DE102011016794B4 - Motorsteuersystem für eine Fahrerdrehmomentanforderung - Google Patents

Abstract

Motorsteuersystem (200), das umfasst: ein Minimaldrehmomentmodul (430, 438), das ein erstes minimales Antriebsdrehmoment basierend auf einem zweiten minimalen Antriebsdrehmoment, wenn sich eine Drehmomentwandlerkupplung in einem entriegelten Zustand befindet, oder basierend auf einem dritten minimalen Antriebsdrehmoment ermittelt, wenn sich eine Drehmomentwandlerkupplung in einem verriegelten Zustand befindet; ein Nullpedal-Drehmomentmodul (424), das ein Nullpedaldrehmoment selektiv gleich dem ersten minimalen Antriebsdrehmoment setzt; ein Pedalanforderungsmodul (302), das eine Pedaldrehmomentanforderung basierend auf einer Gaspedalposition, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Nullpedaldrehmoment ermittelt; ein Fahreranforderungsmodul (314), das eine Fahrer-Achsendrehmomentanforderung basierend auf der Pedaldrehmomentanforderung ermittelt; ein Formungsmodul (324), das die Fahrer-Achsendrehmomentanforderung selektiv formt und das eine geformte Fahrer-Achsendrehmomentanforderung basierend auf der Fahrer-Achsendrehmomentanforderung ermittelt; ein Umwandlungsmodul (330), welches das erste minimale Antriebsdrehmoment in ein minimales Achsendrehmoment umwandelt; und ein Modul (326) für eine endgültige Fahreranforderung, das eine endgültige Fahrer-Achsendrehmomentanforderung gleich einem größeren von der geformten Fahrer-Achsendrehmomentanforderung und dem minimalen Achsendrehmoment setzt.

Description

• GEBIET
• Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Fahrerdrehmomentanforderungen.
• HINTERGRUND
• Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoffgemisch in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Eine Luftströmung in den Motor wird mittels einer Drossel geregelt. Spezieller stellt die Drossel eine Drosselfläche ein, was die Luftströmung in den Motor vergrößert oder verkleinert. Wenn die Drosselfläche zunimmt, nimmt die Luftströmung in den Motor zu. Ein Kraftstoffsteuersystem stellt die Rate ein, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, um ein Soll-Luft/Kraftstoffgemisch an die Zylinder zu liefern. Eine Erhöhung der Luft und des Kraftstoffs für die Zylinder vergrößert die Drehmomentabgabe des Motors.
• Motorsteuersysteme wurden entwickelt, um die Motordrehmomentausgabe zum Erreichen eines vorausgesagten Soll-Drehmoment zu steuern. Herkömmliche Motorsteuersysteme steuern die Motordrehmomentabgabe jedoch nicht so genau wie gewünscht. Ferner liefern herkömmliche Motorsteuersysteme kein so schnelles Ansprechen auf Steuersignale, wie es gewünscht ist, oder sie stimmen die Motordrehmomentsteuerung nicht zwischen verschiedenen Einrichtungen ab, welche die Motordrehmomentabgabe beeinflussen.
• In der nachveröffentlichten DE 10 2010 008 314 A1 ist ein Motorsteuersystem beschrieben, bei welchem ein Nullpedaldrehmoment anhand eines minimalen Antriebsdrehmoments festgelegt wird und eine Pedaldrehmomentanforderung basierend auf einer Gaspedalposition, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Nullpedaldrehmoment ermittelt wird. Eine Fahrer-Achsendrehmomentanforderung wird basierend auf der Pedaldrehmomentanforderung ermittelt. Ferner formt ein Formungsmodul die Fahrer-Achsendrehmomentanforderung selektiv in eine geformte Fahrer-Achsendrehmomentanforderung um.
• Die DE 2009 019 834 A1 beschreibt ein ähnliches Motorsteuersystem.
• Auch in Robert Bosch GmbH (Herausgeber): Ottomotor-Management, Wiesbaden, Vieweg-Verlag, 2. Auflage, 2003, Seite 294 bis 303 ist ein ähnliches Motorsystem beschrieben.
• Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steuersystem für einen Motor zu schaffen, mit dem ein Abwürgen des Motors auch bei einer schnellen Änderung einer Drehmomentanforderung eines Fahrers bzw. einer Gaspedalstellung verhindert und der Kraftstoffverbrauch des Motors verringert wird.
• ZUSAMMENFASSUNG
• Diese Aufgabe wird durch ein Motorsteuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Ein Minimaldrehmomentmodul des erfindungsgemäßen Motorsteuersystems ermittelt ein erstes minimales Antriebsdrehmoment selektiv basierend auf einem zweiten und einem dritten minimalen Antriebsdrehmoment, wenn sich eine Drehmomentwandlerkupplung in einem entriegelten bzw. in einem verriegelten Zustand befindet. Ein Nullpedal-Drehmomentmodul setzt ein Nullpedaldrehmoment selektiv gleich dem ersten minimalen Antriebsdrehmoment. Ein Pedalanforderungsmodul ermittelt eine Pedaldrehmomentanforderung basierend auf einer Gaspedalposition, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Nullpedaldrehmoment. Ein Fahreranforderungsmodul ermittelt eine Fahrer-Achsendrehmomentanforderung basierend auf der Pedaldrehmomentanforderung. Ein Formungsmodul formt die Fahrer-Achsendrehmomentanforderung selektiv in eine geformte Fahrer-Achsendrehmomentanforderung um. Ein Umwandlungsmodul wandelt das erste minimale Antriebsdrehmoment in minimales Achsendrehmoment um. Ein Modul für eine endgültige Fahreranforderung setzt eine endgültige Fahrer-Achsendrehmomentanforderung gleich einem größeren von der geformten Fahrer-Achsendrehmomentanforderung und dem minimalen Achsendrehmoment.
• Ein nicht beanspruchtes Motorsteuerverfahren umfasst: dass ein erstes minimales Antriebsdrehmoment selektiv basierend auf einem zweiten und einem dritten minimalen Antriebsdrehmoment ermittelt wird, wenn sich eine Drehmomentwandlerkupplung in einem entriegelten bzw. in einem verriegelten Zustand befindet; dass ein Nullpedaldrehmoment selektiv gleich dem ersten minimalen Antriebsdrehmoment gesetzt wird; dass eine Pedaldrehmomentanforderung basierend auf einer Gaspedalposition, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Nullpedaldrehmoment ermittelt wird; dass eine Fahrer-Achsendrehmomentanforderung basierend auf der Pedaldrehmomentanforderung ermittelt wird; dass die Fahrer-Achsendrehmomentanforderung selektiv geformt wird; dass eine geformte Fahrer-Achsendrehmomentanforderung basierend auf der Fahrer-Achsendrehmomentanforderung ermittelt wird; dass das erste minimale Antriebsdrehmoment in ein minimales Achsendrehmoment umgewandelt wird; und dass eine endgültige Fahrer-Achsendrehmomentanforderung gleich einem größeren von der geformten Fahrer-Achsendrehmomentanforderung und dem minimalen Achsendrehmoment gesetzt wird.
• Gemäß noch anderen Merkmalen werden die vorstehend beschriebenen Systeme und Verfahren durch ein Computerprogramm implementiert, das durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann sich auf einem zugreifbaren, computerlesbaren Medium befinden, wie beispielsweise einem Speicher, einem nicht flüchtigen Datenspeicher und/oder anderen geeigneten zugreifbaren Speichermedien, ohne auf diese beschränkt zu sein.
• KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:
• 1 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
• 2 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Motorsteuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
• 3 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Fahrer-Achsendrehmomentmoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
• 4 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines Steuermoduls für Umdrehungen pro Minute (RPM-Steuermoduls) gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist; und
• 5A–5C ein beispielhaftes Verfahren zum Ermitteln einer endgültigen Fahrer-Achsendrehmomentanforderung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellten.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
• Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis der Schaltungslogik und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
• Ein Steuermodul eines Fahrzeugs kann eine Drehmomentabgabe eines Motors basierend auf einer endgültigen Fahrer-Achsendrehmomentanforderung steuern. Die endgültige Fahrer-Achsendrehmomentanforderung befindet sich in einer Achsendrehmomentdomäne, was bedeutet, dass sich die endgültige Fahrer-Achsendrehmomentanforderung auf ein Drehmoment an einem oder mehreren Rädern oder Achsen des Fahrzeugs bezieht. Die endgültige Fahrer-Achsendrehmomentanforderung kann unter Verwendung einer oder mehrer Berechnungen, Umwandlungen, Begrenzungen, Auswahlen und/oder anderer geeigneter Schätzungen ermittelt werden.
• Lediglich beispielhaft kann eine Pedaldrehmomentanforderung basierend auf einer Gaspedalposition, einem Nullpedaldrehmoment und anderen Parametern ermittelt werden. Im Gegensatz zu der endgültigen Fahrer-Achsendrehmomentanforderung befindet sich die Pedaldrehmomentanforderung in einer Antriebsdrehmomentdomäne. Die Pedaldrehmomentanforderung kann in die Achsendrehmomentdomäne umgewandelt werden, mit Fahrerdrehmomentanforderungen vermittelt werden und in die endgültige Fahrer-Achsendrehmomentanforderung umgeformt werden.
• Das Steuermodul der vorliegenden Offenbarung begrenzt die endgültige Fahrer-Achsendrehmomentanforderung auf ein minimales Fahrbarkeits-Achsendrehmoment. Das Steuermodul kann das minimale Fahrbarkeits-Achsendrehmoment variieren, um ein Abwürgen des Motors zu verhindern und den Kraftstoffverbrauch zu verringern. Das Begrenzen der endgültigen Fahrer-Achsendrehmomentanforderung auf das minimale Fahrbarkeits-Achsendrehmoment kann ein Abwürgen des Motors verhindern, indem sichergestellt wird, dass genügend Drehmoment vorhanden ist, um die in dem Getriebe verfügbare Kapazität zum Antreiben der Motordrehung zu tragen. Das Begrenzen der endgültigen Fahrer-Achsendrehmomentanforderung auf das minimale Fahrbarkeits-Achsendrehmoment kann den Kraftstoffverbrauch verringern, indem ermöglicht wird, dass das Steuermodul zu einer frühesten Zeit in eine Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltung (DFCO) eintritt. Das Begrenzen der endgültigen Fahrer-Achsendrehmomentanforderung auf das minimale Fahrbarkeits-Achsendrehmoment kann den Kraftstoffverbrauch zusätzlich oder alternativ verringern, indem ermöglicht wird, dass das Steuermodul ein regeneratives Bremsen zu einer frühesten Zeit ausführt.
• Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems 100 dargestellt. Das Motorsystem 100 weist einen Motor 102 auf, der ein Luft/Kraftstoffgemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug basierend auf Fahrereingaben von einem Fahrereingabemodul 104 zu erzeugen. Die Fahrereingaben können beispielsweise eine oder mehrere Gaspedalpositionen (APPs), die durch APP-Sensoren (nicht gezeigt) gemessen werden, eine oder mehrere Bremspedalpositionen (BPPs), die durch BPP-Sensoren (nicht gezeigt) gemessen werden, und eine Tempomat-Drehmomentanforderung umfassen, die durch ein Tempomatsystem (nicht gezeigt) geliefert wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Tempomatsystem ein adaptives Tempomatsystem umfassen, das eine vorbestimmte Nachfolgedistanz aufrechterhält. Die Fahrereingaben können auch eine Position eines Hebels für Parken, Rückwärts, Neutral und Fahren (PRNDL) und andere geeignete Eingaben umfassen.
• Luft wird durch ein Drosselventil 112 in einen Einlasskrümmer 110 eingelassen. Lediglich beispielhaft kann das Drosselventil 112 ein Schmetterlingsventil mit einem rotierbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 116, welches das Öffnen des Drosselventils 112 regelt, um die Luftmenge zu steuern, die in den Einlasskrümmer 110 eingelassen wird.
