DE10328595B4 - Drehmomentschätzeinrichtung zur Motordrehzahl- und Drehmomentsteuerung - Google Patents

Drehmomentschätzeinrichtung zur Motordrehzahl- und Drehmomentsteuerung Download PDF

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Abstract

Motordrehmomentschätzeinheit mit: einem Fahrzeugdatenbus, der eine Vielzahl von Motorbetriebseingängen vorsieht; ein Messmodell, das mit dem Fahrzeugdatenbus in Verbindung steht und Fehler infolge von Motorherstellungstoleranzen kompensiert, wobei die Motorbetriebseingänge zumindest ein Signal der folgenden Signale: Motordrehzahl-, Zündzeitpunkt- und Verdünnungsschätzsignale umfassen; und die Motordrehmomentschätzeinheit weiterhin umfasst: eine Schätzeinheit für ein Drehmoment im stationären Zustand, die mit dem Fahrzeugdatenbus in Verbindung steht und ein Signal für ein Motordrehmoment im stationären Zustand erzeugt, wobei die Schätzeinheit für das Drehmoment im stationären Zustand eine Berechnungseinheit für ein Basisdrehmoment im stationären Zustand aufweist, wobei die Berechnungseinheit für das Basisdrehmoment im stationären Zustand eine Drehmomentempfindlichkeitsberechnungseinheit und eine Berechnungseinheit für ein endgültiges Basisdrehmoment im stationären Zustand umfasst; und eine Schätzeinheit für ein Drehmoment im dynamischen Zustand, die mit zumindest einer der folgenden Einrichtungen: Fahrzeugdatenbus, Messmodell und Schätzeinheit für das Drehmoment im stationären Zustand in Verbindung steht und ein Signal eines tatsächlichen Drehmomentes erzeugt, wobei die Drehmomentempfindlichkeitsberechnungseinheit die Verdünnungsschätz- und die Drehzahlsignale von dem Fahrzeugdatenbus aufnimmt und Empfindlichkeitssignale für den GPO, die Drehzahl, den Zündzeitpunkt sowie ein quadriertes Zündzeitpunktsignal erzeugt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motordrehmomentschätzeinheit gemäß Anspruch 1.
  • Herkömmliche Steuersysteme, die ein Drehmoment abschätzen, sind vorwiegend so ausgebildet, um eine Schaltqualität zu steuern. Die Drehmomentschätzgenauigkeit dieser Systeme ist durch die gewünschte Qualität von Getriebeschaltvorgängen definiert. Drehmomentschätzberechnungen basieren auf den folgenden Beziehungen: IndTorque = k·GPO·Ncyl·EFF·Ncyl_shut – SparkLoss FrictionTorque = BaseTable·OTcorrector + ACCdriveFriction Torque = IndTorque – FrictionTorque – InertiaTroque wobei IndTorque das angegebene oder indizierte Drehmoment ist, k eine Konstante ist, GPO der Luftmassendurchsatz (Gramm Luft pro Zylinder) ist, Ncyl die Gesamtzahl der Zylinder in dem Verbrennungsmotor ist, EFF (Wirkungsgrad) eine Funktion des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ist, SparkLoss eine Funktion der Drehzahl und des GPO ist, ACCdriveFriction die Reibung des Zusatzeinrichtungsantriebs ist und OTcorrector eine Öltemperaturkorrektur ist.
  • Die herkömmlichen Drehmomentschätzsysteme besitzen keine direkten Eingaben, wie beispielsweise Drehzahl, Abgasrückführung (AGR), Zündzeitpunkt bzw. Zündung und andere Eingänge, die zur Steuerung der Motordrehzahl und des Motordrehmoments (ERTC) erforderlich sind. Die herkömmlichen Drehmomentschätzsysteme sind auch nicht dazu in der Lage, Eingaben basierend auf einem angeforderten Drehmoment neu zu berechnen oder ein Bremsmoment zu optimieren.
  • Die DE 199 06 416 A1 betrifft eine Motordrehmomentschätzeinheit mit einem Fahrzeugbus und einem mit dem Fahrzeugbus in Verbindung stehenden Messmodell.
  • Die DE 196 49 424 C2 offenbart eine Einheit, wie sie aus der vorstehend genannten Druckschrift bekannt ist. Die Einheit ist in der Lage, das Drehmoment in einem stationären und in einem dynamischen Zustand abzuschätzen.
  • Aus ”Elektronische Dieselregelung”, in: Technische Unterrichtung, Robert Bosch GmbH, Stuttgart, ISBN: 3-7782-2035-7, 2001, Seite 73–75 sind momentengeführte EDC-Systeme bekannt, wobei eine Vielzahl von externen und internen Momentanforderungen aufaddiert und bei der Berechnung zahlreiche Motorparameter berücksichtigt werden.
  • Die DE 196 30 213 C1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Motormomenteneinstellung bei einem Verbrennungsmotor, wobei ein angefordertes Motorsollmoment in einen dynamischen Anteil und einen verbleibenden, quasi-statischen Anteil aufgespaltet wird, wobei der dynamische Anteil und der quasi-statische Anteil mittels unterschiedlicher Motorsteuerungsparameter eingeregelt werden.
