DE102019114617A1

DE102019114617A1 - Voraussagendes drehmomentmanagement für antriebsstrang mit kontinuierlichen stellgliedern und mehreren diskreten modi

Info

Publication number: DE102019114617A1
Application number: DE102019114617.8A
Authority: DE
Inventors: Ibrahim Haskara; Chen-Fang Chang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-10-02
Filing date: 2019-05-30
Publication date: 2020-04-02
Anticipated expiration: 2039-05-31
Also published as: CN110979298B; DE102019114617B4; CN110979298A; US10550786B1

Abstract

Ein Verfahren steuert mehrere kontinuierliche Stellglieder, um eine diskrete Betriebsart in einem System zu erreichen. Das Verfahren kann Folgendes beinhalten: Bestimmen eines gewünschten Ausgabezustands des Systems, einschließlich das Verarbeiten eines Steuereingabesatzes für die mehreren kontinuierlichen Stellglieder über ein dynamisches Voraussagemodell des Systems, und dann das Verarbeiten des Steuereingabesatzes über das dynamische Vorhersagemodell, um mögliche Steuerlösungen zum Erreichen des gewünschten Ausgabezustands des Systems an einem kalibrierten zukünftigen Zeitpunkt zu bestimmen. Das Verfahren kann Folgendes beinhalten: Verwenden eines Kostenfunktionslogikblocks, um aus den möglichen Steuerungslösungen eine kostengünstigste Steuerungslösung zum Ausführen des diskreten Modus zum zukünftigen Zeitpunkt zu identifizieren, die kostengünstigste Steuerungslösung durch einen Echtzeit-Optimierungslogikblock zu verarbeiten, um eine optimierte Lösung für den diskreten Modus zu ermitteln und dann die optimierte Lösung zum zukünftigen Zeitpunkt auszuführen.

Description

EINLEITUNG
Ein Verbrennungsmotor kann mit einem Planetengetriebe in einem Antriebsstrangsystem verbunden sein. Ein Antriebsstrang beinhaltet mehrere Stellglieder. Ein Betriebspunkt des Motors wird beispielsweise durch Stellglieder in Form einer Drosselklappe, Kraftstoffeinspritzdüsen, Einlass- und Auslassventile und einer Nockenwelle bestimmt. Da derartige Stellglieder kontinuierlich variable Ausgänge aufweisen, können sie als kontinuierliche Stellglieder bezeichnet werden. Bestimmte Antriebsstrangkomponenten sind in der Lage, in diskreten Modi, wie beispielsweise einem festen Gangzustand des Getriebes, betrieben zu werden. In einigen Antriebsstrangkonfigurationen ist es auch möglich, die Kraftstoffeinsparung durch selektives Deaktivieren einiger Verbrennungszylinder des Motors zu erhöhen. Die Anzahl der aktiven Zylinder, d. h. die bestimmten Zylinder, die mit einem gegebenen Arbeitspunkt versorgt und gezündet bleiben, sind ebenfalls eine diskrete Menge und sind somit ein weiteres Beispiel für einen diskreten Modus.
KURZDARSTELLUNG
Ein Hybridsteuerungsproblem ist vorhanden, wenn ein oder mehrere kontinuierliche Stellglieder verwendet werden, um die Übergänge zu oder von einer diskreten Betriebsart zu steuern. Angesichts der großen Anzahl von Steuervariablen bei Spiel in einem komplexen dynamischen System, wie einem Antriebsstrang, ist es schwierig, eine robuste Steuerungslösung für das Hybridsteuerungsproblem unter Verwendung vorprogrammierter Nachschlagetabellen oder Modusübergangspläne genau und effizient zu kalibrieren. Die Modusübergangseffizienz beeinflusst die Auffälligkeit oder das Gefühl eines gegebenen Modusübergangs, d. h. das Vorhandensein oder Fehlen von wahrnehmbaren Drehmomenttransienten, die während des Modusübergangs dem Antriebsstrang des Antriebsstrangs verliehen werden. Die vorliegende Offenbarung betrifft die Verbesserung der vorübergehenden Drehmomentleistung eines exemplarischen Antriebsstrangs, wenn sie mit dem oben erwähnten Hybridsteuerungsproblem konfrontiert wird.
In einer veranschaulichenden exemplarischen Implementierung ist ein diskreter Modus, der in Echtzeit über ein oder mehrere kontinuierliche Stellglieder ausgewählt und gesteuert wird, die Anzahl der Motorzylinder, die bei einem gegebenen Motorbetriebspunkt mit Kraftstoff versorgt und gezündet werden. Hinsichtlich der selektiven Zylinderabschaltung wird im Allgemeinen die Anzahl der befeuchten Zylinder traditionell unter Verwendung von Nachschlagetabellen geplant, die mit einer entsprechenden Anzahl aktiver Zylinder über mehrere entsprechende Motorbetriebspunkte bestückt sind. Die Ad-hoc-Modus-Schaltlogik kann in einem Versuch verwendet werden, die Drehmomenttransienten zu minimieren, die zu dem Zeitpunkt der Zylinderabschaltung oder -wiederaktivierung übertragen werden.
Während der selektiven Zylinderabschaltung kann beispielsweise eine Nachschlagetabelle ein „Schaltereignis“ erfordern, bei dem eine bestimmte Anzahl von zusätzlichen Zylindern mit Kraftstoff versorgt und gezündet wird, während eine Steuerung gleichzeitig den Zündfunken verzögert, wodurch das Motordrehmoment aufrechterhalten wird, das sonst zunehmen würde. Wenn weniger Zylinder während eines „Abwärts-Schaltereignisses“ aufgerufen werden, kann der Ansaugkrümmer-Luftdruck in Verbindung mit einem vorbestimmten Grad der Zündverzögerung erhöht werden. Die Erhöhung des Ansaugkrümmerdrucks hilft dabei, ein gewünschtes Niveau des Motordrehmoments aufrechtzuerhalten, wobei das Ventilschalten als Reaktion auf den Ansaugkrümmerdruck auftritt, der auf ein Niveau ansteigt, das ausreicht, um das Motordrehmoment unter Verwendung der geplanten reduzierten Anzahl an Zylindern aufrechtzuerhalten. Ein solcher Ansatz beruht auf vorprogrammierten Steuerergebnissen und kann somit schwierig und gründlich kalibriert werden. Das ultimative Steuerergebnis hängt somit weitgehend von der Qualität der in den bevölkerten Tabellen enthaltenen Kalibrierungsdaten ab.