• Luft aus dem Einlasskrümmer 110 wird in einen oder mehrere Zylinder des Motors 102 eingelassen. Obgleich der Motor 102 mehr als einen Zylinder aufweisen kann, ist zu Darstellungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Lediglich beispielhaft kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder aufweisen. Das ECM 114 kann ein Zylinder-Aktuatormodul 120 anweisen, einige der Zylinder selektiv zu deaktivieren, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter bestimmten Umständen verbessern kann.
• Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertakt-Motorzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachstehend beschrieben sind, können als der Einlasstakt, der Kompressionstakt, der Verbrennungstakt und der Auslasstakt bezeichnet werden. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) treten zwei der vier Takte in dem Zylinder 118 auf. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen für den Zylinder 118 notwendig, um alle vier der Takte eines Motorzyklus zu durchlaufen.
• Während des Einlasstakts wird Luft aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 eingelassen. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann an einem zentralen Ort oder an mehreren Orten, wie z. B. in der Nähe des Einlassventils bzw. der Einlassventile jedes der Zylinder, in den Einlasskrümmer 110 eingespritzt werden. Bei verschiedenen Implementierungen (nicht gezeigt) kann Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in Mischkammern, die den Zylindern zugeordnet sind, eingespritzt werden. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 kann die Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder stoppen, die deaktiviert sind.
• Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoffgemisch. Während des Kompressionstakts komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoffgemisch. Basierend auf einem Signal von dem ECM 114 aktiviert ein Zündfunken-Aktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 in dem Zylinder 118, welche das Luft/Kraftstoffgemisch zündet. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu der Zeit spezifiziert werden, zu der sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet wird.
• Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann durch ein Zeitpunktsignal gesteuert werden, das spezifiziert, wie weit vor oder nach dem TDC der Zündfunken erzeugt werden soll. Da die Kolbenposition direkt auf die Kurbelwellenposition bezogen ist, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen.
• Die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs in einem Zylinder kann als ein Zündungsereignis bezeichnet werden. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann die Fähigkeit aufweisen, den Zeitpunkt des Zündfunkens für jedes Zündungsereignis zu variieren. Zusätzlich kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Fähigkeit aufweisen, den Zeitpunkt des Zündfunkens für ein gegebenes Zündungsereignis sogar dann zu variieren, wenn eine Änderung in dem Zeitpunktsignal nach einem Zündungsereignis eines Zylinders unmittelbar vor einem gegebenen Zündungsereignis empfangen wird.
• Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemischs den Kolben weg von der TDC-Position, wodurch die Drehung der Kurbelwelle angetrieben wird. Der Verbrennungstakt kann als die Zeit zwischen dem Erreichen des TDC durch den Kolben und der Zeit definiert werden, zu welcher der Kolben die unterste Position erreicht, die als unterer Totpunkt (BDC) bezeichnet werden kann. Während des Auslasstakts bewegt sich der Kolben in Richtung der TDC-Position, und er treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 134 aus dem Fahrzeug ausgestoßen.
• Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle 140) mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) für den Zylinder 118 und/oder die Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) mehrerer Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle 142) mehrere Auslassventile für den Zylinder 118 und/oder die Auslassventile (einschließlich des Auslassventils 130) für mehrere Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern.
• Das Zylinder-Aktuatormodul 120 kann den Zylinder 118 deaktivieren, indem das Öffnen des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 abgeschaltet wird. Bei verschiedenen anderen Implementierungen können das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 durch andere Einrichtungen als Nockenwellen gesteuert werden, wie beispielsweise durch elektromagnetische Aktuatoren.
• Die Zeit, zu der das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann durch einen Einlass-Nockenphasensteller 148 bezogen auf die TDC-Position variiert werden. Die Zeit, zu der das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann durch einen Auslass-Nockenphasensteller 150 bezogen auf die TDC-Position variiert werden. Ein Phasensteller-Aktuatormodul 158 kann den Einlass-Nockenphasensteller 148 und den Auslass-Nockenphasensteller 150 basierend auf Signalen von dem ECM 114 steuern. Wenn sie implementiert sind, können Technologien für eine variable Ventilbetätigung (VVA-Technologien, nicht gezeigt) ebenso durch das Phasensteller-Aktuatormodul 158 gesteuert werden.
• Das Motorsystem 100 kann eine Ladedruckeinrichtung aufweisen, die unter Druck stehende Luft an den Einlasskrümmer 110 liefert. Beispielsweise zeigt 1 einen Turbolader, der eine heiße Turbine 160-1 aufweist, die durch heiße Abgase angetrieben wird, die durch das Abgassystem 134 strömen. Der Turbolader weist auch einen von der Turbine 160-1 angetriebenen Kompressor 160-2 für kalte Luft auf, der Luft komprimiert, die in das Drosselventil 112 geführt wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein von der Kurbelwelle angetriebener Turbokompressor (nicht gezeigt) Luft von dem Drosselventil 112 komprimieren und die komprimierte Luft an den Einlasskrümmer 110 liefern.
• Ein Ladedruck-Regelventil 162 (z. B. ein Turbo-Bypassventil) kann dem Abgas ermöglichen, an der Turbine 160-1 vorbeizuströmen, wodurch der Ladedruck verringert wird, der durch den Turbolader geliefert wird. Der Ladedruck kann beispielsweise die Differenz zwischen dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 und dem Druck in einem Einlasskrümmer eines selbstsaugenden Motors unter denselben Betriebsbedingungen umfassen.
• Das ECM 114 kann den Ladedruck des Turboladers mittels eines Ladedruck-Aktuatormoduls 164 steuern. Lediglich beispielhaft kann das Ladedruck-Aktuatormodul 164 den Ladedruck des Turboladers modulieren, indem die Position des Ladedruck-Regelventils 162 gesteuert wird. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Turbolader durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden. Der Turbolader kann eine variable Geometrie aufweisen, die durch das Ladedruck-Aktuatormodul 164 gesteuert werden kann.
• Ein Zwischenkühler (nicht gezeigt) kann einen Teil der in der komprimierten Luftladung enthaltenen Wärme dissipieren, die erzeugt wird, wenn die Luft komprimiert wird. Die komprimierte Luftladung kann auch Wärme von Komponenten des Abgassystems 134 absorbiert haben. Obwohl sie zu Darstellungszwecken getrennt gezeigt sind, können die Turbine 160-1 und der Kompressor 160-2 in der Nähe des Orts der Turbine 160-1 aneinander befestigt sein und die Einlassluft in die unmittelbare Nähe des heißen Abgases bringen.
• Das Motorsystem 100 kann ein Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 170 aufweisen, das Abgas selektiv zurück zu dem Einlasskrümmer 110 leitet. Das AGR-Ventil 170 kann stromaufwärts der Turbine 160-1 des Turboladers angeordnet sein. Das AGR-Ventil 170 kann durch ein AGR-Aktuatormodul 172 gesteuert werden.
• Das Motorsystem 100 kann die Drehzahl der Kurbelwelle in Umdrehungen pro Minute (RPM) unter Verwendung eines RPM-Sensors 178 messen. Die Drehzahl der Kurbelwelle (d. h. die RPM) kann auch als die Motordrehzahl oder die Motorausgangsdrehzahl bezeichnet werden.
• Das Motorsystem 100 kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter Verwendung eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 180 messen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann beispielsweise basierend auf einer Getriebe-Ausgangswellendrehzahl (TOSS), einer oder mehreren Raddrehzahlen oder einem anderen geeigneten Maß der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden. Die Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in dem Motor 102 oder an anderen Orten angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkuliert, wie z. B. einem Kühler (nicht gezeigt).
• Der Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorunterdruck gemessen werden, wobei der Motorunterdruck eine Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 umfasst. Die Luftmassenströmungsrate in den Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Luftmassenströmungssensors (MAF-Sensors) 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselventil 112 umfasst.
• Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 190 überwachen. Die Temperatur der Luft, die in den Motor 102 eingelassen wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann die IAT als eine Umgebungslufttemperatur verwendet werden. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
• Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul 194 in Verbindung stehen, um den Betrieb des Motors 102 mit einem Getriebe (nicht gezeigt) abzustimmen. Beispielsweise kann das ECM 114 das Motorausgangsdrehmoment für einen Gangwechsel in dem Getriebe verringern. Das von dem Motor 102 abgegebene Drehmoment kann mittels einer Drehmomentübertragungseinrichtung (nicht gezeigt), wie beispielsweise eines Drehmomentwandlers, an das Getriebe abgegeben werden.
• Das Getriebesteuermodul 194 kann auch Daten gemeinsam mit dem ECM 114 nutzen, wie beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis, das in dem Getriebe ausgewählt ist, und einen angewiesenen Zustand einer Drehmomentwandlerkupplung (TCC, nicht gezeigt) des Drehmomentwandlers. Lediglich beispielhaft kann der Zustand der TCC einen verriegelten Zustand oder einen entriegelten Zustand umfassen.
• Der Zustand der TCC kann auf einen Betrag eines TCC-Schlupfs bezogen werden. Der TCC-Schlupf kann sich auf eine Differenz zwischen der RPM und einer Getriebe-Ausgangswellendrehzahl beziehen. Es kann gesagt werden, dass sich die TCC in einem verriegelten Zustand befindet, wenn der TCC-Schlupf ungefähr Null ist. Es kann ebenso gesagt werden, dass sich die TCC in dem verriegelten Zustand befindet, wenn der TCC-Schlupf auf weniger als einen vorbestimmten Schlupf (z. B. 15 Umdrehungen pro Minute) gesteuert wird. Der vorbestimmte Schlupf kann während Gangwechselereignissen größer sein. Es kann gesagt werden, dass sich die TCC in dem entriegelten Zustand befindet, wenn der TCC-Schlupf größer als der vorbestimmte Schlupf ist.
• Das ECM 114 kann auch mit einem Hybridsteuermodul 196 in Verbindung stehen, um den Betrieb des Motors 102 und eines Elektromotors 198 abzustimmen. Der Elektromotor 198 kann auch als ein Generator funktionieren, und er kann selektiv verwendet werden, um elektrische Energie zur Verwendung durch elektrische Systeme des Fahrzeugs und/oder zur Speicherung in einer Batterie zu erzeugen. Der Elektromotor 198 kann auch als ein Anlasser funktionieren, um die Drehung der Kurbelwelle zum Starten des Motors 102 anzutreiben. Der Elektromotor 198 kann auch als ein Antriebsaggregat zum Ergänzen/Unterstützen des Motors 102 funktionieren.
• Der Ausgang des Elektromotors 198 kann mit der Kurbelwelle des Motors 102 beispielsweise durch einen Riemen verbunden sein. Der Elektromotor 198 kann als ein riemengetriebener Lichtmaschinen-Starter (BAS) bezeichnet werden. Dementsprechend kann der Elektromotor 198 den Betrag des Drehmoments beeinflussen, das dem Getriebe zugeführt wird. Bei verschiedenen Implementierungen können verschiedene Funktionen des ECM 114, des Getriebesteuermoduls 194 und des Hybridsteuermoduls 196 in ein oder mehrere Module integriert werden.
• Ein Motoraktuator variiert einen oder mehrere Motorparameter, indem ein zugeordneter Aktuatorwert gesteuert wird. Lediglich beispielhaft kann das Drossel-Aktuatormodul 116 als ein Motoraktuator bezeichnet werden, und die Drosselöffnungsfläche kann als der zugeordnete Aktuatorwert bezeichnet werden. In dem Beispiel von 1 erreicht das Drossel-Aktuatormodul 116 die Drosselöffnungsfläche, indem ein Winkel des Blatts des Drosselventils 112 angepasst wird.