  • Eine Motordrehmomentschätzeinheit gemäß der Erfindung umfasst einen Fahrzeugdatenbus, der eine Vielzahl von Motorbetriebsparametern liefert, die zumindest eines der folgenden Signale: Motordrehzahl-, Zündzeitpunkt- und Verdünnungsschätzsignale umfassen. Eine Schätzeinheit für ein Drehmoment im stationären bzw. stabilen Zustand steht mit dem Fahrzeugdatenbus in Verbindung und erzeugt ein Signal für das Motordrehmoment im stationären Zustand. Die Schätzeinheit für das Drehmoment im stationären Zustand umfasst eine Berechnungseinheit für ein Basisdrehmoment im stationären Zustand, wobei die Berechnungseinheit für das Basisdrehmoment im stationären Zustand eine Berechnungseinheit für eine Drehmomentempfindlichkeit sowie eine Berechnungseinheit für ein endgültiges Basisdrehmoment im stationären Zustand aufweist. Ein Messmodell steht mit dem Fahrzeugdatenbus in Verbindung und kompensiert Fehler, die mit Motorherstellungstoleranzen in Verbindung stehen. Eine Schätzeinheit für das Drehmoment im dynamischen Zustand steht mit zumindest einer der Einrichtungen Fahrzeugdatenbus, Messmodell und Schätzeinheit für das Drehmoment im stationären Zustand in Verbindung und erzeugt ein Signal für ein tatsächliches Motordrehmoment.
  • Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung umfassen die Motorbetriebseingaben ferner Signale bezüglich einer Luft pro Zylinder, einem nicht geführtem Zündzeitpunkt, einer Öltemperatur, einem Luft-/Kraftstoff-Verhältnis, einem Barometer, einem aktivierter Zylinder sowie Ansaugluftschätzsignalen. Die Schätzeinheit für das Drehmoment im stationären Zustand erzeugt zumindest eines der folgenden Signale: ein GPO-Empfindlichkeitssignal, ein Drehzahlempfindlichkeitssignal, ein Zündzeitpunktempfindlichkeitssignal sowie ein quadriertes Zündzeitpunktempfindlichkeitssignal. Die Schätzeinheit für das Drehmoment im stationären Zustand erzeugt ferner ein Signal für ein nicht geführtes Motordrehmoment. Die Schätzeinheit für das Drehmoment im stationären Zustand gibt ein Signal für das Motordrehmoment im stationären Zustand an die Schätzeinheit für das Drehmoment im dynamischen Zustand aus. Das Messmodell gibt ein Drehmomentschätzkorrektursignal an die Schätzeinheit für das Drehmoment im dynamischen Zustand aus. Die Schätzeinheit für das Drehmoment im dynamischen Zustand gibt das Signal für das tatsächliche Motordrehmoment aus.
  • Bei einer noch weiteren Ausführungsform umfasst die Berechnungseinheit für ein Basisdrehmoment im stationären Zustand, eine Temperaturkorrektureinheit für das Drehmoment im stationären Zustand sowie eine Luft/Kraftstoff-Korrektureinheit für das Drehmoment im stationären Zustand.
  • Die Berechnungseinheit für das Basisdrehmoment im stationären Zustand empfängt die Signale für die Drehzahl, den Zündzeitpunkt, den nicht geführten Zündzeitpunkt, die Verdünnungsschätzung sowie den GPO von dem Fahrzeugdatenbus und erzeugt die Empfindlichkeitssignale für den GPO, die Drehzahl, den Zündzeitpunkt sowie das quadrierte Zündzeitpunktsignal. Die Berechnungseinheit für das Basisdrehmoment im stationären Zustand erzeugt ein Signal für ein nicht geführtes Basismotordrehmoment, das an die Temperaturkorrektureinheit für das Drehmoment im stationären Zustand ausgegeben wird. Die Temperaturkorrektureinheit für das Drehmoment im stationären Zustand empfängt Öltemperatur- und GPO-Signale von dem Fahrzeugdatenbus und erzeugt ein Basissignal für ein nicht geführtes Drehmoment im stationären Zustand, das an die Luft/Kraftstoff-Korrektureinheit für das Drehmoment im stationären Zustand ausgegeben wird. Die Luft/Kraftstoff-Korrektureinheit für das Drehmoment im stationären Zustand erzeugt Signale für das nicht geführte Motordrehmoment sowie das Motordrehmoment im stationären Zustand.
