrieben wird, die auf dem Ausgangsniveau oder auf einem Zwischenniveau durch Steuerung des SOIs und der AGR, mit einem weiterentwickelterem SOI-Zeitpunkt und einer geringeren AGR als bei der aktuellen Motordrehzahl und den gewünschten Betriebsbedingungen des Motordrehmoments gesteuert wird. Dies kann eine zusätzliche CO2-Reduktion ermöglichen und einen transparenten Betrieb unabhängig vom Betrieb der elektrischen Maschine 30 ermöglichen.
  • 3 zeigt schematisch eine Steuerungsroutine 300, die vorteilhaft ausgeführt werden kann, um den Betrieb des hybriden Antriebsstrangs 100 beim Betrieb im Verbrennungsmotor/Elektromotor-assistierten Fahrmodus zu steuern, wobei der Motor 10 und die elektrische Maschine 30 gesteuert werden, um Antriebsleistung als Reaktion auf ein gewünschtes Abtriebsdrehmoment 305 zu erzeugen, das vom Fahrzeugführer in einer Ausführungsform eingegeben wird. In dieser Ausführungsform ist der Motor 10 als ein Fremdzündungsmotor konfiguriert.
  • Die Eingaben in die Steuerungsroutine 300 beinhalten das gewünschte Abtriebsdrehmoment 305, die Motordrehzahl (U/min) 301 und das gewünschte Motordrehmoment 303 sowie ein gewünschtes Motordrehmoment 307. Das gewünschte Motordrehmoment 307 wird von der Elektromaschine 30 unter Berücksichtigung der mechanischen Kupplungsanordnung zwischen dem Motor 10, der elektrischen Maschine 30 und dem Getriebe 60 erzeugt. Die Steuerungsroutine 300 kann in der Motorsteuerung 11 ausgeführt werden.
  • Die Motordrehzahl 301 und das gewünschte Motordrehmoment 303 werden von einer vierten Motorsteuerungsroutine 310 verwendet, die Betriebsbefehle des Motors, einschließlich eines Kraftstoffbefehls 311, eines anfänglichen AGR-Ratenbefehls 313 und eines darauf basierenden Zündsteuerungsbefehls (SPK) 315 bestimmt.
  • Die Motordrehzahl 301 und das gewünschte Abtriebsdrehmoment 305 werden von einer fünften Motorsteuerungsroutine 330 verwendet, die einen Sollwert 331 für Verbrennungsgeräusche bestimmt. Der Sollwert 331 für Verbrennungsgeräusche für die Auspuffanlage des Motors stellt die Menge an Verbrennungsgeräuschen dar, die durch den Betrieb des Motors 10 bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment 305 und der Motordrehzahl 301 erzeugt wird, ohne dass von der elektrischen Maschine 30 ein zusätzliches Drehmoment bereitgestellt wird. Eine solche Bestimmung kann unter Verwendung eines Modells des Motors 10 erfolgen, das offline entwickelt werden kann, um einen Schätzwert für die Verbrennungsgeräusche bereitzustellen, der basierend auf der Motordrehzahl und den Lastbedingungen erzeugt wird.
  • Der Sollwert 331 für Verbrennungsgeräusche ist als Eingabe für eine dritte Routine 350 mit geschlossenem Regelkreis, die dem Betrieb des Motors 10 zugeordnet ist, vorgesehen, die einen dritten PID-Regler 352 (proportionale integrierte und derivative Regelung) zum Regeln der Verbrennungsgeräusche basierend auf einer Differenz zwischen den Verbrennungsgeräuschen 363 des Motors 10 und dem Sollwert 331 für Verbrennungsgeräusche beinhaltet, wobei die Verbrennungsgeräusche 363 abgeschätzt, gemessen oder anderweitig durch den Betrieb des Motors 10 angegeben werden. Der dritte PID-Regler 352 bestimmt erste SPK-Korrektionsgrößen 353, die auf Verbrennungsgeräuschen basieren, die mit dem anfänglichen SPK-Befehl 315 kombiniert werden, um einen endgültigen SPK-Befehl 356 zu bestimmen, der der durch einen Filter 357 durchläuft und zum Steuern des Betriebs des AGR-Ventils im Motor 10 verwendet wird.