• Auf ähnliche Weise kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 als ein Motoraktuator bezeichnet werden, während sich der zugeordnete Aktuatorwert auf den Betrag der Zündfunkenvorverstellung relativ zu dem Zylinder-TDC beziehen kann. Andere Motoraktuatoren können das Zylinder-Aktuatormodul 120, das Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das Phasensteller-Aktuatormodul 158, das Ladedruck-Aktuatormodul 164 und das AGR-Aktuatormodul 172 umfassen. Für diese Motoraktuatoren können die zugeordneten Aktuatorwerte die Anzahl der aktivierten Zylinder, die Kraftstoffzufuhrrate, die Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerwinkel, den Ladedruck bzw. die AGR-Ventilöffnungsfläche umfassen. Das ECM 114 kann die Aktuatorwerte steuern, um zu bewirken, dass der Motor 102 ein Soll-Motorausgangsdrehmoment erzeugt, und um Soll-Motoparameter zu erreichen.
• Nun auf 2 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsteuersystems 200 dargestellt. Eine beispielhafte Implementierung des ECM 114 umfasst ein Fahrer-Achsendrehmomentmodul 202. Das Fahrer-Achsendrehmomentmodul 202 kann eine endgültige Fahrer-Achsenanforderung ermitteln, wie nachstehend in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen von 3 und 4 diskutiert wird.
• Ein Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 vermittelt zwischen der Fahrer-Achsendrehmomentanforderung von dem Fahrer-Achsendrehmomentmodul 202 und anderen Achsendrehmomentanforderungen. Die anderen Achsendrehmomentanforderungen können eine Drehmomentverringerung umfassen, die von einem Traktionssteuersystem angefordert wird, wenn ein positiver Radschlupf detektiert wird. Ein positiver Radschlupf kann auftreten, wenn das Achsendrehmoment (d. h. ein Drehmoment an den Rädern) die Reibung zwischen den Rädern und der Straßenoberfläche überwindet und die Räder bezogen auf die Straßenoberfläche in einer Vorwärtsrichtung rutschen. Die anderen Achsendrehmomentanforderungen können auch eine Anforderung einer Drehmomentzunahme umfassen, die einem negativen Radschlupf entgegenwirkt, bei dem ein Reifen des Fahrzeugs bezogen auf die Straßenoberfläche in der Rückwärtsrichtung rutscht, da das Achsendrehmoment negativ ist.
• Die anderen Achsendrehmomentanforderungen können auch Bremsmanagementanforderungen und Drehmomentanforderungen aufgrund überhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen. Bremsmanagementanforderungen können eine Verringerung des Motordrehmoments anfordern, um sicherzustellen, dass das Motorausgangsdrehmoment nicht die Fähigkeit der Bremsen übersteigt, das Fahrzeug zu halten, wenn das Fahrzeug gestoppt wird. Die Drehmomentanforderungen aufgrund überhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit können eine Verringerung des Motordrehmoments anfordern, um zu verhindern, dass das Fahrzeug eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet. Die anderen Achsendrehmomentanforderungen können auch von Fahrzeugstabilitäts-Kontrollsystemen erzeugt werden.
• Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 gibt eine vorausgesagte Drehmomentanforderung und eine Momentandrehmomentanforderung basierend auf den Ergebnissen einer Vermittlung zwischen den empfangenen Drehmomentanforderungen aus. Wie nachstehend beschrieben ist, können die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung von dem Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 durch andere Module des ECM 114 selektiv angepasst werden, bevor sie verwendet werden, um Aktuatoren des Motors 102 zu steuern.
• Allgemein ausgedrückt ist die Momentandrehmomentanforderung der Betrag des derzeitigen Soll-Motorausgangsdrehmoments, und die vorausgesagte Drehmomentanforderung ist der Betrag des Motorausgangsdrehmoments, der kurzfristig benötigt werden kann. Das ECM 114 steuert daher den Motor 102, um das Motorausgangsdrehmoment zu erreichen. Verschiedene Kombinationen von Aktuatorwerten können jedoch zu demselben Motorausgangsdrehmoment führen. Das ECM 114 kann daher einen oder mehrere der Aktuatorwerte steuern, um einen schnelleren Übergang zu der vorausgesagten Drehmomentanforderung zu ermöglichen, während das Motorausgangsdrehmoment weiterhin bei der Momentdrehmomentanforderung gehalten wird.
• Bei verschiedenen Implementierungen kann die vorausgesagte Drehmomentanforderung auf der Fahrer-Achsendrehmomentanforderung basieren. Die Momentandrehmomentanforderung kann kleiner als die vorausgesagte Drehmomentanforderung sein, beispielsweise wenn die Fahrer-Achsendrehmomentanforderung auf einer vereisten Oberfläche (d. h. einer Oberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten) einen positiven Radschlupf verursacht. In einem solchen Fall kann ein Traktionssteuersystem (nicht gezeigt) eine Verringerung des Motordrehmoments mittels der Momentandrehmomentanforderung anfordern, und das ECM 114 verringert das Motorausgangsdrehmoment auf die Momentandrehmomentanforderung. Das ECM 114 steuert die Aktuatorwerte jedoch derart, dass der Motor 102 die Erzeugung der vorausgesagten Drehmomentanforderung schnell wieder aufnehmen kann, sobald der Radschlupf aufhört.
• Die Differenz zwischen der Momentandrehmomentanforderung und der vorausgesagten Drehmomentanforderung kann als eine Drehmomentreserve bezeichnet werden. Die Drehmomentreserve repräsentiert den Betrag eines zusätzlichen Drehmoments, den der Motor 102 mit einer minimalen Verzögerung zu erzeugen beginnen kann. Schnelle Motoraktuatoren werden verwendet, um das Motorausgangsdrehmoment zu erhöhen oder zu verringern, um die Momentandrehmomentanforderung zu erreichen. Nachstehend ist detaillierter beschrieben, wie schnelle Motoraktuatoren im Gegensatz zu langsamen Motoraktuatoren definiert sind.
• Bei verschiedenen Implementierungen können die schnellen Motoraktuatoren das Motorausgangsdrehmoment in einem Bereich variieren, wobei der Bereich durch die langsamen Motoraktuatoren festgelegt wird. Bei solchen Implementierungen ist die obere Grenze des Bereichs die vorausgesagte Drehmomentanforderung, während die untere Grenze des Bereichs durch die Drehmomentkapazität der schnellen Motoraktuatoren begrenzt ist. Lediglich beispielhaft können die schnellen Motoraktuatoren das Motorausgangsdrehmoment nur um einen ersten Betrag verringern, wobei der erste Betrag ein Maß für die Drehmomentkapazität der schnellen Aktuatoren ist. Der erste Betrag kann basierend auf Motorbetriebsbedingungen variieren, die durch die langsamen Motoraktuatoren festgelegt werden. Wenn die Momentandrehmomentanforderung innerhalb des Bereichs liegt, können die schnellen Motoraktuatoren eingestellt werden, um zu bewirken, dass das Motorausgangsdrehmoment gleich der Momentandrehmomentanforderung ist. Wenn das ECM 114 anfordert, dass das Motorausgangsdrehmoment gleich der vorausgesagten Drehmomentanforderung ist, können die schnellen Motoraktuatoren gesteuert werden, um das Motorausgangsdrehmoment bis zum dem Spitzenwert des Bereichs zu variieren, der die vorausgesagte Drehmomentanforderung ist.
• Allgemein ausgedrückt können die schnellen Motoraktuatoren das Motorausgangsdrehmoment im Vergleich zu den langsamen Motoraktuatoren schneller verändern. Die langsamen Motoraktuatoren können langsamer als die schnellen Motoraktuatoren auf Änderungen ihrer jeweiligen Aktuatorwerte ansprechen. Ein langsamer Motoraktuator kann beispielsweise mechanische Komponenten umfassen, die Zeit erfordern, um sich in Ansprechen auf eine Änderung des Aktuatorwerts von einer Position in eine andere zu bewegen.
• Ein langsamer Motoraktuator kann auch durch die Zeitspanne charakterisiert werden, die benötigt wird, damit das Motorausgangsdrehmoment anspricht, sobald der langsame Motoraktuator den veränderten Aktuatorwert zu implementieren beginnt. Allgemein wird diese Ansprechzeit für langsame Motoraktuatoren länger als für schnelle Motoraktuatoren sein. Sogar nachdem sich das Motorausgangsdrehmoment zu verändern beginnt, kann das Motorausgangsdrehmoment zusätzlich länger benötigen, um auf eine Veränderung eines Aktuatorwerts vollständig anzusprechen, der einem langsamen Motoraktuator zugeordnet ist.
• Lediglich beispielhaft kann das ECM 114 die Aktuatorwerte, die den langsamen Motoraktuatoren zugeordnet sind, auf Werte festlegen, die dem Motor 102 ermöglichen würden, die vorausgesagte Drehmomentanforderung zu erzeugen, wenn die schnellen Motoraktuatoren auf geeignete Werte eingestellt werden würden. In der Zwischenzeit kann das ECM 114 die Aktuatorwerte, die den schnellen Motoraktuatoren zugeordnet sind, auf Werte einstellen, die für die gegebenen Werte der langsamen Aktuatoren bewirken, dass der Motor 102 die Momentandrehmomentanforderung anstelle der vorausgesagten Drehmomentanforderung erzeugt.
• Die schnellen Aktuatorwerte bewirken daher, dass der Motor 102 die Momentandrehmomentanforderung erzeugt. Wenn das ECM 114 entscheidet, das Motorausgangsdrehmoment von der Momentandrehmomentanforderung zu der vorausgesagten Drehmomentanforderung überzuleiten, ändert das ECM 114 die Aktuatorwerte, die einem oder mehreren schnellen Aktuatoren zugeordnet sind, auf Werte, die der vorausgesagten Drehmomentanforderung entsprechen. Da die langsamen Aktuatorwerte bereits basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung eingestellt wurden, ist der Motor 102 in der Lage, die vorausgesagte Drehmomentanforderung nach nur einer solchen Verzögerung zu erzeugen, die den schnellen Motoraktuatoren zuzuschreiben ist. Die längere Verzögerung wird dadurch vermieden, die ansonsten aus einem Verändern des Motorausgangsdrehmoments unter Verwendung der langsamen Motoraktuatoren resultieren würde.
• Lediglich beispielhaft kann dann, wenn die vorausgesagte Drehmomentanforderung gleich der Fahrer-Drehmomentanforderung ist, eine Drehmomentreserve erzeugt werden, wenn die Momentandrehmomentanforderung aufgrund einer vorübergehenden Drehmoment-Verringerungsanforderung kleiner als die Fahrer-Drehmomentanforderung ist. Alternativ kann eine Drehmomentreserve erzeugt werden, indem die vorausgesagte Drehmomentanforderung über die Fahrer-Drehmomentanforderung hinaus erhöht wird, während die Momentandrehmomentanforderung bei der Fahrer-Drehmomentanforderung gehalten wird. Die resultierende Drehmomentreserve kann plötzliche Zunahmen in dem erforderlichen Motorausgangsdrehmoment absorbieren. Lediglich beispielhaft können plötzliche Lasten eines Klimaanlagenkompressors und/oder einer Servolenkungspumpe ausgeglichen werden, indem die Momentandrehmomentanforderung erhöht wird. Wenn die Zunahme der Momentandrehmomentanforderung kleiner als die Drehmomentreserve ist, kann die Zunahme schnell erzeugt werden, indem die schnellen Motoraktuatoren verwendet werden. Die vorausgesagte Drehmomentanforderung kann anschließend ebenso erhöht werden, um die vorhergehende Drehmomentreserve wieder herzustellen.