Im Gegensatz dazu verwendet die vorliegende Strategie nach vorne gerichtete modellbasierte Logik, um ein prädiktives/nachbehandlungs-Steuerframework zu erzielen, bei dem diskrete Betriebsmodi, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf die Anzahl der gezündeten Motorzylinder oder einen festen Getriebegangzustand, in Echtzeit in Abstimmung mit der Steuerung der kontinuierlichen Stellglieder bestimmt werden. Grundlegend zur vorliegenden Steuerlogik ist die integrierte und koordinierte Verwendung von (i) einem dynamischen Vorhersagemodell-Logikblock, (ii) einem abstimmbaren Kostenfunktionsfähigkeitslogikblock und (iii) einem Echtzeit-Optimierungslogikblock.
In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Steuern mehrerer kontinuierlicher Stellglieder in einem System zum Erreichen einer diskreten Betriebsart im System das Bereitstellen einer Vielzahl von Steuereingaben der mehreren kontinuierlichen Stellglieder an ein dynamisches voraussagendes Modell des Systems, wobei die Steuereingaben gemeinsam einen gewünschten Ausgangszustand des Systems beschreiben. Das Verfahren beinhaltet auch das Ermitteln eines Satzes möglicher Steuerungslösungen zum Erzielen des gewünschten Ausgabezustands des Systems zu einem zukünftigen Zeitpunkt unter Verwendung des dynamischen Voraussagemodells, und dann das Verwenden eines Kostenfunktionslogikblocks einer Steuerung, um unter den möglichen Steuerungslösungen eine niedrigste Kostensteuerungslösung zum Ausführen der diskreten Betriebsart zum zukünftigen Zeitpunkt zu identifizieren. Dieser Prozess tritt kontinuierlich auf, sodass die Steuerung kontinuierlich auf den nächsten zukünftigen Zeitpunkt blickt und in Echtzeit an den sich ändernden Eingabesatz angepasst wird.
Das Verfahren beinhaltet zusätzlich das Verarbeiten der geringsten Kostensteuerungslösung durch einen Echtzeit-Optimierungslogikblock der Steuerung, um eine optimierte Lösung für die Implementierung der diskreten Betriebsart zu bestimmen, und danach die optimierte Lösung über die Steuerung auszuführen, um dadurch das System zum diskreten Betriebsmodus zu dem zukünftigen Zeitpunkt zu überführen.
Das System kann einen Verbrennungsmotor beinhalten, wobei die kontinuierlichen Stellglieder eine Drosselklappe und eine Einspritzdüse des Motors beinhalten, und die diskrete Betriebsart eine Anzahl von aktiven Zylindern des Motors beinhaltet.
Der Kostenfunktionslogikblock bestimmt die kostengünstigste Steuerungslösung basierend auf der Kraftstoffeinsparung des Motors. Die Steuerung kann die Anzahl der aktiven Zylinder minimieren, während das Drehmoment vom Motor auf einem vorgegebenen Niveau gehalten wird.
Die Kostenfunktion kann zukünftige Drehmomentanforderungen für einen vorausschauenden Voraussagehorizont einschließlich des zukünftigen Zeitpunkts beinhalten.
Der Steuereingangssatz kann die Drosselklappe, eine Wastegate-Position, einen Kraftstoffzeitpunkt und eine Menge und einen variablen Ventilzeitpunkt des Motors beinhalten.
Das System kann in anderen Ausführungsformen einen Verbrennungsmotor und ein Getriebe beinhalten, das über eine Eingangskupplung mit dem Motor verbindbar ist. Die kontinuierlichen Stellglieder können in diesem Fall eine Drosselklappe und eine Einspritzdüse des Motors beinhalten, und die diskrete Betriebsart kann einen Getriebezustand des Getriebes beinhalten.
Das Verarbeiten der kostengünstigsten Steuerungslösung durch einen Echtzeit-Optimierungslogikblock beinhaltet in einigen Ausführungsformen unter Verwendung eines Hybrid-Lösers, der aus einer konvexen Optimierung, einer quadratischen Programmierung und einer gemischten quadratischen Programmierung ausgewählt wird.
Der Hybrid-Löser kann optional aus der konvexen Optimierung, der quadratischen Programmierung und den gemischten quadratischen Programmieroptionen basierend auf einer Last und einer Geschwindigkeit des Systems auswählen.
Die Verarbeitung der niedrigsten Möglichkeit der Kostensteuerung durch einen Echtzeit-Optimierungslogikblock kann die Verwendung eines Abrundungsmerkmals beinhalten, in dem die Steuerung eine konvexe quadratische Programmierung über einen gesamten Bereich des Satzes von möglichen Steuerungslösungen verwendet, um eine optimale Lösung zu finden, die optimale Lösung auf einen nächstgelegenen Wert abzuleiten und den nächstgelegenen Wert als optimierte Lösung verwendet, wenn der diskrete Modus ausgeführt wird.
Ebenfalls offenbart ist ein System mit diskreten Betriebsarten. Das System beinhaltet mehrere kontinuierliche Stellglieder, die konfiguriert sind, um die diskreten Betriebsarten zu erzielen, und eine Steuerung, die wie vorstehend ausgeführt konfiguriert ist.
Die vorstehend genannten Funktionen und Vorteile sowie andere Funktionen und Vorteile der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bestmöglichen praktischen Umsetzung der dargestellten Offenbarung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen hervor.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines exemplarischen Fahrzeugs mit einem Antriebsstrang und einer Steuerung, wobei die Steuerung eine vorausschauende, modellbasierte Hybrid-Steuerungsarchitektur bereitstellt, wie hierin dargelegt.
2 ist ein schematisches logisches Flussdiagramm für die Steuerung von 1.
3A und 3B sind repräsentative Zeitdiagramme von vorhergesagten und manipulierten Drehmomentausgaben für einen Motor des in 1 dargestellten Fahrzeugs.
4 ist eine schematische Darstellung einer exemplarischen optimierten Lösung, die durch die Steuerung von 2 erzeugt wird.
5 ist ein schematisches Diagramm der Motordrehzahl (horizontale Achse) gegenüber der Last (vertikale Achse), die eine Nennschaltkarte zum Implementieren einer Hybrid-Löserfunktion unter Verwendung der Steuerung von 2 darstellt.
6A, 6B und 6C sind exemplarische Zeitdiagramme des Motordrehmoments ( 6A), des Zylinderkraftstoffverbrauchs (6B) und der Anzahl der aktiven Zylinder ( 6C) mit und ohne Implementierung der vorliegenden Steuerarchitektur.