  • Die Berechnungseinheit für die Drehmomentempfindlichkeit empfängt die Verdünnungsschätz- und Drehzahlsignale von dem Fahrzeugdatenbus und erzeugt die Empfindlichkeitssignale für den GPO, die Drehzahl, den Zündzeitpunkt sowie das quadrierte Zündzeitpunktsignal. Die Empfindlichkeitssignale werden in die Berechnungseinheit für das endgültige Basisdrehmoment im stationären Zustand eingegeben. Die Berechnungseinheit für das endgültige Basisdrehmoment im stationären Zustand empfangt die Signale bezüglich dem GPO, der Drehzahl, dem Zündzeitpunkt sowie dem nicht geführten Zündzeitpunkt von dem Fahrzeugdatenbus. Die Berechnungseinheit für das endgültige Basisdrehmoment im stationären Zustand berechnet Signale bezüglich dem nicht geführten Basisdrehmoment im stationären Zustand und dem Basisdrehmoment im stationären Zustand.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • 1 ein Blockschaltbild des ERTC-Drehmomentschätzsystems ist, das eine Schätzeinheit für das Drehmoment im stationären Zustand, ein Messmodell sowie eine Schätzeinheit für das Drehmoment im dynamischen Zustand gemäß der Erfindung umfasst;
  • 2 ein Blockschaltbild der Schätzeinheit für das Drehmoment im stationären Zustand von 1 ist, das eine Berechnungseinheit für das Basisdrehmoment im stationären Zustand, eine Temperaturkorrektureinheit für das Drehmoment im stationären Zustand und eine Luft/Kraftstoff-Korrektureinheit für das Drehmoment im stationären Zustand umfasst;
  • 3 ein Blockschaltbild der Berechnungseinheit für das Basisdrehmoment im stationären Zustand von 2 ist, das eine Drehmomentempfindlichkeitberechnungseinheit und eine Berechnungseinheit für das endgültige Basisdrehmoment im stationären Zustand umfasst;
  • 4 ein Blockschaltbild der Berechnungseinheit für das endgültige Basisdrehmoment im stationären Zustand von 3 ist; und
  • 5 ein Blockschaltbild der Drehmomentempfindlichkeitsberechnungseinheit von 3 ist.
  • Die vorliegende Erfindung verwendet direkte Eingaben, wie beispielsweise eine Drehzahl, eine Verdünnungsschätzung, einen Zündzeitpunkt, etc., die zur Motordrehzahl- und Drehmomentsteuerung (ERTC) erforderlich sind. Die vorliegende Erfindung wird mit einer AGR-Stellung als Verdünnungsschätzung beschrieben. Für Fachleute sei angemerkt, dass die Verdünnungsschätzung auch auf einer Stellung eines Nockenphasenstellers, einer Kombination der AGR-Stellung und der Stellung eines Nockenphasenstellers basieren kann oder eine beliebige andere Verdünnungsschätzung verwendet werden kann. Die vorliegende Erfindung kann Eingaben basierend auf angefordertem Drehmoment neu berechnen und ein Bremsmoment optimieren. Die vorliegende Erfindung schätzt ein Drehmoment basierend auf Drehmomentempfindlichkeiten basierend auf den folgenden Beziehungen: T = f(G, r, S, E, AF, OT, BARO) = (as·S + ar·r + aG·G + aE·E)·ηAF·ηcool Torque = Twarm·ηAF·ηcool Twarm = as·S + as2·S2 + ar·r + aG·G Twarm = (as + δas·E)·S + (as2 + δas2·E)·S2 + (ar + δar|E·E)·R + (ag + δag|E)·G wobei:
    as = as(R, B, #cyl);
    as2 = as2(R, B, #cyl);
    ar = ar(R, B, #cyl);
    ag = ag(R, B, #cyl);
    ηAF = ηAF(AF); und
    ηcoll = ηcoll(COOL, OT, GPO). wobei G der GPO ist, r die Drehzahl (RPM) ist, S die Verstellung des Zündzeitpunktes nach früh ist, E die Abgasrückführung (AGR) ist, AF das Luft/Kraftstoffverhältnis ist, OT die Öltemperatur ist, B und BARO der Luftdruck sind, aUsub_r eine Funktion ist, die durch RPM, BARO und die Anzahl von Zylindern definiert ist, n_sub_AF der Luft/Kraftstoff-Wirkungsgrad ist, COOL die Kühlmitteltemperatur ist, und n_sub_cool der Kühlungswirkungsgrad ist, der eine Funktion von OT, GPO und COOL ist.
  • Jedes Steuersystem ohne Rückkopplung besitzt einen Fehler, der mit Toleranzen bei der Motorherstellung in Verbindung steht. Mit anderen Worten existieren zwischen denselben Typen von Motoren Herstellungsunterschiede. Die vorliegende Erfindung sieht einen Rückkopplungsmechanismus vor, um diese Motorherstellungstoleranzen zu kompensieren. Die Kompensation basiert auf einem Modell des Drehmomentwandlers: Ttc = K2·R2 wobei K ein k-Faktor ist, der berechnet werden kann, indem das Drehmoment als Funktion der Motordrehzahl abgebildet wird, und R die RPM ist. Bei Bedingungen im stationären Zustand ist das Motordrehmoment gleich dem Drehmoment des Drehmomentwandlers.