• Eine andere beispielhafte Verwendung einer Drehmomentreserve ist es, Fluktuationen in den langsamen Aktuatorwerten zu verringern. Aufgrund ihrer relativ langsamen Geschwindigkeit kann ein Variieren von langsamen Aktuatorwerten eine Steuerinstabilität erzeugen. Zusätzlich können die langsamen Motoraktuatoren mechanische Teile aufweisen, die mehr Leistung aufnehmen und/oder schneller abgenutzt werden können, wenn sie häufig bewegt werden. Das Erzeugen einer ausreichenden Drehmomentreserve ermöglicht, dass Änderungen in dem Soll-Drehmoment ausgeführt werden können, indem die schnellen Motoraktuatoren mittels der Momentandrehmomentanforderung variiert werden, während die Aktuatorwerte der langsamen Motoraktuatoren beibehalten werden. Um beispielsweise eine gegebene Leerlaufdrehzahl aufrechtzuerhalten, kann die Momentandrehmomentanforderung in einem Bereich variiert werden. Wenn die vorausgesagte Drehmomentanforderung auf ein Niveau oberhalb dieses Bereichs festgelegt wird, können Veränderungen in der Momentandrehmomentanforderung, welche die Leerlaufdrehzahl aufrechterhalten, unter Verwendung der schnellen Motoraktuatoren ohne die Notwendigkeit ausgeführt werden, die langsamen Motoraktuatoren anzupassen.
• Lediglich beispielhaft kann der Zündfunkenzeitpunkt in einem Motor mit Funkenzündung ein schneller Motoraktuator sein, während die Drosselöffnungsfläche ein langsamer Motoraktuator sein kann. Motoren mit Funkenzündung können Kraftstoffe, die beispielsweise Benzin und Ethanol umfassen, durch Anwendung eines Zündfunkens verbrennen. Im Gegensatz dazu kann ein Motor mit Kompressionszündung Kraftstoffe verbrennen, die beispielsweise Diesel umfassen, indem die Kraftstoffe komprimiert werden.
• Nachdem ein neuer Aktuatorwert empfangen wurde, kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 in der Lage sein, den Zündfunkenzeitpunkt für ein Zündungsereignis eines nächsten Zylinders in einer Zündreihenfolge zu verändern. Wenn der Zündfunkenzeitpunkt für ein Zündungsereignis auf einen kalibrierten Wert eingestellt wird, wird ein maximales Drehmoment während des Verbrennungstakts unmittelbar nach diesem Zündungsereignis erzeugt. Ein Zündfunkenzeitpunkt, der von dem kalibrierten Wert abweicht, kann jedoch den Drehmomentbetrag verringern, der in dem Verbrennungstakt erzeugt wird. Daher kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 in der Lage sein, das Motorausgangsdrehmoment durch ein Variieren des Zündfunkenzeitpunkts zu verändern, sobald das nächste Zündungsereignis auftritt. Lediglich beispielhaft kann eine Tabelle mit Zündfunkenzeitpunkten, die verschiedenen Motorbetriebsbedingungen entsprechen, während einer Kalibrierungsphase der Fahrzeugausgestaltung ermittelt werden, und der kalibrierte Wert wird basierend auf den gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen aus der Tabelle ausgewählt.
• Im Gegensatz dazu benötigen Änderungen in der Drosselöffnungsfläche länger, um das Motorausgangsdrehmoment zu beeinflussen. Das Drossel-Aktuatormodul 116 verändert die Drosselöffnungsfläche, indem der Winkel des Blatts des Drosselventils 112 angepasst wird. Sobald ein neuer Aktuatorwert empfangen wird, gibt es daher eine mechanische Verzögerung, wenn sich das Drosselventil 112 von seiner vorhergehenden Position in eine neue Position bewegt, die dem neuen Aktuatorwert entspricht.
• Zusätzlich sind Luftströmungsänderungen basierend auf der Drosselöffnung Lufttransportverzögerungen in dem Einlasskrümmer 110 ausgesetzt. Ferner wird eine erhöhte Luftströmung in dem Einlasskrümmer 110 nicht als eine Erhöhung des Motorausgangsdrehmoments realisiert, bis der Zylinder 118 in dem nächsten Einlasstakt zusätzliche Luft aufnimmt, die zusätzliche Luft komprimiert und den Verbrennungstakt beginnt.
• Unter Verwendung dieser Aktuatoren als ein Beispiel kann eine Drehmomentreserve erzeugt werden, indem die Drosselöffnungsfläche auf einen Wert eingestellt wird, der dem Motor 102 ermöglichen würde, eine vorausgesagte Drehmomentanforderung zu erzeugen. In der Zwischenzeit kann der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf einer Momentandrehmomentanforderung eingestellt werden, die kleiner als die vorgesagte Drehmomentanforderung ist. Obwohl die Drosselöffnungsfläche eine ausreichende Luftströmung für den Motor 102 erzeugt, um die vorausgesagte Drehmomentanforderung zu erzeugen, wird der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf der Momentandrehmomentanforderung nach spät verstellt (was das Motorausgangsdrehmoment verringert). Das Motorausgangsdrehmoment wird daher gleich der Momentandrehmomentanforderung sein.
• Wenn ein zusätzliches Drehmoment erforderlich ist, beispielsweise wenn der Klimaanlagenkompressor gestartet wird, kann der Zündfunkenzeitpunkt basierend auf der vorausgesagten Drehmomentanforderung eingestellt werden. Mit dem nächsten Zündungsereignis kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Zündfunkenvorverstellung auf einen kalibrierten Wert zurücksetzen, der dem Motor 102 ermöglicht, ein Motorausgangsdrehmoment gleich der vorausgesagten Drehmomentanforderung zu erzeugen, da die Luftströmung bereits vorhanden ist. Das Motorausgangsdrehmoment kann daher schnell auf die vorausgesagte Drehmomentanforderung erhöht werden, ohne dass Verzögerungen aufgrund des Änderns der Drosselöffnungsfläche wahrgenommen werden.
• Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 kann die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung an ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 ausgeben. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung an ein Hybridoptimierungsmodul 208 ausgeben. Das Hybridoptimierungsmodul 208 ermittelt, wie viel Drehmoment durch den Motor 102 erzeugt werden sollte und wie viel Drehmoment durch den Elektromotor 198 erzeugt werden sollte. Das Hybridoptimierungsmodul 208 gibt dann eine modifizierte vorausgesagte Drehmomentanforderung und eine modifizierte Momentandrehmomentanforderung an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 aus. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Hybridoptimierungsmodul 208 in dem Hybridsteuermodul 196 implementiert werden.
• Die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung, die von dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 empfangen werden, werden von einer Achsendrehmomentdomäne (Drehmoment an den Rädern) in eine Antriebsdrehmomentdomäne (Drehmoment an der Kurbelwelle) umgewandelt. Diese Umwandlung kann vor oder nach dem Hybridsteuermodul 208, als Teil von diesem oder an dessen Stelle auftreten.
• Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 vermittelt zwischen der umgewandelten vorausgesagten Drehmomentanforderung und der umgewandelten Momentandrehmomentanforderung sowie anderen Antriebsdrehmomentanforderungen. Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 erzeugt eine vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung und eine vermittelte Momentandrehmomentanforderung. Die vermittelten Drehmomente können erzeugt werden, indem eine gewinnende Anforderung unter den empfangenen Anforderungen ausgewählt wird. Alternativ oder zusätzlich können die vermittelten Drehmomente erzeugt werden, indem eine der empfangenen Anforderungen basierend auf einer oder mehreren anderen der empfangenen Anforderungen modifiziert wird.
• Die anderen Antriebsdrehmomentanforderungen können Motordrehmomentverringerungen, die zum Schutz vor überhöhter Motordrehzahl angefordert werden, Motordrehmomentzunahmen, die zum Verhindern eines Abwürgens angefordert werden, und Drehmomentverringerungen umfassen, die von dem Getriebesteuermodul 194 angefordert werden, um Gangwechsel aufzunehmen. Die anderen Antriebsdrehmomentanforderungen können auch aus einer Kraftstoffabschaltung wegen der Kupplung resultieren, die das Motorausgangsdrehmoment dann verringert, wenn der Fahrer bei einem Fahrzeug mit Schaltgetriebe das Kupplungspedal niederdrückt, um ein Aufbrausen (einen schnellen Anstieg) der Motordrehzahl zu verhindern.
• Die anderen Antriebsdrehmomentanforderungen können auch eine Motorabschaltanforderung umfassen, die ausgelöst werden kann, wenn ein kritischer Fehler detektiert wird. Lediglich beispielhaft können die kritischen Fehler die Detektion eines Fahrzeugdiebstahls, einen blockierten Anlasser, Probleme mit der elektronischen Drosselsteuerung und unerwartete Drehmomentzunahmen umfassen. Bei verschiedenen Implementierungen wählt die Vermittlung die Motorabschaltanforderung als die gewinnende Anforderung aus, wenn eine Motorabschaltanforderung vorliegt. Wenn die Motorabschaltanforderung vorliegt, kann das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 Null als die vermittelten Drehmomente ausgeben.
• Bei verschiedenen Implementierungen kann eine Motorabschaltanforderung den Motor 102 separat von dem Vermittlungsprozess einfach abschalten. Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 kann die Motorabschaltanforderung weiterhin empfangen, sodass beispielsweise geeignete Daten zu den anderen Drehmomentanforderern zurückgeführt werden können. Beispielsweise können alle anderen Drehmomentanforderer informiert werden, dass sie die Vermittlung verloren haben.
• Ein RPM-Steuermodul 210 kann ebenfalls eine vorausgesagte Drehmomentanforderung und eine Momentandrehmomentanforderung an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 ausgeben. Die Drehmomentanforderungen von dem RPM-Steuermodul 210 können bei der Vermittlung vorherrschen, wenn sich das ECM 114 in einem RPM-Modus befindet. Der RPM-Modus kann ausgewählt werden, wenn der Fahrer Druck von dem Gaspedal wegnimmt, beispielsweise wenn sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet oder ausrollt. Alternativ oder zusätzlich kann der RPM-Modus ausgewählt werden, wenn die vorausgesagte Drehmomentanforderung von dem Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 kleiner als ein kalibrierbarer Drehmomentwert ist, beispielsweise wenn sich der Motor 102 im Leerlauf befindet.
• Das RPM-Steuermodul 210 empfängt eine Soll-RPM von einem RPM-Trajektorienmodul 212 und steuert die vorausgesagte Drehmomentanforderung und die Momentandrehmomentanforderung, um die Differenz zwischen der Soll-RPM und der Ist-RPM zu verringern. Lediglich beispielhaft kann das RPM-Trajektorienmodul 212 eine linear abnehmende Soll-RPM für ein Ausrollen des Fahrzeugs ausgeben, bis eine Leerlauf-RPM erreicht ist. Das RPM-Trajektorienmodul 212 kann dann damit fortfahren, die Leerlauf-RPM als die Soll-RPM auszugeben.
• Ein Reserven/Lastenmodul 220 empfängt die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung und die vermittelte Momentandrehmomentanforderung von dem Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206. Das Reserven/Lastenmodul 220 kann die vermittelte vorausgesagte Drehmomentanforderung und die vermittelte Momentandrehmomentanforderung anpassen, um eine Drehmomentreserve zu erzeugen und/oder eine oder mehrere Lasten zu kompensieren. Das Reserven/Lastenmodul 220 gibt anschließend die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung und die angepasste Momentandrehmomentanforderung an ein Betätigungsmodul 224 aus.
• Lediglich beispielhaft kann ein Katalysator-Anspringprozess oder ein Prozess zur Verringerung von Kaltstartemissionen erfordern, dass die Zündfunkenvorverstellung nach spät verstellt wird. Das Reserven/Lastenmodul 220 kann daher die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung über die angepasste Momentandrehmomentanforderung hinaus erhöhen, um einen nach spät verstellten Zündfunken für den Prozess zur Verringerung von Kaltstartemissionen zu erzeugen. Bei einem anderen Beispiel können das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors 102 und/oder die Luftmassenströmung direkt variiert werden, wie z. B. durch ein Testen des Äquivalenzverhältnisses mittels einer eingreifenden Diagnostik und/oder durch ein Spülen eines neuen Motors. Bevor diese Prozesse beginnen, kann eine Drehmomentreserve erzeugt oder erhöht werden, um Verringerungen in dem Motorausgangsdrehmoment schnell auszugleichen, die während dieser Prozesse daraus resultieren, dass das Luft/Kraftstoffgemisch magerer wird.