Für die vorliegende Offenbarung können verschiedene Modifikationen und alternative Formen zur Anwendung kommen und einige exemplarische Ausführungsformen werden hierin anhand der Zeichnungen in Form von Detailbeispielen dargestellt. Allerdings sind die neuartigen Aspekte der Offenbarung nicht auf die in den Zeichnungen veranschaulichten besonderen Formen beschränkt. Vielmehr deckt die Offenbarung Änderungen, Äquivalente, Kombinationen und/oder andere Alternativen ab, die in den Schutzumfang der Offenbarung fallen, wie sie durch die beigefügten Patentansprüche definiert sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Komponenten über die mehreren Figuren bezeichnen, ist in 1 ein exemplarisches Fahrzeug 10 dargestellt. Während die veranschaulichende Konsistenz des Fahrzeugs 10 im Folgenden unter Bezugnahme auf die verschiedenen Figuren beschrieben wird, können die vorliegenden Lehren vorteilhafterweise auf andere dynamische Systeme angewendet werden, unabhängig davon, ob Fahrzeug (Automobil, Wasserfahrzeuge, Flugzeuge, Schienenfahrzeuge usw.) oder Nicht-Fahrzeug, wie etwa stationäre Kraftwerke, angewendet werden.
Das Beispielfahrzeug 10 von 1 beinhaltet einen Verbrennungsmotor (E) 12, ein Getriebe (T) 20 und eine Steuerung 50. Wie nachfolgend unter besonderer Bezugnahme auf die 2 bis 6C ausführlich beschrieben, verwendet die Steuerung 50 einen vorausschauenden/vorhersagemodell-basierten Ansatz zum Finden einer Möglichkeit, eine kostenoptimierte Lösung für das oben erwähnte Hybridsteuerproblem zu finden, wobei die Kosten, die durch den jeweiligen Faktor oder die Faktoren von Bedeutung gewichtet werden, z. B. Kraftstoffeinsparung im Vergleich zur Drehmomentleistung des Motors 12. Das heißt, die Steuerung 50 ist konfiguriert, um automatisch zwischen verschiedenen diskreten Betriebsarten überzugehen und optional genau zu bestimmen, wann ein solcher Übergang eingeleitet werden soll, unter Verwendung einer gemischten Steuerung eines oder mehrerer kontinuierlicher Stellglieder. Als ein gewünschtes Steuerergebnis wird der Wirkungsgrad und das Gefühl des Übergangs zwischen diskreten Modi gegenüber bestehenden Nachschlagetabellen oder Ad-hoc-Programmieransätzen verbessert, mit einer resultierenden Verringerung von Geräuschen, Vibrationen und Rauheit während der Übergänge.
In einer exemplarischen Darstellung kann der Motor 12 durchgehende Stellglieder in Form von Drosselklappen, Kraftstoffeinspritzdüsen, die Kraftstoffeinspritzmenge, Nockenposition und/oder variable Ventilposition an den Einlässen und Abgas der verschiedenen Zylinder 12C des Motors 12 steuern. Ein diskreter Modus zum Zwecke der Veranschaulichung kann die Anzahl der Zylinder 12C sein, die mit Kraftstoff versorgt und gezündet werden, d. h. die Anzahl der aktiven Zylinder 12C. Andere kontinuierliche Stellglieder können innerhalb des Umfangs der Offenbarung vorgesehen sein, einschließlich eines festen Gangzustands des Getriebes 20, z. B. 1 Gang, 2 Gang, 3 Gang usw. Der Betrieb der Steuerung 50 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 2 bis 6C näher beschrieben, wobei dieser Betrieb nicht auf die Verwendung von Fahrzeug oder Antriebsstrang beschränkt ist.
Weiterhin bezüglich des exemplarischen Fahrzeugs 10 von 1 kann der Motor 12 über eine Eingangskupplung (C_I ) selektiv mit dem Getriebe 20 verbunden sein, wie eine Reibungskupplung oder eine hydrodynamische Drehmomentwandleranordnung. Die Zündung der Zylinder 12C des Motors 12 ist konfiguriert, um Motordrehmoment (Pfeil T₁₂ ) zu erzeugen, mit dem Motordrehmoment (Pfeil T₁₂ ) übertragen über die Eingangskupplung (C_I ) zu einem Antriebselement 21 des Getriebes 20. Ein Ausgangselement 121 des Getriebes 20 überträgt das Abtriebsdrehmoment (Pfeil T_O ) zu einer oder mehreren Antriebsachsen 22, wobei die Antriebsachsen 22 mit einem Satz Antriebsräder 14 gekoppelt sind. In einer solchen Ausführungsform bilden der Motor 12, das Getriebe 20 und andere gekoppelte Komponenten und Steuerstrukturen, einschließlich der Steuerung 50, gemeinsam ein Antriebsstrangsystem 24. Wartung des Motordrehmoments (Pfeil T₁₂ ) durch einen Modusübergang mit minimaler Drehmomentstörung ist somit ein Vorteil des vorliegenden Ansatzes.
In einer optionalen elektrifizierten Variation des Fahrzeugs 10 kann ein Hochspannungs-Batteriesatz (B_HV ) 15 elektrisch mit einem Wechselrichtermodul (PIM) 16 über einen Hochspannungs-Gleichspannungsbus 11 verbunden sein. Das PIM 16 kann über PWM-Spannungs-Steuersignale von der Steuerung 50 oder einer anderen Steuereinheit gesteuert werden, um eine Wechselspannung (V_AC ) über einen Hochspannungs-Wechselspannungsbus 111 auszugeben. Umgekehrt können Phasenwicklungen eines Elektromotors (M_E ) 18 kann über den Wechselspannungsbus 111 erregt werden, um Motordrehmoment zu erzeugen (Pfeil T₁₈ ) über einen Rotor 19 mit dem Motordrehmoment (Pfeil T₁₈ ), als Teil oder in einigen Ausführungsformen als ein Eingangsdrehmoment (Pfeil T_I ) an das Getriebe 20 übertragen. Ein Hilfsleistungsmodul (APM) 25 kann mit dem Hochspannungsbus 11 verbunden sein und kann als ein DC-DC-Wandler konfiguriert sein, um eine niedrige/Hilfsspannung über einen Hilfsspannungsbus 13 auszugeben. Eine Hilfsbatterie (B_AUX ) 26 kann mit dem Hilfsspannungsbus 13 verbunden sein. In der exemplarischen Ausführungsform von 1 würde der Elektromotor 18, wenn er Teil des Antriebsstrangsystems 24 ist, ein weiteres kontinuierliches Stellglied innerhalb des Kontexts der Offenbarung bilden.