  • Wie in 1 gezeigt ist, gibt ein Fahrzeugdatenbus 50 eine Vielzahl von Motorbetriebssignalen an eine Schätzeinheit 54 für das Drehmoment im stationären Zustand aus. Die Motorbetriebssignale umfassen bevorzugt Signale bezüglich dem GPO (Luft pro Zylinder), dem Zündzeitpunkt (spark), dem nicht geführten Zündzeitpunkt (unmng_spark), einer AGR-Stellung (egr_pos), der Öltemperatur (oil_temp), dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (air_fuel_ratio), dem Barometer (baro), dem aktivierten Zylinder (cyl_enabled) sowie der Drehzahl (rpm). Der Fahrzeugdatenbus 50 gibt auch ein Ansaugluftschätzsignal (Intake_air_est) an ein Messmodell 58 aus. Zusätzlich liefert der Fahrzeugdatenbus 50 Getriebe-/Schaltverhältnis- und Drehzahlsignale (gear) an die Schätzeinheit 60 für das Drehmoment im dynamischen Zustand.
  • Die Schätzeinheit 54 für das Drehmoment im stationären Zustand erzeugt Empfindlichkeitssignale, wie beispielsweise Empfindlichkeitssignale betreffend dem GPO (GPO_sens), der Drehzahl (RPM_sens), dem Zündzeitpunkt (spark_sens) sowie dem quadrierten Zündzeitpunktsignal (spark2_sens). Die Schätzeinheit 54 für das Drehmoment im stationären Zustand erzeugt auch ein Signal für ein nicht geführtes Motordrehmoment (eng_trq_unmng). Die Schätzeinheit 54 für das Drehmoment im stationären Zustand gibt ein Signal für das Motordrehmoment im stationären Zustand (eng_trq_ss) an die Schätzeinheit 60 für das Drehmoment im dynamischen Zustand aus. Das Messmodell 58 gibt ebenfalls ein Signal zur Korrektur der Drehmomentschätzung (trq_est_corr) an die Schätzeinheit 60 für das Drehmoment im dynamischen Zustand aus. Die Schätzeinheit 60 für das Drehmoment im dynamischen Zustand gibt ein Signal für das tatsächliche Motordrehmoment (eng_trq_act) aus.
  • In 2 ist die Schätzeinheit 54 für das Drehmoment im stationären Zustand detaillierter gezeigt und umfasst eine Berechnungseinheit 70 für ein Basisdrehmoment im stationären Zustand, eine Temperaturkorrektureinheit 74 für das Drehmoment im stationären Zustand sowie eine Luft/Kraftstoff-Korrektureinheit 78 für das Drehmoment im stationären Zustand. Die Berechnungseinheit 70 für das Basisdrehmoment im stationären Zustand empfängt die Signale bezüglich der Drehzahl (rpm), dem Zündzeitpunkt (spark), dem nicht geführten Zündzeitpunkt (unmng_spark), der AGR-Stellung (egr_pos) sowie dem GPO von dem Fahrzeugdatenbus 50. Die Berechnungseinheit 70 für das Basisdrehmoment im stationären Zustand erzeugt die Empfindlichkeitssignale, die die Empfindlichkeitssignale betreffend dem GPO (GPO_sens), der Drehzahl (RPM_sens), dem Zündzeitpunkt (spark_sens) und dem quadrierten Zündzeitpunktsignal (spark2_sens) umfassen.
  • Die Berechnungseinheit 70 für das Basisdrehmoment im stationären Zustand erzeugt auch ein Signal für ein nicht geführtes Basismotordrehmoment (ss_unmng_trq_base), das an die Temperaturkorrektureinheit 74 für das Drehmoment im stationären Zustand ausgegeben wird. Die Temperaturkorrektureinheit 74 für das Drehmoment im stationären Zustand empfängt die Signale für die Öltemperatur (oil_temp) sowie der Luft pro Zylinder (air_fuel_ratio) von dem Fahrzeugdatenbus 50. Die Temperaturkorrektureinheit 74 für das Drehmoment im stationären Zustand erzeugt ein Basissignal für das nicht geführte Drehmoment im stationären Zustand (ss_unmng_trq_base), das an die Luft/Kraftstoff-Korrektureinheit 78 für Drehmoment im stationären Zustand ausgegeben wird. Die Luft/Kraftstoff-Korrektureinheit 78 für das Drehmoment im stationären Zustand erzeugt Signale für ein nicht geführtes Motordrehmoment (eng_trq_unmng) und ein Motordrehmoment im stationären Zustand (eng_trq_ss).
  • In 3 ist die Berechnungseinheit 70 für das Basisdrehmoment im stationären Zustand von 2 detaillierter gezeigt und umfasst eine Berechnungseinheit 84 für eine Drehmomentempfindlichkeit und eine Berechnungseinheit 86 für ein endgültiges Basisdrehmoment im stationären Zustand. Die Berechnungseinheit 84 für die Drehmomentempfindlichkeit empfängt die Signale bezüglich der AGR-Stellung (egr_pos) und der Drehzahl (rpm) und erzeugt die Empfindlichkeitssignale, die die Empfindlichkeitssignale bezüglich dem GPO (GPO_sens), der Drehzahl (RPM_sens), dem Zündzeitpunkt (spark_sens) sowie quadriertes Zündzeitpunktsignal (spark2_sens) umfassen. Die Empfindlichkeitssignale werden in die Berechnungseinheit 86 für das endgültige Basisdrehmoment im stationären Zustand eingegeben, die auch die Signale betreffend dem GPO, der Drehzahl (rpm), dem Zündzeitpunkt (spark) sowie dem nicht geführten Zündzeitpunkt (unmng_spark) von dem Fahrzeugdatenbus 50 empfängt. Die Berechnungseinheit 86 für das endgültige Basisdrehmoment im stationären Zustand berechnet die Signale für ein nicht geführtes Basisdrehmoment im stationären Zustand (ss_unmng_trq_base) sowie ein Basisdrehmoment im stationären Zustand (ss_trq_base).