• Das Reserven/Lastenmodul 220 kann auch eine Drehmomentreserve in Erwartung einer zukünftigen Last erzeugen, wie z. B. des Betriebs der Servolenkungspumpe oder des Einrückens einer Klimaanlagen-Kompressorkupplung (A/C-Kompressorkupplung). Die Reserve für das Einrücken der A/C-Kompressorkupplung kann erzeugt werden, wenn der Fahrer die Klimaanlage zum ersten Mal anfordert. Das Reserven/Lastenmodul 220 kann die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung erhöhen, während die angepasste Momentandrehmomentanforderung unverändert belassen wird, um die Drehmomentreserve zu erzeugen. Dann, wenn die A/C-Kompressorkupplung einrückt, kann das Reserven/Lastenmodul 220 die Momentandrehmomentanforderung um die geschätzte Last der A/C-Kompressorkupplung erhöhen.
• Das Betätigungsmodul 224 empfängt die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung und die angepasste Momentandrehmomentanforderung von dem Reserven/Lastenmodul 220. Das Betätigungsmodul 224 ermittelt, wie die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung und die angepasste Momentandrehmomentanforderung erreicht werden. Das Betätigungsmodul 224 kann für den Motortyp spezifisch sein. Lediglich beispielhaft kann das Betätigungsmodul 224 für Motoren mit Funkenzündung gegenüber Motoren mit Kompressionszündung unterschiedlich implementiert werden oder unterschiedliche Steuerschemata verwenden.
• Bei verschiedenen Implementierungen kann das Betätigungsmodul 224 die Grenze zwischen den Modulen, die bei allen Motortypen üblich sind, und den Modulen definieren, die für den Motortyp spezifisch sind. Lediglich beispielhaft können die Motortypen solche mit Funkenzündung und mit Kompressionszündung umfassen. Die Module vor dem Betätigungsmodul 224, wie beispielsweise das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206, können bei allen Motortypen üblich sein, während das Betätigungsmodul 224 und die nachfolgenden Module für den Motortyp spezifisch sein können.
• Lediglich beispielhaft kann das Betätigungsmodul 224 in einem Motor mit Funkenzündung das Öffnen des Drosselventils 112 als einen langsamen Aktuator variieren, was einen weiten Bereich für die Drehmomentsteuerung ermöglicht. Das Betätigungsmodul 224 kann Zylinder unter Verwendung des Zylinder-Aktuatormoduls 120 deaktivieren, was auch für einen weiten Bereich der Drehmomentsteuerung sorgt, aber ebenso langsam sein kann und Fahrbarkeits- und Emissionsprobleme mit sich bringen kann. Das Betätigungsmodul 224 kann den Zündfunkenzeitpunkt als einen schnellen Aktuator verwenden. Der Zündfunkenzeitpunkt kann jedoch keinen so großen Bereich für die Drehmomentsteuerung liefern. Zusätzlich kann sich der Betrag der Drehmomentsteuerung ändern, der mit Änderungen in dem Zündfunkenzeitpunkt möglich ist (als Zündfunkenreservekapazität bezeichnet), wenn sich die Luftströmung ändert.
• Bei verschiedenen Implementierungen kann das Betätigungsmodul 224 eine Luftdrehmomentanforderung basierend auf der angepassten vorausgesagten Drehmomentanforderung erzeugen. Die Luftdrehmomentanforderung kann der angepassten vorausgesagten Drehmomentanforderung gleich sein und die Luftströmung derart einstellen, dass die angepasste vorausgesagte Drehmomentanforderung durch Änderungen der anderen Motoraktuatoren erreicht werden kann.
• Ein Luftsteuermodul 228 kann Soll-Aktuatorwerte basierend auf der Luftdrehmomentanforderung ermitteln. Beispielsweise kann das Luftsteuermodul 228 den Soll-Krümmerabsolutdruck (Soll-MAP), die Soll-Drosselfläche und/oder die Soll-Luft pro Zylinder (Soll-APC) steuern. Der Soll-MAP kann verwendet werden, um einen Soll-Ladedruck zu ermitteln, und die Soll-APC kann verwendet werden, um Soll-Phasenstellerpositionen zu ermitteln. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Luftsteuermodul 228 auch einen Betrag des Öffnens des AGR-Ventils 170 ermitteln.
• Das Betätigungsmodul 224 kann auch eine Zündfunken-Drehmomentanforderung, eine Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung und eine Kraftstoffmassen-Drehmomentanforderung erzeugen. Die Zündfunken-Drehmomentanforderung kann von einem Zündfunkensteuermodul 232 verwendet werden, um zu ermitteln, wie viel der Zündfunken bezogen auf eine kalibrierte Zündfunkenvorverstellung nach spät verstellt werden soll (was das Motorausgangsdrehmoment verringert).
• Die Zylinderabschalt-Drehmomentanforderung kann von einem Zylindersteuermodul 236 verwendet werden, um zu ermitteln, wie viele Zylinder deaktiviert werden sollen. Das Zylindersteuermodul 236 kann das Zylinder-Aktuatormodul 120 anweisen, einen oder mehrere Zylinder des Motors 102 zu deaktivieren. Bei verschiedenen Implementierungen kann eine vordefinierte Gruppe von einem oder mehreren Zylindern gemeinsam deaktiviert werden.
• Das Zylindersteuermodul 236 kann auch ein Kraftstoffsteuermodul 240 anweisen, die Kraftstofflieferung an die deaktivierten Zylinder zu stoppen, und es kann das Zündfunkensteuermodul 232 anweisen, die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder zu stoppen. Bei verschiedenen Implementierungen stoppt das Zündfunkensteuermodul 232 die Lieferung des Zündfunkens für einen Zylinder nur, sobald ein beliebiges Luft/Kraftstoffgemisch, das bereits in dem Zylinder vorhanden war, verbrannt wurde.
• Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zylinder-Aktuatormodul 120 ein Hydrauliksystem umfassen, das Einlass- und/oder Auslassventile für einen oder mehrere Zylinder von den entsprechenden Nockenwellen selektiv abkoppelt, um diese Zylinder zu deaktivieren. Lediglich beispielhaft werden die Ventile für die Hälfte der Zylinder als eine Gruppe durch das Zylinder-Aktuatormodul 120 entweder hydraulisch angekoppelt oder abgekoppelt. Bei verschiedenen Implementierungen können die Zylinder deaktiviert werden, indem die Kraftstoffzufuhr zu diesen Zylindern einfach gestoppt wird, ohne dass das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile gestoppt wird. Bei solchen Implementierungen kann das Zylinder-Aktuatormodul 120 weggelassen werden.
• Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann basierend auf der Kraftstoffmassen-Drehmomentanforderung von dem Betätigungsmodul 224 die Kraftstoffmenge variieren, die an jeden Zylinder geliefert wird. Während des normalen Betriebs des Motors mit Funkenzündung kann das Kraftstoffsteuermodul 240 versuchen, ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufrechtzuerhalten. Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann daher eine Kraftstoffmasse ermitteln, die eine stöchiometrische Verbrennung ergeben wird, wenn sie mit der gegenwärtigen Luftmasse pro Zylinder kombiniert wird. Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 anweisen, diese Kraftstoffmasse für jeden aktivierten Zylinder einzuspritzen.
• Basierend auf der Kraftstoffmassen-Drehmomentanforderung kann das Kraftstoffsteuermodul 240 das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bezogen auf die Stöchiometrie einstellen, um das Motorausgangsdrehmoment zu erhöhen oder zu verringern. Das Kraftstoffsteuermodul 240 kann anschließend eine Kraftstoffmasse für jeden Zylinder ermitteln, die das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis erreicht. Bei Dieselsystemen kann die Kraftstoffmasse der primäre Aktuator zum Steuern des Motorausgangsdrehmoments sein.
• Ein Drehmomentschätzmodul 244 kann die Drehmomentabgabe des Motors 102 schätzen. Dieses geschätzte Drehmoment kann von dem Luftsteuermodul 228 verwendet werden, um eine Regelung der Motorluftströmungsparameter, wie z. B. der Drosselfläche, des MAP und der Phasenstellerpositionen, auszuführen. Lediglich beispielhaft kann eine Drehmomentbeziehung wie z. B. T = f(APC, S, I, E, AF, OT, #) (1) definiert werden, wobei das Drehmoment (T) eine Funktion der Luft pro Zylinder (APC), der Zündfunkenvorverstellung (S), der Einlass-Nockenphasenstellerposition (I), der Auslass-Nockenphasenstellerposition (E), des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (AF), der Öltemperatur (OT) und der Anzahl der aktivierten Zylinder (#) ist. Zusätzliche Variablen können berücksichtigt werden, wie z. B. der Öffnungsgrad eines Abgasrückführungsventils (AGR-Ventils). Diese Beziehung kann durch eine Gleichung modelliert und/oder als eine Nachschlagetabelle gespeichert werden.
• Das Drehmomentschätzmodul 244 kann die APC basierend auf der MAF und der RPM ermitteln, wodurch eine Luftregelung basierend auf einer Ist-Luftströmung ermöglicht wird. Die verwendeten Einlass- und Auslass-Nockenphasenstellerpositionen können auf Ist-Positionen basieren, wenn sich die Phasensteller zu den Soll-Positionen bewegen können.
• Die Ist-Zündfunkenvorverstellung kann verwendet werden, um das Motorausgangsdrehmoment zu schätzen. Wenn ein kalibrierter Zündfunkenvorverstellungswert verwendet wird, um das Motorausgangsdrehmoment zu schätzen, kann das geschätzte Drehmoment als ein geschätztes Luftdrehmoment oder einfach als Luftdrehmoment bezeichnet werden. Das Luftdrehmoment kann eine Schätzung sein, wie viel Drehmoment der Motor 102 bei der gegenwärtigen Luftströmung erzeugen könnte, wenn die Zündfunkenverstellung nach spät aufgehoben werden würde (d. h. der Zündfunkenzeitpunkt auf den kalibrierten Zündfunkenvorverstellungswert eingestellt werden würde) und allen Zylindern Kraftstoff zugeführt werden würde.
• Das Luftsteuermodul 228 kann ein Soll-Flächensignal an das Drossel-Aktuatormodul 116 ausgeben. Das Drossel-Aktuatormodul 116 regelt dann das Drosselventil 112, um die Soll-Drosselfläche zu erzeugen. Das Luftsteuermodul 228 kann das Soll-Flächensignal basierend auf einem inversen Drehmomentmodell und der Luftdrehmomentanforderung erzeugen. Das Luftsteuermodul 228 kann das geschätzte Luftdrehmoment und/oder das MAF-Signal verwenden, um eine Regelung auszuführen. Beispielsweise kann das Soll-Flächensignal gesteuert werden, um eine Differenz zwischen dem geschätzten Luftdrehmoment und der Luftdrehmomentanforderung zu minimieren.
• Das Luftsteuermodul 228 kann ein Soll-Krümmerabsolutdrucksignal (Soll-MAP-Signal) an ein Ladedruck-Zeitplanungsmodul 248 ausgegeben. Das Ladedruck-Zeitplanungsmodul 248 verwendet das Soll-MAP-Signal, um das Ladedruck-Aktuatormodul 164 zu steuern. Das Ladedruck-Aktuatormodul 164 steuert dann einen oder mehrere Turbolader (z. B. den Turbolader, der die Turbine 160-1 und den Kompressor 160-2 umfasst) und/oder Turbokompressoren.
• Das Luftsteuermodul 228 kann auch ein Soll-Luft-pro-Zylinder-Signal (Soll-APC-Signal) an ein Phasensteller-Zeitplanungsmodul 252 ausgegeben. Basierend auf dem Soll-APC-Signal und dem RPM-Signal kann das Phasensteller-Zeitplanungsmodul 252 die Positionen des Einlass- und/oder des Auslass-Nockenphasenstellers 148 und 150 unter Verwendung des Phasensteller-Aktuatormoduls 158 steuern.