Um die Hybrid-Misch- und Steuerungsfunktionen gemäß der vorliegenden Offenbarung auszuführen, ist die Steuerung 50 von 1 mit einem voraussagenden Modell (PM) 52, einem Kostenfunktionsformulierungsmodul (CFF) 54 und einem Echtzeit-Optimierungslogik (RTO)-Logikmodul 56 programmiert. Die Steuerung 50 empfängt Steuereingaben (Pfeil CC_I ) in Echtzeit, wobei die Steuerung 50 einen Prozessor (P) und einen Speicher (M) aufweist. Der Speicher (M) beinhaltet einen physischen nicht-flüchtigen Speicher, z. B. Nur-Lese-Speicher, ob optisch, magnetisch, Flash- oder anderweitig. Die Steuerung 50 beinhaltet auch ausreichende Mengen Direktzugriffsspeicher, einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher und dergleichen sowie einen Hochgeschwindigkeitstakt und einen Zähler, eine Analog-zu-Digital und eine Digital-zu-Analog-Schaltung und Eingabe-/Ausgabeschaltungen und Vorrichtungen sowie entsprechende Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen. Die Ausführung der Anweisungen 100 ermöglicht es der Steuerung 50, Steuerausgabesignale automatisch zu erzeugen und zu übertragen (Pfeil CCo) zum Antriebsstrang 24, um den Betrieb des Motors 12, des Getriebes 20 oder anderer Komponenten des Antriebsstrangsystems 24 zu steuern.
Die in 1 schematisch dargestellte Steuerung 50 ist konfiguriert, um die Anweisungen 100 über die eingebettete Steuerlogik 50L auszuführen, deren Logikfluss schematisch in 2 dargestellt ist. Die Steuerlogik 50L beinhaltet in einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet die Feedforward (FF)-Logikblöcke 60 und 62 und einen HybridSteuerblock 64. Variablen, die in den 2 bis 6C dargestellten Beispielen verwendet werden, sind nicht einschränkend und sollen daher die vorliegenden Lehren im Kontext einer exemplarischen Darstellung veranschaulichen, in der die kontinuierlichen Stellglieder die des Motors 12 von 1 sind. In einer solchen Ausführungsform wird ein repräsentativer Steuereingangssatz (U) für den Motor 12 repräsentativ oder als Reaktion auf ein vom Benutzer angefordertes oder autonom angefordertes Motordrehmoment (Pfeil T₁₂ ) und/oder Ausgangsdrehmoment (Pfeil T_O ) kann Variablen als Drosselklappe (u_th ) beinhalten, Wastegate-Position (u_wg ), Kraftstoffzeitpunkt und -menge (u_f ), variable Ventilsteuerung (u_VVT ) und/oder andere geeignete Eingaben. Die Art und Weise, wie der Motor 12 letztlich reagiert oder ein Steuerausgabesatz (Y), wird durch solche Werte erfasst wie Drehmoment (TQ), Krümmerluftdruck (MAP), Zylinderluftladung (CAC), Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) usw.
In der exemplarischen Steuerlogik 50L, dargestellt in 2, ein gewünschtes Drehmoment (TQ^des ) und die Motordrehzahl (/min) können in die Vorsteuerlogikblöcke 60 und 62 eingespeist werden. Aus den gewünschten Werten kann die Steuerung 50 z. B. aus einer Nachschlagetabelle einen entsprechenden Satz von Ausgangswerten bestimmen. So kann beispielsweise der Vorwärmlogikblock 60 den Zeitpunkt der Einlass- und Auslassnocken (ICam bzw. ECam) des Motors 12 sowie einen Frühzündungsvorlauf (SA)-Wert, der auch eine Zeitmenge ist, ausgeben. In der exemplarischen Ausführungsform, in der diskrete Modus gesteuert wird, der die Anzahl der Zylinder 12C des Motors 12 wie in 1 dargestellt aufweist, kann der Vorwärtskopplungslogikblock 60 auch eine nominale Anzahl aktiver Zylinder 12C (nref) erforderlich, um die Eingangsanforderungen zu erfüllen. Von den verschiedenen Eingangswerten kann der Vorwärtskopplungslogikblock 62 einen Referenzeingangssatz (Uref) zum Motor 12, mit Uref als exemplarischen Referenzwerten, ohne den Hybridsteuerblock 64, dass die Steuerung 50 gewöhnlich von zugehörigen kontinuierlichen Stellgliedern des Motors 12 erwarten würde.
Innerhalb des Flusses der Steuerlogik 50L empfängt die Hybridsteuerlogik 64 verschiedene Nachschlagetabellen oder funktionale Ausgänge vom Vorwärtslogikblock 60, dem Referenzeingangssatz (U_ref ) aus dem Vorwärtslogikblock 62 und gewünschten und Rückkopplungs-/erfassten Eingaben (Y_des und Y_fbk ). Die Hybridsteuerlogik 64 bestimmt letztlich und gibt den Steuereingangssatz (U) an die kontinuierlichen Stellglieder aus und gibt auch eine Modusentscheidung (n) aus, wobei der Wert (n) in diesem Fall die Anzahl der aktiven Zylinder 12C des Motors 12 ist, die wiederum eine ganze Zahl oder ein fraktionierter Wert zu einem beliebigen diskreten Zeitpunkt sein können. Die Hybridsteuerlogik 64 kann auch eine Zündfunkenverstärkung (g_SA ) als ein Wert zwischen 0 und 1, repräsentativ für die Menge der Funkenverzögerung beim Motordrehmoment, z. B. g_SA = 0,5 führen zu einer Drehmomentreduzierung von 50 Prozent.
In Bezug auf die dargestellte Hybridsteuerlogik 64 von 2 umfasst die Steuerung 50 von 1 eine prädiktive Steuerung des Antriebsstrangs 24 basierend auf Echtzeit-Optimierung über das RTO-Modul 56 einer über das CFF-Modul 54 begriffenen Zwischenkostenfunktion, die alle einem dynamischen Vorhersagemodell unterliegen, das durch die PM 52 und andere Betriebsbeschränkungen verkörpert ist.