  • In 4 ist die Berechnungseinheit 86 für das endgültige Basisdrehmoment im stationären Zustand detaillierter gezeigt und umfasst Multiplizier- und Addierschaltungen. Eine erste Multipliziereinheit 90 multipliziert die GPa-(Luft pro Zylinder)-Signale und die GPO-Empfindlichkeitssignale (GPO_sensitivity). Ein Ausgang der Multipliziereinheit 90 wird einer ersten Addiereinheit 92 und einer zweiten Addiereinheit 94 zugeführt. Eine zweite Multipliziereinheit 96 multipliziert Drehzahlsignale (rpm) und Drehzahl-Empfindlichkeitssignale (RPM_sensitivity). Ein Ausgang der zweiten Multipliziereinheit 96 wird in die erste Addiereinheit 92 und die zweite Addiereinheit 94 eingegeben.
  • Eine dritte Multipliziereinheit 100 multipliziert Zündzeitpunktsignale (spark) und Zündzeitpunkt-Empfindlichkeitssignale (spark_sensitivity) und gibt das Produkt an die erste Addiereinheit 92 aus. Eine vierte Multipliziereinheit 102 multipliziert quadrierte Zündzeitpunktsignale (u2) sowie quadrierte Zündzeitpunkt-Empfindlichkeitssignale (spark2_sensitivity) und gibt das Produkt an die erste Addiereinheit 92 aus. Eine fünfte Multipliziereinheit 104 multipliziert das nicht geführte Zündzeitpunktsignal (unmng_spark) und das Zündzeitpunkt-Empfindlichkeitssignal (spark_sensitivity) und gibt das Produkt an die zweite Addiereinheit 94 aus. Eine sechste Multipliziereinheit 106 multipliziert die nicht geführten quadrierten Zündzeitpunktsignale (u2) und die quadrierten Zündzeitpunkt-Empfindlichkeitssignale (spark2_sensitivity) und gibt das Produkt an die zweite Addiereinheit 94 aus. Die erste Addiereinheit 92 gibt das Basissignal für das Drehmoment im stationären Zustand (ss_trq_base) aus. Die zweite Addiereinheit 94 gibt das Signal für das nicht geführte Basisdrehmoment im stationären Zustand (ss_unmng_trq_base) aus.
  • In 5 ist eine Berechnungseinheit 84 für die Drehmomentempfindlichkeit detaillierter gezeigt. Eine erste Multipliziereinheit 120 multipliziert eine AGR-Stellung (egr_pos) und einen Ausgang einer Nachschlagetabelle (LUT) 122 betreffend dem Zündzeitpunkt/der AGR-Empfindlichkeit (Sens SparkEGR). Auf die LUT 122 wird bevorzugt durch das Drehzahlsignal (rpm) zugegriffen. Die Multipliziereinheit 120 gibt ein Signal betreffend dem Zündzeitpunkt-/der AGR-Empfindlichkeit (SensSparkEGR) aus, das einer ersten Addiereinheit 124 zugeführt wird. Eine zweite Multipliziereinheit 130 multipliziert die AGR-Stellung (egr_pos) und einen Ausgang einer LUT 132 betreffend dem quadrierten Zündzeitpunktsignal/der AGR-Empfindlichkeit (Sens Spark2EGR). Auf die LUT 132 wird bevorzugt durch das Drehzahlsignal (rpm) zugegriffen. Die Multipliziereinheit 130 gibt ein Signal betreffend dem quadrierten Zündzeitpunktsignal/der AGR-Empfindlichkeit (SensSpark2EGR) aus, das an eine zweite Addiereinheit 134 zugeführt wird. Eine dritte Multipliziereinheit 140 multipliziert die AGR-Stellung (egr_pos) und einen Ausgang einer LUT 142 betreffend dem GPO/der AGR-Empfindlichkeit (SensGPOEGR). Auf die LUT 142 wird bevorzugt durch das Drehzahlsignal (rpm) zugegriffen. Die Multipliziereinheit 140 gibt ein Signal betreffend dem GPO/der AGR-Empfindlichkeit (SensGPOEGR) aus, das einer dritten Addiereinheit 144 zugeführt wird. Eine vierte Multipliziereinheit 150 multipliziert die AGR-Stellung (egr_pos) und einen Ausgang einer LUT 152 betreffend der Drehzahl/AGR-Empfindlichkeit (Sens RPMEGR). Auf die LUT 152 wird bevorzugt durch das Drehzahlsignal (rpm) zugegriffen. Die Multipliziereinheit 150 gibt ein Signal betreffend dem GPO/der AGR-Empfindlichkeit (SensRPMEGR) aus, das in eine dritte Addiereinheit 154 zugeführt wird.