• Wieder auf das Zündfunkensteuermodul 232 Bezug nehmend, können die kalibrierten Zündfunkenvorverstellungswerte basierend auf verschiedenen Motorbetriebsbedingungen variieren. Lediglich beispielhaft kann eine Drehmomentbeziehung invertiert werden, um diese nach der Soll-Zündfunkenvorverstellung aufzulösen. Für eine gegebene Drehmomentanforderung (T_des) kann die Soll-Zündfunkenvorverstellung (S_des) ermittelt werden basierend auf S_des = T^–1(T_des, APC, I, E, AF, OT, #). (2)
• Diese Beziehung kann durch eine Gleichung und/oder durch eine Nachschlagetabelle verkörpert werden. Das Luft/ Kraftstoff-Verhältnis (AF) kann das Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis sein, wie es von dem Kraftstoffsteuermodul 240 angegeben wird.
• Wenn die Zündfunkenvorverstellung auf die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung eingestellt wird, kann das resultierende Drehmoment so nahe wie möglich bei einem mittleren Bestdrehmoment (MBT) liegen. Das MBT bezieht sich auf das maximale Motorausgangsdrehmoment, das für eine gegebene Luftströmung erzeugt wird, wenn die Zündfunkenvorverstellung erhöht wird, während Kraftstoff mit einer Oktanzahl größer als ein vorbestimmter Schwellenwert und eine stöchiometrische Kraftstoffzufuhr verwendet werden. Die Zündfunkenvorverstellung, bei der dieses maximale Drehmoment auftritt, wird als ein MBT-Zündfunken bezeichnet. Die kalibrierte Zündfunkenvorverstellung kann sich beispielsweise aufgrund der Kraftstoffqualität (wenn beispielsweise Kraftstoff mit geringerer Oktanzahl verwendet wird) und aufgrund von Umweltfaktoren von dem MBT-Zündfunken leicht unterscheiden. Das Drehmoment bei der kalibrierten Zündfunkenvorverstellung kann daher kleiner als das MBT sein.
• Nun auf 3 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Implementierung des Fahrer-Achsendrehmomentmoduls 202 dargestellt. Das Fahrer-Achsendrehmomentmodul 202 kann ein Pedalanforderungsmodul 302, ein Parameterermittlungsmodul 306, ein Umwandlungsmodul 310 und ein Fahreranforderungsmodul 314 umfassen. Das Fahrer-Achsendrehmomentmodul 202 kann auch ein Bremsunterstützungs-Anforderungsmodul 318, ein Vermittlungsmodul 322, ein Formungsmodul 324, ein Modul 326 für eine endgültige Fahreranforderung und ein Umwandlungsmodul 330 umfassen.
• Das Pedalanforderungsmodul 302 ermittelt eine Pedaldrehmomentanforderung (PTR). Die Pedalanforderung kann in der Antriebsdrehmomentdomäne vorliegen (d. h. als Drehmoment an der Kurbelwelle). Das Pedalanforderungsmodul 302 kann die Pedaldrehmomentanforderung basierend auf der APP, der Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Nullpedaldrehmoment und/oder anderen geeigneten Parametern ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das Pedalanforderungsmodul 302 die Pedaldrehmomentanforderung unter Verwendung der Gleichung ermitteln: PTR = ZPT + (100%PedalTorque·AmbCorr – ZPT)·PedalCorr, (3) wobei PTR die Pedaldrehmomentanforderung (z. B. in Nm) ist, ZPT das Nullpedaldrehmoment (z. B. in Nm) für den Fall ist, dass sich das Gaspedal bei einer Nullposition befindet (z. B. bei 0%), 100%PedalTorque ein maximales Drehmoment (z. B. in Nm) an der Kurbelwelle ist, wenn das Gaspedal vollständig niedergedrückt ist (z. B. bei 100%), AmbCorr eine Korrektur (z. B. ein Skalar) für den Umgebungsluftdruck ist und PedalCorr eine Korrektur (z. B. ein Skalar) für die Größe der APP ist.
• Das Nullpedaldrehmoment (ZPT) kann durch das RPM-Steuermodul 210 ermittelt werden, wie es nachstehend in Verbindung mit der beispielhaften Ausführungsform von 4 diskutiert wird. Das 100%PedalTorque, die Umgebungsdruckkorrektur und/oder die Pedalkorrektur können durch das Parameterermittlungsmodul 306 oder eine andere geeignete Quelle geliefert werden. Lediglich beispielhaft kann das 100%PedalTorque unter Verwendung der Gleichung ermittelt werden: 100%PedalTorque = MaxEngTorque + MaxMotorTorque·MotorCorr, (4) wobei MaxEngTorque eine maximale Motordrehmomentabgabe (z. B. in Nm) ist, MaxMotorTorque eine maximale Drehmomentabgabe des Elektromotors 198 ist (z. B. in Nm) und MotorCorr eine Korrektur (z. B. ein Skalar) dafür ist, wie viel von der Drehmomentabgabe des Elektromotors 198 in ein Drehmoment an der Kurbelwelle übertragen wird. Die maximale Motordrehmomentabgabe und die maximale Drehmomentabgabe des Elektromotors 198 können basierend auf der Motordrehzahl und anderen geeigneten Parametern ermittelt werden. Die Umgebungsdruckkorrektur kann basierend auf einem Vergleich des Umgebungsluftdrucks und eines vorbestimmten Umgebungsluftdrucks ermittelt werden. Die Pedalkorrektur kann basierend darauf ermittelt werden, dass die APP innerhalb des Betätigungsbereichs des Gaspedals liegt (z. B. zwischen 0% und 100%).
• Das Umwandlungsmodul 310 empfängt die Pedaldrehmomentanforderung und wandelt die Pedaldrehmomentanforderung in die Achsendrehmomentdomäne um (d. h. in ein Drehmoment an den Rädern oder Achsen). Nachdem sie in die Achsendrehmomentdomäne umgewandelt ist, kann die Anforderung als eine umgewandelte Pedalanforderung (CPR) bezeichnet werden. Das Umwandlungsmodul 310 kann die Pedaldrehmomentanforderung beispielsweise basierend auf Antriebsstrangverlusten, dem in dem Getriebe gewählten Übersetzungsverhältnis, einem oder mehreren Drehmomentverhältnissen und anderen geeigneten Parametern umwandeln.
• Das Fahreranforderungsmodul 314 ermittelt eine Fahrer-Achsenanforderung (DAR) basierend auf der umgewandelten Pedalanforderung. Die Fahrer-Achsenanforderung liegt in der Achsendrehmomentdomäne vor (d. h. als Drehmoment an den Rädern oder Achsen). Das Fahreranforderungsmodul 314 ermittelt die Fahrer-Achsenanforderung ferner basierend auf einer Bremsunterstützungs-Drehmomentanforderung. Lediglich beispielhaft kann das Fahreranforderungsmodul 314 die Fahrer-Achsendrehmomentanforderung unter Verwendung der Gleichung ermitteln: DAR = CPR – BAR, (5) wobei DAR die Fahrer-Achsenanforderung (z. B. in Nm) ist, CPR die umgewandelte Pedalanforderung ist (z. B. in Nm) und BAR die Bremsunterstützungs-Drehmomentanforderung ist (z. B. in Nm).
• Das Bremsunterstützungs-Anforderungsmodul 318 kann die Bremsunterstützungs-Drehmomentanforderung (z. B. in Nm) ermitteln und die Bremsunterstützungs-Drehmomentanforderung an das Fahreranforderungsmodul 314 liefern. Die Bremsunterstützungsanforderung kann sich auf eine Verringerung des Motorausgangsdrehmoments beziehen, die einem regenerativen Bremsen durch den Elektromotor 198 zugeordnet werden kann, die anfordert wird, um die mechanischen Bremsen des Fahrzeugs während des Bremsens des Fahrzeugs zu unterstützen. Das Ausführen des regenerativen Bremsens erzeugt elektrische Leistung und ermöglicht, dass ein verringerter Betrag des mechanischen Bremsens verwendet wird. Das Bremsunterstützungs-Anforderungsmodul 318 kann die Bremsunterstützungsanforderung basierend auf der BPP ermitteln. Das Hybridsteuermodul 196 oder das Hybridoptimierungsmodul 208 kann das regenerative Bremsen, das durch den Elektromotor 198 ausgeführt wird, basierend auf der Bremsunterstützungsanforderung steuern.
• Das Vermittlungsmodul 322 empfängt die Fahrer-Achsenanforderung und die anderen Fahrer-Drehmomentanforderungen und vermittelt zwischen den empfangenen Anforderungen. Lediglich beispielhaft kann das Vermittlungsmodul 322 zwischen der Fahrer-Achsenanforderung und der Tempomat-Drehmomentanforderung vermitteln. Das Vermittlungsmodul 322 gibt den Gewinner der Vermittlung als eine rohe Fahrer-Achsenanforderung (RDAR) aus (z. B. in Nm). Die rohe Fahrer-Achsenanforderung liegt in der Achsendrehmomentdomäne vor (d. h. als Drehmoment an den Rädern oder Achsen).
• Das Formungsmodul 324 empfängt die rohre Fahrer-Achsenanforderung und formt die rohe Fahrer-Achsenanforderung in eine geformte Fahrer-Achsenanforderung (SDAR) selektiv um. Das Formungsmodul 324 kann die rohe Fahrer-Achsenanforderung beispielsweise formen, um einen ”Stoß” zu verringern oder zu verhindern, der wahrgenommen werden kann, wenn der Fahrer das Gaspedal antippt oder loslässt. Lediglich beispielhaft kann das Formungsmodul 324 einen oder mehrere Filter auf die rohe Fahrer-Achsenanforderung anwenden, um die geformte Fahrer-Achsenanforderung zu ermitteln. Die geformte Fahrer-Achsenanforderung liegt in der Achsendrehmomentdomäne vor (d. h. als Drehmoment an den Rädern oder Achsen).
• Das Modul 326 für die endgültige Fahreranforderung ermittelt die endgültige Fahrer-Achsenanforderung (FDAR), die für eine Vermittlung mit den anderen Achsendrehmomentanforderungen an das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 204 geliefert wird. Das Modul 326 für die endgültige Fahreranforderung kann die endgültige Fahrer-Achsenanforderung (z. B. in Nm) im Allgemeinen gleich der geformten Fahrer-Achsenanforderung setzen.
• Das Modul 326 für die endgültige Fahreranforderung kann die endgültige Fahrer-Achsenanforderung selektiv auf ein minimales Fahrbarkeits-Achsendrehmoment (Min Drivability Axle Torque) begrenzen. Mit anderen Worten kann das Modul 326 für die endgültige Fahreranforderung die endgültige Fahrer-Achsenanforderung gleich einem größeren von der geformten Fahrer-Achsenanforderung und dem minimalen Fahrbarkeits-Achsendrehmoment (z. B. in Nm) setzen. Das minimale Fahrbarkeits-Achsendrehmoment kann sich auf einen minimalen Betrag des Achsendrehmoments beziehen, der ausgewählt wird, um die Fahrbarkeit des Fahrzeugs aufrecht zu erhalten (z. B. ein Abwürgen des Motors zu verhindern) und den Kraftstoffverbrauch zu minimieren (z. B. durch die Verwendung einer Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltung und/oder des regenerativen Bremsens).
• Das Umwandlungsmodul 330 kann das minimale Fahrbarkeits-Achsendrehmoment basierend auf einem gesamten minimalen Fahrbarkeitsdrehmoment (Total Min Drivability Torque) ermitteln. Spezieller kann das Umwandlungsmodul 330 das gesamte minimale Fahrbarkeitsdrehmoment von der Antriebsdrehmomentdomäne in die Achsendrehmomentdomäne umwandeln. Die Umwandlung kann der Umwandlung, die durch das Umwandlungsmodul 310 ausgeführt wird, ähnlich oder identisch mit dieser sein.