Unter Bezugnahme zunächst auf die PM 52 von 2 verkörpert die PM 52 ein dynamisches Vorhersagemodell des gesteuerten Systems, wie beispielsweise das Fahrzeug 10 oder den Antriebsstrang 24 von 1 in der vorliegenden Darstellung. Ein derartiges Vorhersagemodell kann mathematisch wie folgt ausgedrückt werden: $\frac{d}{d t} [\begin{matrix} P_{i m} \\ ϕ \end{matrix}] = A (ρ, n_{c y l}) [\begin{matrix} P_{i m} \\ ϕ \end{matrix}] + B (ρ, n_{c y l}) [\begin{matrix} u_{t h} \\ C F C \end{matrix}]$
Hier sind A und B ursprüngliche Systemmatrizen mit n_Cyl als verwendetem Modellparameter. Zum Beispiel: $A_{C} (ρ) = [\begin{matrix} \frac{- n_{c y l} V_{c y l} η (P_{i m}, N, I C a m, E C a m) N}{120 V_{im}} & 0 \\ 0 & - \frac{1}{τ_{λ}} \end{matrix}]$
$B_{c} (ρ) = [\begin{matrix} - \frac{\sqrt{R} T_{i m} P_{a m b} N}{\sqrt{T_{a m b}} V_{i m}} Ψ (\frac{P_{i m}}{P_{a m b}}) A_{t h} (P_{i m}) & 0 \\ 0 & \frac{A F R_{s}}{τ_{λ} C A C_{c y l}} \end{matrix}]$
mit τλ ist eine Zeitkonstante, Rs sind eine Gaskonstante, CFC und CAC jeweils eine Menge von Zylinderkraftstoffladung und Zylinderluftladung, A_th eine Wirkfläche der Drosselklappe, η, die sich auf volumetrische Effizienz bezieht, ψ ist eine nichtlineare Funktion des Druckverhältnisses über die Drosselklappe, d. h. in Form einer Öffnungsgleichung, φ ist ein Äquivalenzverhältnis, P_im Bezugnehmend auf Ansaugkrümmerdruck, Tamb Umgebungstemperatur und T_im das Repräsentieren der Eingangskrümmertemperatur. Zusätzlich N in der obigen Gleichung ist die Motordrehzahl entsprechend dem Motor 12 von 1, V_im das Ansaugkrümmervolumen ist, Vcyi das Zylinderverschiebungsvolumen und AFRs das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Der variable Vektor ρ definiert den Satz von Echtzeit-Steuerungsdaten und Messungen, z. B. P = (N, P_im, ICam, ECam, T_im, P_amb, Tamb). Mit anderen Worten, die ursprünglichen Systemmatrizen werden durch den variablen Vektor ρ parametriert, der in Echtzeit aktualisiert werden kann. Die Drehmomentausgabe des Motors 12 kann in Abhängigkeit von den Zuständen, einschließlich CAC, CFC, SA und dem oben erwähnten P-Vektor, bestimmt werden.
Eine Steuerprogrammierungsherausforderung wird durch die vorstehenden mathematischen Darstellungen dargestellt, da einige Werte wie die Anzahl der Zylinder (n_Cyl ), kann nicht als eine Steuereingabe per se dargestellt werden, bleibt jedoch ein Parameter, der die Systemdynamik beeinflusst. Stattdessen kann die Anzahl der aktiven Zylinder 12C in Echtzeit als Modusentscheidung über das Hybridlogikmodul 64 bestimmt werden. So kann die Modellneuformatierung mit analytischer Methode durchgeführt werden oder die Linearisierung die Beziehung n_Cyl = 1 + n_Cyl, _B _einführen, um die obige Gleichung in die folgende Gleichung umzuwandeln, mit dem Wert n_Cyl, _B danach wie eine Steuereingabe: $\frac{d}{d t} [\begin{matrix} P_{i m} \\ ϕ \end{matrix}] = \bar{A_{c}} (ρ) [\begin{matrix} P_{i m} \\ ϕ \end{matrix}] + \bar{B_{c}} (ρ) [\begin{matrix} u_{t h} \\ C F C \\ n_{c y l, B} \end{matrix}]$
Somit können Systemmatrizen mit der Anzahl der aktiven Zylinder 12C (n_Cyl ), die nun in den Eingangsbereich umgewandelt werden, wie folgt ausgedrückt werden: ${\bar{A}}_{C} (ρ) = [\begin{matrix} - \frac{V_{c y l} η (P_{i m}, N, I C a m, E C a m) N}{120 V_{im}} & 0 \\ 0 & - \frac{1}{τ_{λ}} \end{matrix}]$
${\bar{B}}_{c} (ρ) = [\begin{matrix} - \frac{\sqrt{R} T_{i m} P_{a m b} N}{\sqrt{T_{a m b}} V_{i m}} Ψ (\frac{P_{i m}}{P_{a m b}}) A_{t h} (P_{i m}) & 0 & - \frac{V_{c y l} η (P_{i m}, N, I C a m, E C a m) N}{120 V_{im}} \\ 0 & \frac{A F R_{s}}{τ_{λ} C A C_{c y l}} & 0 \end{matrix}]$
Während die Anzahl der Zylinder 12C als eine Ausgabe beschrieben wird, die von der Steuerung 50 in diesem Fall bestimmt werden soll, können Quasi-Hybridlösungen eine aktive Zylinderabschaltung aktivieren, wenn eine solche Schaltentscheidung vorbestimmt ist. In einer solchen Ausführungsform kann die Anzahl der Zylinder 12C als Steuereingabe verwendet werden.
In Bezug auf das Kostenfunktionsformulierungsmodul (CFF) 54 von 2 legt dieser Logikblock einen kalibrierbaren Kostenkompromiss fest, wenn das Drehmoment des Antriebsstrangs 24 von 1 mit einer erzwungenen Kraftstoffeinsparungsoptimierung gesteuert wird, und wirkt somit als integriertes Modus-Entscheidungswerkzeug und diskreter Modus-Schalter. Das CFF-Modul 54 stellt eine eindeutige Kostenfunktion (J) her, z. B. $J = \sum_{t}^{t + N} [e_{p}^{T} e_{p} + {(u - u_{r e f})}^{T} R (u - u_{r e f}) + F E]$
Die Steuerung 50 versucht somit die Kosten J zu minimieren und die Drehmomentverfolgung mit dem gesamten Satz von Steuereingaben zu kombinieren, in diesem Beispiel einschließlich der Anzahl der Zylinder (n_Cyl ) und des Kraftstoffverbrauchs (FE).