  • Ein Zündzeitpunkt-Empfindlichkeitssignal (SensSpark) wird von einer LUT 158 erzeugt, auf die unter Verwendung des Drehzahlsignals (rpm) zugegriffen wird. Das Zündzeitpunkt-Empfindlichkeitssignal (SensSpark) wird in die erste Addiereinheit 124 eingegeben. Ein Ausgang der ersten Addiereinheit 124 ist das Zündzeitpunkt-Empfindlichkeitssignal (SparkSensitivity). Ein Empfindlichkeitssignal für quadrierte Zündzeitpunktsignale (SensSpark2) wird durch eine LUT 160 erzeugt, auf die durch das Drehzahlsignal (rpm) zugegriffen wird. Das Empfindlichkeitssignal für quadrierte Zündzeitpunktsignale (SensSpark2) wird in die zweite Addiereinheit 134 eingegeben. Ein Ausgang der zweiten Addiereinheit 134 ist das Empfindlichkeitssignal für quadrierte Zündzeitpunktsignale (Spark2Sensitivity). Ein GPO-Empfindlichkeitssignal (SensGPO) wird durch eine LUT 162 erzeugt, auf die unter Verwendung des Drehzahlsignals (rpm) zugegriffen wird. Das GPO-Empfindlichkeitssignal (SensGPO) wird in die dritte Addiereinheit 144 zugeführt. Ein Ausgang der dritten Addiereinheit 144 ist das GPO-Empfindlichkeitssignal (GPOSensitivity). Ein Drehzahlempfindlichkeitssignal (SensRPM) wird durch eine LUT 164 erzeugt, auf die unter Verwendung des Drehzahlsignals (rpm) zugegriffen wird. Das Drehzahl-Empfindlichkeitssignal (SensRPM) wird in die vierte Addiereinheit 154 eingegeben. Ein Ausgang der vierten Addiereinheit 154 ist das Drehzahl-Empfindlichkeitssignal (RPMSensitivity).
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht zusätzliche Funktionen, die bei Drehmomentschätzsystemen nach dem Stand der Technik nicht vorgesehen waren. Das Drehmomentschätzsystem der vorliegenden Erfindung besitzt Eingänge, wie beispielsweise die Drehzahl, die Abgasrückführung (AGR), Zündzeitpunkt und andere Signale, die für die Steuerung der Motordrehzahl und des Motordrehmomentes (ERTC) erforderlich sind. Das Drehmomentschätzsystem ist auch dazu in der Lage, Eingaben basierend auf einem angeforderten Drehmoment neu zu berechnen. Das Drehmomentschätzsystem optimiert auch ein Bremsmoment.
  • Zusammengefasst umfasst eine Motordrehmomentschätzeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung einen Fahrzeugdatenbus, der eine Vielzahl von Motorbetriebseingängen vorsieht, die zumindest einen aus Motordrehzahl, Zündzeitpunkt- und Verdünnungsschätzung umfassen. Eine Schätzeinheit für ein Drehmoment im stationären Zustand steht mit dem Fahrzeugdatenbus in Verbindung und erzeugt ein Signal für das Motordrehmoment im stationären Zustand. Ein Messmodell steht mit dem Fahrzeugdatenbus in Verbindung und kompensiert Fehler in Verbindung mit Variationen von Motor zu Motor. Eine Schätzeinheit für ein Drehmoment im dynamischen Zustand steht mit zumindest einer der Einrichtungen Fahrzeugdatenbus, Messmodell und Schätzeinrichtung für das Drehmoment im stationären Zustand in Verbindung und erzeugt ein Signal für ein tatsächliches Drehmoment.

Claims (16)

  1. Motordrehmomentschätzeinheit mit: einem Fahrzeugdatenbus, der eine Vielzahl von Motorbetriebseingängen vorsieht; ein Messmodell, das mit dem Fahrzeugdatenbus in Verbindung steht und Fehler infolge von Motorherstellungstoleranzen kompensiert, wobei die Motorbetriebseingänge zumindest ein Signal der folgenden Signale: Motordrehzahl-, Zündzeitpunkt- und Verdünnungsschätzsignale umfassen; und die Motordrehmomentschätzeinheit weiterhin umfasst: eine Schätzeinheit für ein Drehmoment im stationären Zustand, die mit dem Fahrzeugdatenbus in Verbindung steht und ein Signal für ein Motordrehmoment im stationären Zustand erzeugt, wobei die Schätzeinheit für das Drehmoment im stationären Zustand eine Berechnungseinheit für ein Basisdrehmoment im stationären Zustand aufweist, wobei die Berechnungseinheit für das Basisdrehmoment im stationären Zustand eine Drehmomentempfindlichkeitsberechnungseinheit und eine Berechnungseinheit für ein endgültiges Basisdrehmoment im stationären Zustand umfasst; und eine Schätzeinheit für ein Drehmoment im dynamischen Zustand, die mit zumindest einer der folgenden Einrichtungen: Fahrzeugdatenbus, Messmodell und Schätzeinheit für das Drehmoment im stationären Zustand in Verbindung steht und ein Signal eines tatsächlichen Drehmomentes erzeugt, wobei die Drehmomentempfindlichkeitsberechnungseinheit die Verdünnungsschätz- und die Drehzahlsignale von dem Fahrzeugdatenbus aufnimmt und Empfindlichkeitssignale für den GPO, die Drehzahl, den Zündzeitpunkt sowie ein quadriertes Zündzeitpunktsignal erzeugt.