• Das gesamte minimale Fahrbarkeitsdrehmoment kann sich auf einen Drehmomentbetrag (z. B. in Nm) an der Kurbelwelle beziehen, der ausgewählt wird, um die Fahrbarkeit des Fahrzeugs aufrecht zu erhalten und den Kraftstoffverbrauch zu minimieren. Das gesamte minimale Fahrbarkeitsdrehmoment wird nachstehend in Verbindung mit der beispielhaften Ausführungsform von 4 weiter diskutiert.
• Nun auf 4 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des RPM-Steuermoduls 210 dargestellt. Das RPM-Steuermodul 210 kann ein Modul 404 für ein RPM-Momentandrehmoment, ein Modul 408 für ein vorausgesagtes RPM-Drehmoment, ein Leerlaufumwandlungsmodul 412, ein Fahrer-Nullpedaldrehmomentmodul (Fahrer-ZPT-Modul) 420, ein ZPT-Modul 424 und ein ZPT-Korrekturmodul 428 umfassen. Das RPM-Steuermodul 210 kann auch ein Modul 430 für ein gesamtes Minimaldrehmoment, ein Motorkapazitätsmadul 434, ein Modul 438 für ein minimales Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment, ein TCC-Zustandsermittlungsmodul 424, ein Modul 446 für ein Minimaldrehmoment bei entriegelter TCC und ein Modul 450 für ein Minimaldrehmoment bei verriegelter TCC umfassen.
• Das Modul 404 für das RPM-Momentandrehmoment ermittelt die RPM-Momentandrehmomentanforderung. Das Modul 408 für das vorausgesagte RPM-Drehmoment ermittelt die vorausgesagte RPM-Drehmamentanforderung. Die RPM-Momentandrehmomentanforderung und die vorausgesagte RPM-Drehmomentanforderung können für eine Vermittlung mit den anderen Antriebsdrehmomentanforderungen an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 206 geliefert werden. Das Modul 404 für das RPM-Momentandrehmoment und das Modul 408 für das vorausgesagte RPM-Drehmoment können die RPM-Momentandrehmomentanforderung bzw. die vorausgesagte RPM-Drehmomentanforderung steuern, um die Differenz zwischen der Soll-RPM und der RPM zu verringern.
• Das Leerlaufkorrekturmodul 412 ermittelt die Leerlaufkorrektur. Die Leerlaufkorrektur kann bei der Ermittlung der Fahrer-Achsenanforderung verwendet werden, wie vorstehenden diskutiert wurde. Die Leerlaufkorrektur kann sich auf eine gelernte Drehmomentkorrektur (z. B. in Nm) in der Achsendrehmomentdomäne beziehen, um Berechnungsdifferenzen, Komponentendifferenzen und andere Differenzen zwischen dem Fahrzeug und einem vorbestimmten Fahrzeug zu kompensieren. Lediglich beispielhaft können die Differenzen eine Differenz zwischen einer geschätzten Motordrehmomentabgabe und einer Ist-Motordrehmomentabgabe, eine Differenz zwischen einer erwarteten Drehmomentlast des Getriebes und einer Ist-Drehmomentlast des Getriebes sowie andere geeignete Differenzen umfassen.
• Das Fahrer-ZPT-Modul 420 ermittelt ein Fahrer-ZPT (z. B. in Nm). Das Fahrer-ZPT-Modul 420 kann das Fahrer-ZPT basierend auf der RPM und der PRNDL-Position ermitteln. Das Fahrer-ZPT kann einem Soll-Motorausgangsdrehmoment entsprechen, wenn das Gaspedal nicht niedergedrückt wird (z. B., wenn sich das Gaspedal bei 0% befindet). Die Soll-Motordrehmomentabgabe kann bewirken, dass das Fahrzeug ausrollt, wenn der Fahrer das Gaspedal loslässt, oder sie kann bewirken, dass sich das Fahrzeug mit einer minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit (d. h. im Kriechgang) bewegt, wenn die Bremsen nicht niedergedrückt werden und sich das Fahrzeug auf einer flachen Oberfläche befindet.
• Das ZPT-Modul 424 ermittelt das ZPT (z. B. in Nm) basierend auf dem Fahrer-ZPT und dem gesamten minimalen Fahrbarkeitsdrehmoment. Das ZPT-Modul 424 kann das ZPT im Allgemeinen gleich dem Fahrer-ZPT setzen und das ZPT auf das gesamte minimale Fahrbarkeitsdrehmoment begrenzen. Mit anderen Worten kann das ZPT-modul 424 das ZPT gleich einem größeren von dem Fahrer-ZPT und dem gesamten minimalen Fahrbarkeitsdrehmoment setzen. Das Begrenzen des ZPT auf das gesamte minimale Fahrbarkeitsdrehmoment kann eine Totpedalsituation verhindern, wenn der Fahrer das Gaspedal antippt. Das Totpedal kann sich darauf beziehen, dass keine Drehmomentänderung erfahren wird, wenn der Fahrer das Gaspedal antippt.
• Das ZPT-Korrekturmodul 428 kann eine Drehmomentkorrektur ermitteln, um Berechnungsdifferenzen, Komponentendifferenzen und anderen Differenzen zwischen dem Fahrzeug und einem vorbestimmten Fahrzeug zu berücksichtigen, wie es vorstehend in Verbindung mit der Leerlaufkorrektur diskutiert wurde. Lediglich beispielhaft kann die Drehmomentkorrektur das Äquivalent der Leerlaufkorrektur in der Antriebsdrehmomentdomäne sein. Spezieller kann die Drehmomentkorrektur die Leerlaufkorrektur nach einer Umwandlung in die Antriebsdrehmomentdomäne sein. Das ZPT-Korrekturmodul 428 ermittelt ein korrigiertes ZPT basierend auf dem ZPT und der Drehmomentkorrektur. Lediglich beispielhaft kann das ZPT-Korrekturmodul 428 das korrigierte ZPT basierend auf einer Summe des ZPT und der Drehmomentkorrektur ermitteln.
• Das Modul 430 für das gesamte Minimaldrehmoment ermittelt das gesamte minimale Fahrbarkeitsdrehmoment (z. B. in Nm). Lediglich beispielhaft kann das Modul 430 für das gesamte Minimaldrehmoment das gesamte minimale Fahrbarkeitsdrehmoment gleich einem größeren von einer Motorkapazität und einem minimalen Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment (Min Drivability Prop Torque) setzen. Die Motorkapazität kann durch das Motorkapazitätsmodul 434 ermittelt werden. Das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment kann durch das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment ermittelt werden, das nachstehend weiter diskutiert wird.
• Das Motorkapazitätsmodul 434 kann die Motorkapazität basierend auf einem minimalen Drehmoment des Motors 102 (Min Enigne Torque) und einem maximalen Bremsmoment des Elektromotors 198 (Max Motor Braking Torque) ermitteln. Lediglich beispielhaft kann das Motorkapazitätsmodul 434 die Motorkapazität (z. B. in Nm) basierend auf dem minimalen Motordrehmoment (z. B. in Nm) verringert um das maximale Bremsmoment (z. B. in Nm) ermitteln. Die Motorkapazität liegt in der Antriebsdrehmomentdomäne vor.
• Das maximale Bremsmoment kann sich auf ein maximales Bremsmoment beziehen, das der Elektromotor 198 während des regenerativen Bremsens ausüben kann. Lediglich beispielhaft kann das maximale Bremsmoment ungefähr 150 Nm an Bremsmoment an der Kurbelwelle betragen. Das minimale Motordrehmoment kann sich auf die Motordrehmomentabgabe mit einer minimalen Luft pro Zylinder (APC) beziehen, bei der eine korrekte Verbrennung mit einer maximalen Verstellung des Zündfunkenzeitpunkts nach spät auftritt, wenn eine Verlangsamungs-Kraftstoffabschaltung (DFCO) nicht erlaubt ist. Wenn eine DFCO erlaubt ist, kann sich das minimale Motordrehmoment auf einen Drehmomentbetrag beziehen, der notwendig sein kann, um die Kurbelwelle während der DFCO zu drehen. Lediglich beispielhaft kann das minimale Motordrehmoment ungefähr 30 Nm betragen. Eine DFCO kann beispielsweise nicht erlaubt sein, wenn das Abgas mehr als einen vorbestimmten Betrag eines vorbestimmten Abgasbestandteils aufweisen kann oder um eine Beschädigung des Motors zu verhindern.
• Das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment kann das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment ermitteln (z. B. in Nm). Das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment kann das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment basierend auf einem minimalen Drehmoment bei entriegelter TCC und einem minimalen Drehmoment bei verriegelter TCC ermitteln. Das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment kann das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment gleich dem minimalen Drehmoment bei entriegelter TCC oder gleich dem minimalen Drehmoment bei verriegelter TCC setzen, und es kann selektiv von dem minimalen Drehmoment bei entriegelter TCC oder dem minimalen Drehmoment bei verriegelter TCC zu dem anderen übergehen.
• Das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment kann das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment basierend auf einem oder mehreren Parametern selektiv zu dem minimalen Drehmoment bei entriegelter TCC oder zu dem minimalen Drehmoment bei verriegelter TCC überleiten. Lediglich beispielhaft können die Parameter den Zustand der TCC, die geformte Fahrer-Achsenanforderung, die Fahrer-Achsenanforderung, das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC und das korrigierte ZPT umfassen. Das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment kann auch basierend auf einem oder mehreren der Parameter ermitteln, wie ein Übergang herzustellen ist.
• Das TCC-Zustandsermittlungsmodul 442 kann ein TCC-Zustandssignal erzeugen, das angibt, ob sich die TCC in dem verriegelten Zustand oder in dem entriegelten Zustand befindet. Lediglich beispielhaft kann das TCC-Zustandsermittlungsmodul das TCC-Zustandssignal auf einen aktiven Zustand (z. B. 5 V) setzen, wenn sich die TCC in dem verriegelten Zustand befindet, und es kann das TCC-Zustandssignal auf einen inaktiven Zustand (z. B. 0 V) setzen, wenn sich die TCC in dem entriegelten Zustand befindet.
• Das TCC-Zustandsermittlungsmodul 442 kann basierend auf einem oder mehreren Parametern ermitteln, ob sich die TCC in dem verriegelten Zustand oder in dem entriegelten Zustand befindet, wie beispielsweise basierend auf dem TCC-Schlupf, der PRNDL-Position und dem angewiesenen Zustand der TCC. Lediglich beispielhaft kann das TCC-Zustandsermittlungsmodul 442 ermitteln, dass sich die TCC in dem verriegelten Zustand befindet, wenn der angewiesene Zustand zumindest für eine vorbestimmte Dauer der verriegelte Zustand ist, der TCC-Schlupf kleiner als ein vorbestimmter Schlupf ist und sich der PRNDL nicht in der Neutralposition oder in der Parkposition befindet. Das TCC-Zustandsermittlungsmodul 442 kann auch verifizieren, dass keine Übertragungsstörungen oder Hardwarestörungen detektiert wurden, bevor das TCC-Zustandssignal festgelegt wird, um anzugeben, dass sich die TCC in dem verriegelten Zustand befindet. Der vorbestimmte Schlupf kann größer als der Schlupf für den Fall, dass sich die TCC in dem gesteuerten Schlupfzustand befindet, oder diesem gleich sein.
• Das Modul 446 für das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC kann das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC ermitteln (z. B. in Nm). Lediglich beispielhaft kann das Modul 446 für das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC basierend auf der RPM und dem Übersetzungsverhältnis ermitteln, das in dem Getriebe ausgewählt ist. Das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC kann sich auf einen minimalen Betrag des Antriebsdrehmoments an der TCC beziehen, um ein Abwürgen des Motors zu verhindern, wenn sich die TCC in dem entriegelten Zustand befindet.