  • 4 stellt grafisch die Ergebnisse im Zusammenhang mit dem Betrieb einer Ausführungsform des Verbrennungsmotors 10 dar, die in Bezug auf 1 beschrieben sind, einschließlich eines Bereichs von Motordrehzahlzuständen (U/min), die auf der horizontalen Achse 410 angegeben sind, Motordrehmomentzuständen, die auf der linken vertikalen Achse 420 angegeben sind, und resultierenden NOx-Emissionen, die auf der rechten vertikalen Achse 430 ausgegeben werden. Die durch das Bezugszeichen 415 gekennzeichnete Linie zeigt eine Gesamtdrehmomentabgabe und die entsprechenden NOx-Emissionen, wobei der Motor 10 mit höchstem Wirkungsgrad und ohne Drehmomentbeitrag der elektrischen Maschine 30 arbeitet, um ein gewünschtes Abtriebsdrehmoment zu erzeugen. Die durch das Bezugszeichen 425 gekennzeichnete Linie zeigt eine Gesamtdrehmomentabgabe des Motors und entsprechende NOx-Emissionen, wobei der Motor 10 bei einer reduzierten Drehmomentabgabe betrieben wird, wobei die elektrische Maschine 30 ein zusätzliches Drehmoment erzeugt, um das gewünschte Abtriebsdrehmoment zu erreichen.
  • Wenn ein Fahrzeugmanöver eine gewünschte Gesamtdrehmomentabgabe entlang der Kurve 415 erfordert, stellt die Steuerungsroutine 200 in 2 das gewünschte Abtriebsdrehmoment 205 auf die gewünschte Gesamtdrehmomentabgabe ein, und das gewünschte Gesamtdrehmoment wird in ein gewünschtes Motordrehmoment 203 und ein gewünschtes Motordrehmoment 207 basierend auf der Verfügbarkeit von Batterieenergie oder dem SOC-Wert der Gleichstromquelle 70 aufgeteilt. Da der Motor nun ein teilweises Antriebsdrehmoment bereitstellt, wird die Motorlast heruntergefahren oder der Motor muss nur noch das reduzierte Drehmoment entlang der tatsächlichen Drehmomentkurve 425 abgeben, um Kraftstoff zu sparen. Bei reduzierter Motordrehmomentabgabe führt der Motorbetrieb zu reduzierten Verbrennungsgeräuschen und reduzierten NOx-Emissionen des Motors. Bei dieser Motordrehzahl ist das Motornachbehandlungssystem jedoch in der Lage, mehr NOx-Emissionen zu reduzieren, die bei der Ausgangsbetriebskurve 415 ohne das zusätzliche Drehmoment des Elektromotors entstehen. Die Steuerroutine 220 erhöht den NOx-Emissionssollwert des Motors auf den NOx-Ausgangswert, der bei der Betriebskurve 415 definiert oder geschätzt wird, und die Steuerroutine 230 erhöht den Verbrennungsgeräuschpegel des Motors auf den Geräusch-Ausgangswert bei der Betriebskurve 415. Obwohl der Motor 10 in der Drehzahl- und Drehmomentkurve entlang der Linie 425 betrieben wird, wird durch die NOx-Regelung 240 mit geschlossenem Regelkreis und die Geräuschregelung 250 mit geschlossenem Regelkreis der Verbrennungsgeräuschpegel transparent gehalten und der tatsächliche NOx-Ausstoß des Motors durch Reduzieren der AGR und Vorantreiben des Zeitpunkts erhöht, so dass die Verbrennung effizienter sein kann, um den Kraftstoffverbrauch zusätzlich zur rückwärtigen Verlagerung der Motorlast weiter zu reduzieren. In der Zwischenzeit kann das Nachbehandlungssystem das über das Auspuffrohr des Fahrzeugs abgeführte NOx auf das gewünschte Niveau reduzieren. Die Steuerungsroutine 300 kann auf einen Fremdzündungs- oder Selbstzündungsmotor angewendet werden.
  • Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung können als Vorrichtung, Verfahren oder Produkt eines Computerprogramms dargestellt werden. Dementsprechend kann die vorliegende Offenbarung die Form einer vollständigen Hardwareausführungsform, eine vollständige Softwareausführungsform (einschließlich Firmware, residenter Software, Mikrocode usw.) oder eine Ausführungsform annehmen, die Software- und Hardwareaspekte kombiniert, die hierin im Allgemeinen als „Modul“ oder „System“ bezeichnet werden können. Außerdem kann die vorliegende Offenbarung die Form eines Computerprogrammprodukts annehmen, welches in einem konkreten Ausdrucksmedium, das über einen für Computer verwendbaren Programmcode verfügt, eingesetzt werden kann.
  • Das Flussdiagramm und die Blockdiagramme in den Flussdiagrammen veranschaulichen die Architektur, die Funktionalität und den Betrieb möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In dieser Hinsicht kann jeder Block in den Flussdiagrammen oder Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Abschnitt eines Codes darstellen, der zum Implementieren der spezifizierten logischen Funktion(en) einen oder mehrere ausführbare Befehle umfasst. Es wird auch darauf hingewiesen, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder Flussdiagrammdarstellungen und Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder Flussdiagrammdarstellungen durch dedizierte Funktionen Hardware-basierte Systeme, welche die spezifizierten Funktionen oder Maßnahmen durchführen, oder Kombinationen von dedizierten Funktionen Hardware- und Computeranweisungen implementiert werden können. Diese Computerprogrammanweisungen können auch in einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, das einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung steuern kann, um in einer bestimmten Art und Weise zu funktionieren, sodass die in dem computerlesbaren Medium gespeicherten Befehle einen Herstellungsartikel erzeugen, einschließlich Anweisungsmitteln, die die Funktion/Vorgang, der in dem Flussdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder Blöcken angegeben ist, implementieren.
  • Während die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren die vorliegenden Lehren unterstützen und beschreiben, wird der Umfang der vorliegenden Lehren jedoch einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Ausführungsformen und anderen Arten zur Ausführung der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben wurden, sind verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Umsetzung der vorliegenden Lehren, die in den hinzugefügten Ansprüchen definiert sind, möglich.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangsystems, wobei das Antriebsstrangsystem einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine beinhaltet, die so angeordnet sind, dass sie ein Drehmoment erzeugen, das über einen Getriebesatz auf ein Fahrzeugantriebssystem übertragen wird, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bestimmen eines gewünschten Abtriebsdrehmoments; Bestimmen eines Motordrehmomentbefehls und eines Drehmomentbefehls der elektrischen Maschine basierend auf dem gewünschten Abtriebsdrehmoment; Bestimmen eines NOx-Sollwerts für die Auspuffanlage des Motors, der dem Betreiben des Motors bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment zugeordnet ist; Betreiben der elektrischen Maschine als Reaktion auf den Drehmomentbefehl der elektrischen Maschine; und Betreiben des Motors zum Erzeugen eines Drehmoments als Reaktion auf den Drehmomentbefehl des Motors und Steuern des Motorbetriebs als Reaktion auf den NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors, der dem Betreiben des Motors bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment zugeordnet ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Betreiben des Motors, um ein Drehmoment als Reaktion auf den Motordrehmomentbefehl zu erzeugen, die Zufuhr einer Kraftstoffmenge an den Verbrennungsmotor umfasst, um ein Drehmoment als Reaktion auf den Motordrehmomentbefehl zu erzeugen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern des Motorbetriebs als Reaktion auf den NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors das Steuern des AGR-Durchflusses des Motors umfasst, um den NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors zu erreichen.