Ein Teil der vorstehenden Kostenfunktion ist ein vorausgesagter Fehler (e_p ) in Vektorform und dessen Transposition (T), d. h. $e_{p}^{T} :$
$e_{p} = P (z^{- 1}) [Y_{d e s} - Y_{f b k}]$
mit P(z^-1) als dynamischer Konstruktionsparameter/Filter zum Glätten des Fehlervektors [Y_des - Y_fbk], was wiederum die Differenz zwischen den gewünschten Ausgängen und den gemessenen Ausgängen ist. Somit bewirkt das CFF-Modul 54 zukünftige Drehmomentanforderung (Zeitpunkt t bis Zeit t + N) in die Kosten und Steuerreferenzen innerhalb eines gegebenen vorausschauenden Voraussagehorizonts N. Die Abweichung des endgültigen Steuereingangsvektors u von den entsprechenden nominalen Referenzwerten, bezeichnet als u_ref, werden auch in der Gesamtkostenfunktion J erfasst.
In Bezug auf die Kraftstoffeinsparung (FE) insbesondere und die nicht einschränkende exemplarische Ausführungsform der Steuerung des Motors 12 in einem veranschaulichenden aktiven Zylinderdeaktivierungsszenario, versucht das CFF-Modul 54 idealerweise, CAC oder n_Cyl zu minimieren, während es immer noch das gleiche Drehmoment vom Motor 12 aus 1 bereitstellt. $F E = f [W_{1} (z^{- 1}) C A C, W_{2} (z^{- 1}) n c y l, \dots]$
wobei W₁, W₂ usw. die Filter oder Kostenstrafen sind. Das CFF-Modul 54 kann optional Schalter-Geschäftsstrafen einschließen, z. B. durch Bestrafen von Änderungen in der Anzahl der Motorzylinder oder durch Verwendung anderer Geräuschmetriken als zusätzliche Begriffe in der Kostenfunktion.
3A und 3B zeigen das zugrundeliegende Nachschlageprinzip des Betriebs des CFF-Moduls 54. 3A und dessen Bestandteil-Satz 70 sind ein Zeitschritt früher (N-1) als der 3B, wie dargestellt. In 3A stellt die Linie 71 einen gewünschten Wert r(t) dar, z. B. Drehmoment vom Motor 12, Kurve 72 ist ein Ausgabewert, wie beispielsweise ein Motordrehmoment, Kurve 74 ist eine mögliche diskrete Modusausgabe δ_k , wie beispielsweise die Anzahl der Zylinder 12C, und die Spur 76 ist eine manipulierte kontinuierliche Ausgabe, z. B. eine Drosselklappe oder ein anderes kontinuierliches Stellglied. Die Steuerung bestimmt die optimalen Sequenzen für die kontinuierlichen und diskreten Steuereingaben in jedem Zeitschritt und die Werte zum Zeitpunkt t werden auf den Motor angewendet. Wenn man von 3A zu 3B und dem Spurensatz 80 übergeht, wobei die Spuren 81, 82, 84 und 86 den Spuren 71, 72, 74 und 76 von 3A entsprechen, ändert sich die Art der vorhergesagten Ausgaben, zusammen mit den optimalen Kontrollwerten, die die Gesamtkosten minimieren würden. Die Steuerung 50 modifiziert somit die manipulierten Ausgaben in Echtzeit unter Verwendung der Steuerlogik 50L von 2.
Das Echtzeit-Optimierungsmodul (RTO) 56 von 2 verkörpert einen Echtzeit-Optimierer und ist somit konfiguriert, um eine optimale zukünftige Steuersequenz zum Minimieren der oben beschriebenen Kostenfunktion (J) zu ermitteln. Mit anderen Worten optimiert das RTO-Modul 56 einen bestimmten Steuersatz (U), der die Werte für kontinuierliche Steuersequenzen und diskrete Modussequenzen kombiniert, indem die Kosten (J) der Implementierung eines solchen Steuersatzes minimiert werden. Es existieren verschiedene Optionen für die Implementierung des RTO-Moduls 56, einschließlich der Verwendung eines Basis-Hybridantriebs, eines Leerspannungs-Merkmals und eines Rundfunkmerkmals.
Wie einem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist, kann ein Basis-Hybrid-Löser eine Optimierung wie konvexe Optimierung, quadratische Programmierung (QP) oder eine gemischte quadratische Programmierung (MIQP) verwenden. Für konvexe Lösungs-Sets J(u,8) kann δ ∈ {0, 1}, wie in 4 dargestellt, eine optimierte Lösung durch Punkt (P_OPT)dargestellt werden.
Das Schließzeitmerkmal kann das Auslösen einer Hybridantriebsfunktion um eine nominale oder Standardmodus-Umschaltleitung 93 beinhalten, wobei eine derartige Option möglicherweise die rechnerische Belastung verringert und den Durchsatz der Steuerung 50 beim Ausführen der Funktionen des RTO-Moduls 56 verbessert. So kann beispielsweise ein Hybrid-Löser eine Karte 90 von 5 verwenden, die eine Last (L) auf der vertikalen Achse und die Motordrehzahl (N) auf der horizontalen Achse darstellt. Die nominale Modus-Umschaltleitung 93 kann in den Speicher der Steuerung 50 programmiert und begrenzt werden, wie durch die gestrichelten Linien 92 und 192 dargestellt, um eine Zone bereitzustellen, in der der Basis-Hybrid-Löser, z. B. MIQP, verwendet werden kann. Außerhalb der gestrichelten Linien 92 und 192 kann eine weniger rechnerisch gegebene Optimierungstechnik, wie beispielsweise konvexe QP, verwendet werden.
Die dritte vorstehend erwähnte Option, d. h. „Abrunden“, kann verwendet werden, um eine erhebliche Durchsatzeinsparung zu genießen. Unter Verwendung eines solchen Ansatzes könnte die Steuerung 50 den diskreten Modus behandeln, z. B. n_Cyl, als eine kontinuierliche Funktion und danach konvexe QP über den gesamten Bereich des Lösungssatzes zu verwenden, um einen Optimalwert zu finden (ohne diese als diskret zu beschränken) und um den resultierenden Optimalwert auf den nächsten möglichen Wert für die Anwendung als die diskrete Moduseingabe zu beschränken.