  2. Motordrehmomentschätzeinheit nach Anspruch 1, wobei die Motorbetriebseingänge ferner zumindest ein Signal der folgenden Signale bezüglich einer Luft pro Zylinder, einem nicht geführter Zündzeitpunkt, einer Öltemperatur, einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, einem Barometer, einem aktivierte Zylinder sowie einer Ansaugluftschätzung umfassen.
  3. Motordrehmomentschätzeinheit nach Anspruch 2, wobei die Schätzeinheit für das Drehmoment im stationären Zustand zumindest ein Signal aus einem GPO-Empfindlichkeitssignal, einem Drehzahl-Empfindlichkeitssignal, einem Zündzeitpunkt-Empfindlichkeitssignal und einem Empfindlichkeitssignal bezüglich einem quadrierten Zündzeitpunktsignal erzeugt.
  4. Motordrehmomentschätzeinheit nach Anspruch 3, wobei die Schätzeinheit für das Drehmoment im stationären Zustand ferner ein Signal für ein nicht geführtes Motordrehmoment erzeugt.
  5. Motordrehmomentschätzeinheit nach Anspruch 4, wobei die Schätzeinheit für das Drehmoment im stationären Zustand ein Signal für das Motordrehmoment im stationären Zustand an die Schätzeinheit für das Drehmoment im dynamischen Zustand ausgibt.
  6. Motordrehmomentschätzeinheit nach Anspruch 5, wobei das Messmodell die Luftansaugschätzung empfängt und ein Drehmomentschätzkorrektursignal an die Schätzeinheit für das Drehmoment im stationären Zustand ausgibt, wobei die Schätzeinheit für das Drehmoment im dynamischen Zustand das Signal für ein tatsächliches Motordrehmoment ausgibt.
  7. Motordrehmomentschätzeinheit nach Anspruch 6, wobei die Berechnungseinheit für ein Basisdrehmoment im stationären Zustand, eine Temperaturkorrektureinheit für das Drehmoment im stationären Zustand und eine Luft/Kraftstoff-Korrektureinheit für das Drehmoment im stationären Zustand umfasst.
  8. Motordrehmomentschätzeinheit nach Anspruch 7, wobei die Berechnungseinheit für das Basisdrehmoment im stationären Zustand die Signale bezüglich der Drehzahl, dem Zündzeitpunkt, dem nicht geführtem Zündzeitpunkt, der Verdünnungsschätzung und dem GPO von dem Fahrzeugdatenbus empfängt und die Empfindlichkeitssignale für den GPO, die Drehzahl, den Zündzeitpunkt und das quadrierte Zündzeitpunktsignal erzeugt.
  9. Motordrehmomentschätzeinheit nach Anspruch 8, wobei die Berechnungseinheit für das Basisdrehmoment im stationären Zustand ein Signal für ein nicht geführtes Basismotordrehmoment erzeugt, das an die Temperaturkorrektureinheit für das Drehmoment im stationären Zustand ausgegeben wird.
  10. Motordrehmomentschätzeinheit nach Anspruch 9, wobei die Temperaturkorrektureinheit für das Drehmoment im stationären Zustand die Öltemperatur- und GPO-Signale von dem Fahrzeugdatenbus empfängt und ein Basissignal für das nicht geführte Drehmoment im stationären Zustand erzeugt, das an die Luft/Kraftstoff-Korrektureinheit für das Drehmoment im stationären Zustand ausgegeben wird.
  11. Motordrehmomentschätzeinheit nach Anspruch 10, wobei die Luft/Kraftstoff-Korrektureinheit für das Drehmoment im stationären Zustand das Luft/Kraftstoffverhältnissignal empfängt und Signale für das nicht geführte Motordrehmoment und das Motordrehmoment im stationären Zustand erzeugt.
  12. Motordrehmomentschätzeinheit nach Anspruch 11, wobei die Empfindlichkeitssignale in die Berechnungseinheit für das endgültige Basisdrehmoment im stationären Zustand eingegeben werden, und wobei die Berechnungseinheit für das endgültige Basisdrehmoment im stationären Zustand die Signale bezüglich dem GPO, der Drehzahl, dem Zündzeitpunkt sowie dem nicht geführten Zündzeitpunkt von dem Fahrzeugdatenbus empfängt.
  13. Motordrehmomentschätzeinheit nach Anspruch 12, wobei die Berechnungseinheit für das endgültige Basisdrehmoment im stationären Zustand Signale bezüglich des nicht geführten Basisdrehmoments im stationären Zustand und des Basisdrehmomentes im stationären Zustand berechnet.