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Steuern des Motorbetriebs als Reaktion auf den NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors Folgendes umfasst: dynamisches Bestimmen der NOx-Emissionswerte für die Auspuffanlage des Motors, und Ausführen einer ersten Steuerungsroutine mit geschlossenem Regelkreis zum Steuern des AGR-Durchflusses basierend auf den NOx-Emissionen des Motors und dem NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern des Motorbetriebs zum Erreichen des NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors, das des Einspritzzeitpunktes (SOI) beim Start des Motors zum Erreichen des NOx-Sollwerts für die Auspuffanlage des Motors des Motors umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Steuern des Motorbetriebs zum Erreichen des NOx-Sollwerts für die Auspuffanlage des Motors Folgendes umfasst: dynamisches Bestimmen der NOx-Emissionswerts für die Auspuffanlage des Motors, und Ausführen einer zweiten Steuerungsroutine mit geschlossenem Regelkreis zum Steuern des SOI-Zeitpunkts basierend auf den NOx-Emissionswerten für die Auspuffanlage des Motors und dem NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, ferner Folgendes umfassend: Bestimmen eines Sollwerts für Verbrennungsgeräusche, das dem Betreiben des Motors bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment zugeordnet ist; und Betreiben des Motors, um ein Drehmoment als Reaktion auf den Motordrehmomentbefehl zu erzeugen, und das Steuern des Motorbetriebs als Reaktion auf den Sollwert für Verbrennungsgeräusche.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Steuern des Motorbetriebs als Reaktion auf den Sollwerts für Verbrennungsgeräusche das Steuern des SOI-Zeitpunkts zum Erreichen des Sollwerts für Verbrennungsgeräusche umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Steuern des Motorbetriebs als Reaktion auf den Sollwert für Verbrennungsgeräusche Folgendes umfasst: das dynamische Bestimmen von Verbrennungsgeräuschen, und das Ausführen einer dritten Steuerungsroutine mit geschlossenem Regelkreis zum Steuern des SOI-Zeitpunkts basierend auf den Verbrennungsgeräuschen und dem Sollwert für Verbrennungsgeräusche.
  10. Antriebsstrangsystem mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine, die so angeordnet sind, dass sie ein Drehmoment erzeugen, das über einen Getriebesatz auf einen Antriebssystem des Fahrzeugs übertragbar ist, wobei das Antriebsstrangsystem Folgendes umfasst: eine erste Steuerung, die zum Steuern des Antriebsstrangsystems angeordnet ist, wobei die erste Steuerung einen Befehlssatz beinhaltet, wobei der Befehlssatz ausführbar ist um Folgendes zu erreichen: Bestimmen eines gewünschten Abtriebsdrehmoments; Bestimmen eines Motordrehmomentbefehls und eines Drehmomentbefehls einer elektrischen Maschine basierend auf dem gewünschten Abtriebsdrehmoment; und Betreiben der elektrischen Maschine als Reaktion auf den Drehmomentbefehl der elektrischen Maschine; und eine zweite Steuerung, die zum Steuern des Verbrennungsmotors angeordnet ist, wobei die zweite Steuerung einen Anweisungssatz beinhaltet, wobei der Anweisungssatz ausführbar ist, um Folgendes zu erreichen: Bestimmen eines NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors, der dem Betreiben des Motors bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment zugeordnet ist; und Betreiben des Motors zum Erzeugen eines Drehmoments als Reaktion auf den Drehmomentbefehl des Motors und den Betrieb des Motors zum Erreichen des NOx-Sollwert für die Auspuffanlage des Motors, der dem Betreiben des Motors bei dem gewünschten Abtriebsdrehmoment zugeordnet ist.
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