In einer anderen Variation kann der mögliche endliche Satz von vorausschauenden diskreten Modus-Kombinationen zusammen mit der Identifizierung der entsprechenden konvexen quadratischen Programme (QP) der kontinuierlichen Stellglieder für jede mögliche Modussequenz aufgezählt werden. Die Lösung des kontinuierlichen Eingangs- und diskreten Modus-Kombination der geringsten Kosten wird dann als endgültige Steuereingabe bestimmt. Beispielhaft betrachten wir den Fall von zwei möglichen diskreten Modi wie die Anzahl der aktiven Zylinder ncyi. Mit einem Voraussagehorizont von N gibt es 2^N mögliche Möglichkeiten, dass eine Modusänderungssequenz erfolgen kann. Die Aufzählung in diesem Kontext bedeutet für beide Fälle das Ausführen von QP für die verbleibenden kontinuierlichen Stellglieder und das Auswählen der Lösung mit dem niedrigsten QP-Ergebnis. Zwei QPs werden mit nur kontinuierlichen Stellgliedern ausgeführt, die alle möglichen Moduskombinationen, in dieser exemplarischen Darstellung zwei, ausprobieren, z. B. n_Cyl = {2 oder 4} sind, wenn zum Beispiel N=1 ist. Fahren von QP1 gibt die erste Lösung (U1) an, wenn die Anzahl der kontinuierlichen Stellglieder mit den geringsten Kosten n_Cyl = 2 annimmt. QP2 gibt die zweite Lösung (U2) an, wenn die Anzahl der kontinuierlichen Stellglieder mit den geringsten Kosten n_Cyl = 4 annimmt. Wenn QP2 kleiner als QP1 ist, wäre die gesamte optimale Lösung die Lösung U2.
Eine Anwendung der oben beschriebenen Steuerung 50 und dessen programmierte Steuerlogik 50L von 2 ist in den Zeitdiagrammen 95, 96 und 97 der 6A bis C jeweils für die Drehmomentabgabe (6A), den Kraftstoffverbrauch (6B) und die Anzahl der Zylinder n_Cyl darstellt (6C) mit der auf der horizontalen Achse dargestellten Zeit (t). Als Ganzes zeigen 6A bis C eine verbesserte Kraftstoffeinsparung, wenn einige der Zylinder 12C des in 1 gezeigten Motors 12 gezielt deaktiviert werden, während im Wesentlichen das gleiche Drehmoment bereitgestellt wird. Die Entscheidung in diesem Fall, wann die Zylinder 12C zu deaktivieren sind, wird autonom durch die Steuerung 50 unter Verwendung der Steuerlogik 50L von 2 ausgeführt. Die tatsächliche Anzahl aktiver Zylinder (n_cyl,act ) ist in 6C dargestellt, wobei Spur 97A mehr gezündete Zylinder 12C relativ zu Spur 97B zeigt.
In 6A, das Motordrehmoment (TQ) entsprechend dem Motordrehmoment (T₁₂ ) von 1, in Newtonmeter (Nm) auf der vertikalen Achse dargestellt, mit Kurven 95A und 95B, die jeweils die Drehmomentabgabe des Motors 12 darstellen, wobei alle Zylinder 12C gezündet werden (Spur 95A) und weniger als alle aktiven Zylinder 12C (Spur 95B). Die Kurven 95A und 95B überlappen, was anzeigt, dass die Steuerung 50 das Drehmoment des Motors 12 von 1 mit weniger aktiven Zylindern 12C aufrechterhält.
In 6B ist der Zylinderkraftstoffverbrauch (CFC) in Milligramm des Kraftstoffs pro Verdichtungsereignis auf der vertikalen Achse dargestellt, wobei die Kurven 96A und 96B jeweils die Drehmomentabgabe des Motors 12 mit allen Zylindern 12C gezündet haben (Spur 96A) und weniger als alle Zylinder 12C gezündet werden (Spur 96B). Wie durch die Differenz oder delta (Δ) zwischen den Spuren 96A und 96B erfasst, wird der Kraftstoffverbrauch aufgrund von weniger gezündeten Zylindern 12C reduziert.
Aus der obigen Offenbarung wird ein Fachmann auf dem Gebiet erkennen, dass ein Verfahren zur Steuerung mehrerer kontinuierlicher Stellglieder zum Erreichen einer diskreten Betriebsart in einem System aktiviert ist. So kann beispielsweise ein gewünschter Ausgangszustand des Antriebsstrangsystems 24 oder Fahrzeugs 10 von 1 von einem Benutzer oder autonom angefordert werden, indem ein Steuereingabesatz für die kontinuierlichen Stellglieder an ein dynamisches Vorhersagemodell der Steuerung 50 bereitgestellt wird, das dann einen Satz möglicher Steuerlösungen zum Erreichen des gewünschten Ausgangszustands zu einem zukünftigen Zeitpunkt, z. B. N Sekunden in der Zukunft, bestimmt. Ein Kostenfunktionslogikblock identifiziert dann aus dem Satz möglicher Steuerungslösungen eine niedrigste Kostensteuerungslösung zum Ausführen der diskreten Betriebsart zum zukünftigen Zeitpunkt, z. B. in Bezug auf die Kraftstoffeinsparung oder Motordrehmomentleistung. Die niedrigste Möglichkeit zur Kostensteuerung wird durch einen Echtzeit-Optimierungslogikblock verarbeitet, um eine lokal optimierte Lösung zum Ausführen der diskreten Betriebsart, wie beispielsweise eine Anzahl von aktiven Zylindern 12C von 1 zu Kraftstoff und Feuer, und dann die Ausführung der optimierten Lösung als optimale Lösung beim Übergang des Systems zu der diskreten Betriebsart zu dem zukünftigen Zeitpunkt zu bestimmen.