  14. Motordrehmomentschätzeinheit nach Anspruch 13, wobei die Berechnungseinheit für das endgültige Basisdrehmoment im stationären Zustand umfasst: eine erste Multipliziereinheit, die das GPO-Signal und das GPO-Empfindlichkeitssignal multipliziert; eine zweite Multipliziereinheit, die das Drehzahl- und das Drehzahl-Empfindlichkeitssignal multipliziert; eine dritte Multipliziereinheit, die das Zündzeitpunktsignal und das Zündzeitpunkt-Empfindlichkeitssignal multipliziert; eine vierte Multipliziereinheit, die das quadriert Zündzeitpunktsignal sowie das Empfindlichkeitssignal für das quadrierte Zündzeitpunktsignal multipliziert; eine fünfte Multipliziereinheit, die das Signal für den nicht geführten Zündzeitpunkt und das Zündzeitpunkt-Empfindlichkeitssignal multipliziert; eine sechste Multipliziereinheit, die das Signal für das nicht geführte quadrierte Zündzeitpunktsignal und das Empfindlichkeitssignal für das quadrierte Zündzeitpunktsignal multipliziert; eine erste Addiereinrichtung mit einem Eingang, der mit Ausgängen der ersten, zweiten, dritten und vierten Multipliziereinheiten verbunden ist, und einen Ausgang aufweist, der das Signal für das Basisdrehmoment im stationären Zustand erzeugt; und eine zweite Addiereinheit mit einem Eingang, der mit Ausgängen der ersten, zweiten, fünften und sechsten Multipliziereinheiten verbunden ist, und einen Ausgang aufweist, der das Signal des nicht geführten Basisdrehmoments im stationären Zustand erzeugt.
  15. Motordrehmomentschätzeinheit nach Anspruch 14, wobei die Drehmomentempfindlichkeitsschätzeinheit umfasst: eine erste Multipliziereinheit, die das Verdünnungsschätzsignal und einen Ausgang einer Nachschlagetabelle (LUT) betreffend dem Zündzeitpunkt/der Verdünnungsschätz-Empfindlichkeit multipliziert, auf die durch das Drehzahlsignal zugegriffen wird, um ein Empfindlichkeitssignal betreffend dem Zündzeitpunkt/der Verdünnungsschätzungs-Empfindlichkeit zu erzeugen, das einer ersten Addiereinheit zugeführt wird; eine zweite Multipliziereinheit, die das Verdünnungsschätzsignal und einen Ausgang einer LUT betreffend dem quadrierten Zündzeitpunktsignal/der Verdünnungsschätzungs-Empfindlichkeit multipliziert, auf die durch das Drehzahlsignal zugegriffen wird, um ein Empfindlichkeitssignal betreffend dem quadriertem Zündzeitpunktsignal/der Verdünnungsschätzung zu erzeugen, das an einen zweiten Addierer zugeführt wird; eine dritte Multipliziereinheit, die das Verdünnungsschätzsignal und einen Ausgang einer LUT betreffend der GPO/Verdünnungsschätz-Empfindlichkeit multipliziert, auf die durch das Drehzahlsignal zugegriffen wird, um ein Empfindlichkeitssignal betreffend der GPO/Verdünnungsschätzung zu erzeugen, das einer dritten Addiereinheit zugeführt wird; und eine vierte Multipliziereinheit, die das Verdünnungsschätzsignal und einen Ausgang einer LUT betreffend der Drehzahl/Verdünnungsschätz-Empfindlichkeit multipliziert, auf die durch das Drehzahlsignal zugegriffen wird, um ein Empfindlichkeitssignal betreffend dem GPO/der Verdünnungsschätzung zu erzeugen, das einer vierten Addiereinheit zugeführt wird.
  16. Motordrehmomentschätzeinheit nach Anspruch 15, wobei die Drehmomentempfindlichkeitsberechnungseinheit umfasst: eine LUT betreffend der Zündzeitpunkt-Empfindlichkeit, auf die durch Verwendung des Drehzahlsignals zugegriffen wird und die einen Zündzeitpunkt-Empfindlichkeitseingang zu der ersten Addiereinheit erzeugt, wobei die erste Addiereinheit das Zündzeitpunkt-Empfindlichkeitssignal erzeugt; eine LUT betreffend der Empfindlichkeit für das quadrierte Zündzeitpunktsignal, auf die durch Verwendung des Drehzahlsignals zugegriffen wird und die einen Eingang bezüglich der Empfindlichkeit für das quadrierte Zündzeitpunktsignal zu der zweiten Addiereinheit erzeugt, wobei die zweite Addiereinheit das quadrierte Signal der Zündzeitpunkt-Empfindlichkeit ausgibt; eine LUT betreffend der GPO-Empfindlichkeit, auf die durch Verwendung des Drehzahlsignals zugegriffen wird und die einen Eingang betreffend der GPO-Empfindlichkeit zu der dritten Addiereinheit erzeugt, wobei die dritte Addiereinheit das GPO-Empfindlichkeitssignal erzeugt; und eine LUT betreffend der Drehzahl-Empfindlichkeit, auf die durch Verwendung des Drehzahlsignals zugegriffen wird und die einen Eingang betreffend der Drehzahl-Empfindlichkeit für die vierte Addiereinheit erzeugt, wobei die vierte Addiereinheit das Drehzahl-Empfindlichkeitssignal erzeugt.
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