Wie oben dargelegt, kann die Steuerlogik 50L von 2 anstelle von Ad-hoc- oder vorgeplantem Umschalten zwischen diskreten Modi verwendet werden. Das integrierte modellbasierte Design stellt einen dynamischen, prädiktiven Steuerungsrahmen dar, bei dem das diskrete Schalten entschieden und in Abstimmung mit der Steuerung kontinuierlicher Stellglieder genutzt wird. Unter Verwendung eines kalibrierbaren Fensters zur Voraussage eines kalibrierten Zeitintervalls in der Zukunft, z. B. 0,5-2 s, ist die Steuerung 50 in der Lage, aktuelle Leistungswerte und ein dynamisches Modell iterativ zu nutzen, um zukünftige mögliche Steuermaßnahmen iterativ zu bestimmen und Systemausgänge zu einem oder mehreren Zeitschritten vorherzusagen. Die Fahreranforderung wird in dynamische Referenzwerte für jedes kontinuierliche Stellglied umgewandelt, wobei die Modifikation über das Vorhersagemodell zur Vorhersage und zur Auswahl getroffen wird, um Kosten zu minimieren, mit Kosten, die jeder möglichen Steuermaßnahme zugeordnet sind. Ein quadratisches Programmierungsproblem wird in Echtzeit jedes Zeitschrittes gelöst, um die Steueraktion mit den geringsten Kosten zu finden, wobei die Option von QP oder MIQP basierend auf dem Betriebspunkt verwendet wird. Auch durch Vorhersagen in der Zukunft ist die Steuerung 50 in der Lage, die Auswirkungen von Modusänderungen zu berücksichtigen, bevor sie auftreten, und stellt dadurch einen Mechanismus für Aktuatoren bereit, um die Vorbereitung des Modusschalters zu starten.
Ob zur Bestimmung des Zeitpunkts eines diskreten Modusübergangs oder zum Ausführen eines solchen Übergangs zu einer vorbestimmten Zeit, ist der vorliegende Ansatz konfiguriert, um Drehmomenttransienten zu minimieren, die andernfalls auftreten können. Auf diese Weise können Geräusche, Vibrationen und Rauheit im exemplarischen Antriebsstrang 24 von 1 oder anderen Systemen minimiert werden, mit einer begleitenden Verringerung der Kalibrierkraft für koordiniertes Drehmomentmanagement. Diese und andere Vorteile werden durch gewöhnliche Fachleute auf dem Gebiet der vorhergehenden Offenbarung leicht erkannt werden.
Während ein paar der besten Ausführungsformen und anderen Arten ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Umsetzung der vorliegenden Lehren, die in den beigefügten Ansprüchen definiert sind. Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass Änderungen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus beinhalten die vorliegenden Konzepte ausdrücklich Kombinationen und Teilkombinationen der beschriebenen Elemente und Merkmale. Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen sind unterstützend und beschreibend für die vorliegenden Lehren, wobei der Geltungsbereich der vorliegenden Lehren ausschließlich durch die Patentansprüche definiert ist.

Claims

Verfahren zum Steuern mehrerer kontinuierlicher Stellglieder in einem System, um eine diskrete Betriebsart im System zu implementieren, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Steuereingabesatzes für die mehreren kontinuierlichen Stellglieder an eine Steuerung mit einem dynamischen voraussagenden Modell des Systems, wobei der Steuereingabesatz gemeinsam einen gewünschten Ausgabezustand des Systems beschreibt; Verarbeiten des Steuereingabesatzes über das dynamische Voraussagemodell in Echtzeit, um einen Satz möglicher Steuerlösungen zum Erreichen des gewünschten Ausgabezustands des Systems bei einem kalibrierten zukünftigen Zeitschritt zu bestimmen; Verwenden eines Kostenfunktionslogikblocks der Steuerung, um aus dem Satz möglicher Steuerungslösungen eine niedrigste Kostensteuerungslösung zum Ausführen der diskreten Betriebsart an dem kalibrierten zukünftigen Zeitpunkt zu identifizieren; Verarbeiten der niedrigsten Möglichkeit der Kostensteuerung durch einen Echtzeit-Optimierungslogikblock der Steuerung, um eine optimierte Lösung für die Implementierung der diskreten Betriebsart zu ermitteln; und Ausführen der optimierten Lösung über die Steuerung, um dadurch das System zum diskreten Betriebsmodus zu dem zukünftigen Zeitpunkt zu überführen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das System einen Verbrennungsmotor mit selektiver Zylinderabschaltungsfunktionalität beinhaltet, wobei die kontinuierlichen Stellglieder mindestens eine Drosselklappe und eine Einspritzdüse des Motors beinhalten, wobei die diskrete Betriebsart eine Anzahl von aktiven Zylindern des Motors beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Kostenfunktionslogikblock die geringste Kostensteuerungslösung basierend auf der Kraftstoffeinsparung des Motors bestimmt, und wobei die Steuerung konfiguriert ist, um die Anzahl der aktiven Zylinder zu minimieren, während das Drehmoment vom Motor auf einem vorbestimmten Niveau gehalten wird, wie durch den Steuereingabesatz bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Kostenfunktion eine zukünftige Drehmomentanforderung vom Motor über einen vorausschauenden Vorhersagehorizont beinhaltet, der den zukünftigen Zeitpunkt beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Steuereingabesatz die Drosselklappe, eine Ladedrucksteuerventilposition, Kraftstoffzeitsteuerung und -menge sowie variable Ventilzeitsteuerung des Motors beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das System einen Verbrennungsmotor und ein Getriebe beinhaltet, das über eine Eingangskupplung mit dem Motor verbunden werden kann, wobei die kontinuierlichen Stellglieder mindestens eine Drosselklappe und eine Einspritzdüse des Motors beinhalten, und die diskrete Betriebsart einen Getriebezustand des Getriebes beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verarbeiten der niedrigsten Möglichkeit der Kostensteuerung durch den Echtzeit-Optimierungslogikblock die Verwendung eines Hybriden-Lösungsverfahrens beinhaltet, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: konvexer Optimierung, quadratischer Programmierung und gemischtganzzahliger quadratischer Programmierung.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Hybridantrieb die konvexe Optimierung, die quadratische Programmierung oder die gemischt-ganzzahlige quadratische Programmierung basierend auf einer Last und einer Geschwindigkeit des Systems auswählt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verarbeiten der niedrigsten Möglichkeit der Kostensteuerung durch den Echtzeit-Optimierungslogikblock die Verwendung eines Abrundungsmerkmals beinhaltet, in dem die Steuerung eine konvexe quadratische Programmierung über einen gesamten Bereich des Satzes von möglichen Steuerungslösungen verwendet, um eine optimale Lösung zu finden, und die optimale Lösung für einen möglichen Wert abgibt, und den nächstmöglichen Wert als optimierte Lösung verwendet, um den diskreten Modus auszuführen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verarbeiten der niedrigsten Möglichkeit der Kostensteuerung durch den Echtzeit-Optimierungslogikblock das Aufzählen der möglichen Lösung zusammen mit dem Identifizieren entsprechender konvexer quadratischer Programmierlösungen der kontinuierlichen Stellglieder für jede mögliche Modussequenz beinhaltet, um die optimierte Lösung für die Implementierung der diskreten Betriebsart zu bestimmen.