• Das Modul 450 für das minimale Drehmoment bei verriegelter TCC ermittelt das minimale Drehmoment bei verriegelter TCC (z. B. in Nm). Lediglich beispielhaft kann das Modul 450 für das minimale Drehmoment bei verriegelter TCC das minimale Drehmoment bei verriegelter TCC basierend auf der RPM, dem Übersetzungsverhältnis und einer Getriebeöltemperatur (Trans OT) ermitteln. Das minimale Drehmoment bei verriegelter TCC kann sich auf einen minimalen Betrag eines Drehmoments an der TCC beziehen, um ein Abwürgen des Motors zu verhindern, wenn sich die TCC in dem verriegelten Zustand befindet. Ein Drehmoment, das negativer als das minimale Drehmoment bei verriegelter TCC ist, kann bewirken, dass die TCC rutscht, und dadurch eine Drehmomentübertragung von dem Getriebe zu dem Motor 102 verhindern.
• Das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC ist gröber als das minimale Drehmoment bei verriegelter TCC oder diesem gleich. Um sicherzustellen, dass diese Beziehung gültig bleibt, kann das Modul 446 für das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC gleich dem größeren von dem minimalen Drehmoment bei entriegelter TCC und dem minimalen Drehmoment bei verriegelter TCC setzen.
• Wenn das Fahrer-ZPT größer als das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC ist, kann das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment zu dem minimalen Drehmoment bei entriegelter TCC oder zu dem minimalen Drehmoment bei verriegelter TCC überleiten. Lediglich beispielhaft kann das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment zu dem minimalen Drehmoment bei entriegelter TCC überleiten, wenn sich die TCC in dem entriegelten Zustand befindet und das Fahrer-ZPT größer als das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC ist. Das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment kann das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment zu dem minimalen Drehmoment bei verriegelter TCC überleiten, wenn sich die TCC in dem verriegelten Zustand befindet und das Fahrer-ZPT größer als das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC ist.
• Für diese zwei Übergänge kann das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment eine Sprungstufe verwenden. Ein Sprungstufenübergang kann umfassen, dass das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment innerhalb einer Steuerschleife (d. h. in einer Stufe) zu dem minimalen Drehmoment bei entriegelter oder verriegelter TCC übergeleitet wird. Das Überleiten des minimalen Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoments innerhalb einer Steuerschleife kann ein Abwürgen des Motors verhindern, indem sichergestellt wird, dass das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment das minimale Drehmoment bei entriegelter oder verriegelter TCC erreicht, bevor das Fahrer-ZPT unter das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC fällt.
• Wenn die geformte Fahrer-Achsenanforderung kleiner als das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC ist oder wenn die rohe Fahrer-Achsen-Anforderung kleiner als das korrigierte ZPT ist, kann das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment basierend darauf überleiten, ob sich die TCC in dem verriegelten oder dem entriegelten Zustand befindet. Lediglich beispielhaft kann das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment zu dem minimalen Drehmoment bei entriegelter TCC und zu dem minimalen Drehmoment bei verriegelter TCC überleiten, wenn sich die TCC in dem entriegelten Zustand bzw. in dem verriegelten Zustand befindet. Für diesen Typ von Übergang kann das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment verwenden, was als eine schnelle Rampe für den Übergang bezeichnet werden kann.
• Die schnelle Rampe kann umfassen, dass unter Verwendung von Stufen einer vorbestimmten Größe oder unter Verwendung von Stufen, die den Übergang innerhalb einer vorbestimmten Dauer ausführen, übergeleitet wird. Das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment kann die Größe der Stufen oder die vorbestimmte Dauer basierend auf dem minimalen Drehmoment bei entriegelter TCC oder bei verriegelter TCC auswählen oder ermitteln, zu dem das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment übergeleitet werden soll. Lediglich beispielhaft kann die Größe der Stufen für einen Übergang zu dem minimalen Drehmoment bei entriegelter TCC größer als die Größe der Stufen für einen Übergang zu dem minimalen Drehmoment bei verriegelter TCC sein, oder die vorbestimmte Zeitdauer kann für einen Übergang zu dem minimalen Drehmoment bei entriegelter TCC kürzer als die vorbestimmte Dauer für den Übergang zu dem minimalen Drehmoment bei verriegelter TCC sein. Dies kann daran liegen, dass ein Übergang zu dem minimalen Drehmoment bei entriegelter TCC ausgeführt werden kann, um ein Abwürgen des Motors zu verhindern, während ein Übergang zu dem Drehmoment bei verriegelter TCC zur Kraftstoffeinsparung dienen kann (durch eine frühere Verwendung der DFCO).
• Wenn die geformte Fahrer-Achsenanforderung größer als das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC ist und die Fahrer-Achsenanforderung größer als das korrigierte ZPT ist, kann das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment zu dem minimalen Drehmoment bei verriegelter TCC überleiten. Das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment kann verwenden, was als eine langsame Rampe für den Übergang bezeichnet werden kann, wobei langsam relativ zu der schnellen Rampe definiert ist, die vorstehend beschrieben wurde. Mit anderen Worten kann das Überleiten zu dem minimalen Drehmoment bei verriegelter TCC unter Verwendung der langsamen Rampe länger für die Ausführung benötigen, als wenn die schnelle Rampe für den Übergang verwendet würde. Dieser Typ von Übergang kann langsam ausgeführt werden, wenn die geformte Fahrer-Achsenanforderung größer als das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC ist, das Drehmoment, unterhalb dessen ein Abwürgen des Motors auftreten kann, wenn sich die TCC in dem entriegelten Zustand befindet. Die langsame Rampe kann ein glattes (z. B. lineares) Gefühl während des Übergangs liefern. Die Beziehung zwischen der APP und der Pedaldrehmomentanforderung kann in einer relativ kurzen Dauer verändert werden, um ein Abwürgen des Motors zu vermeiden, wenn der Fahrer das Gaspedal antippt, indem das ZPT mittels des gesamten minimalen Fahrbarkeitsdrehmoments verändert wird.
• Das Modul 438 für das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment kann die Rampenrate für die langsame Rate beispielsweise basierend auf einer Zeitdauer ermitteln, während der die geformte Fahrer-Achsenanforderung kleiner als das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC oder diesem gleich war. Lediglich beispielhaft kann die Rampenrate abnehmen, wenn die Zeitdauer zunimmt. Übergänge zu dem Drehmoment bei verriegelter TCC können zur Kraftstoffeinsparung ausgeführt werden. Spezieller können eine DFCO und/oder ein regeneratives Bremsen früher ausgeführt werden, wodurch Kraftstoff eingespart wird.
• Wie vorstehend diskutiert wurde, setzt das Modul 430 für das gesamte Minimaldrehmoment das gesamte minimale Fahrbarkeitsdrehmoment gleich einem größeren von der Motorkapazität und dem minimalen Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment. Das ZPT-Modul 424 setzt das ZPT auf ein größeres von dem Fahrer-ZPT und dem gesamten minimalen Fahrbarkeitsdrehmoment. Da das Pedalanforderungsmodul 302 die Pedalanforderung basierend auf dem ZPT ermittelt, kann das gesamte minimale Fahrbarkeitsdrehmoment in der Pedalanforderung widergespiegelt sein. Das gesamte minimale Fahrbarkeitsdrehmoment kann daher auch in der geformten Fahrer-Achsenanforderung, der umgewandelten geformten Fahrer-Achsenanforderung, der Fahrer-Achsenanforderung und der endgültigen Fahrer-Achsenanforderung widergespiegelt sein. Das Modul 326 für die endgültige Fahreranforderung kann die endgültige Fahrer-Achsenanforderung auch auf ein größeres von der Fahrer-Achsenanforderung und dem minimalen Fahrbarkeits-Achsendrehmoment setzen (d. h. auf das gesamte minimale Fahrbarkeitsdrehmoment, das in die Achsendrehmomentdomäne umgewandelt ist).
• Nun auf 5A–5C Bezug nehmend, ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein beispielhaftes Verfahren 500 zeigt. Die Steuerung kann bei 504 beginnen, wo die Steuerung das Fahrer-ZPT ermitteln kann. Die Steuerung kann das Fahrer-ZPT beispielsweise basierend auf der RPM und der PRNDL-Position ermitteln.
• Die Steuerung kann bei 508 das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC und das minimale Drehmoment bei verriegelter TCC ermitteln. Die Steuerung kann das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC basierend auf der RPM und dem Übersetzungsverhältnis ermitteln, und die Steuerung kann das minimale Drehmoment bei verriegelter TCC basierend auf der RPM, dem Übersetzungsverhältnis und der Getriebeöltemperatur ermitteln. Die Steuerung kann bei 512 die Motorkapazität ermitteln. Die Steuerung kann die Motorkapazität basierend auf einer Differenz zwischen dem minimalen Motordrehmoment und dem maximalen Bremsmoment ermitteln.
• Bei 516 kann die Steuerung ermitteln, ob die Bedingungen für eine verriegelte TCC erfüllt sind. Wenn ja, kann die Steuerung bei 520 einen Timer erhöhen und bei 524 fortfahren; wenn nein, kann die Steuerung bei 528 den Timer zurücksetzen und bei 524 fortfahren. Die Bedingungen für die verriegelte TCC können erfüllt sein, wenn der angewiesene Zustand der TCC der verriegelte Zustand oder der Zustand mit gesteuertem Schlupf ist, der Schlupf kleiner als der vorbestimmte Schlupf ist und die PRNDL-Position nicht die Neutralposition oder die Parkposition ist.
• Die Steuerung kann bei 524 ermitteln, ob der Timer größer als die vorbestimmte Dauer ist. Wenn ja, kann die Steuerung bei 532 ermitteln, dass sich die TCC in dem verriegelten Zustand befindet, und bei B von 5B fortfahren; wenn nein, kann die Steuerung bei 536 ermitteln, dass sich die TCC in dem entriegelten Zustand befindet und bei B von 5B fortfahren.
• Nun auf 5B Bezug nehmend, kann die Steuerung von B aus eintreten und bei 540 ermitteln, ob das Fahrer-ZPT größer als das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC ist. Wenn nein, kann die Steuerung bei 548 fortfahren; wenn ja, kann die Steuerung bei 544 fortfahren. Bei 544 kann die Steuerung ermitteln, ab sich die TCC in dem verriegelten Zustand befindet, wie er in 5A ermittelt wurde. Wenn ja, kann die Steuerung bei 545 fortfahren; wenn nein, kann die Steuerung bei 546 fortfahren.
• Bei 545 kann die Steuerung das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment in einer Stufe an das minimale Drehmoment bei verriegelter TCC anpassen. Anders ausgedrückt kann das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment bei 545 auf das minimale Drehmoment bei verriegelter TCC gesetzt werden. Bei 546 kann die Steuerung das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment in einer Stufe an das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC anpassen. Anders ausgedrückt kann das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment bei 546 auf das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC gesetzt werden. Die Steuerung kann nach 545 oder 546 bei 568 fortfahren, und 568 wird nachstehenden diskutiert.
• Bei 548 kann die Steuerung ermitteln, ob die geformte Fahrer-Achsenanforderung kleiner als das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC ist oder ob die rohe Fahrer-Achsenanforderung kleiner als das korrigierte ZPT ist. Wenn eines von beidem wahr ist, kann die Steuerung bei 552 fortfahren; wenn beides falsch ist, kann die Steuerung bei 562 fortfahren, was nachstehend weiter diskutiert wird.
• Bei 552 kann die Steuerung ermitteln, ob sich die TCC in dem verriegelten Zustand befindet, wie er in 5A ermittelt wurde. Wenn ja, kann die Steuerung bei 556 fortfahren; wenn nein, kann die Steuerung bei 560 fortfahren. Bei 556 kann die Steuerung eine schnelle Rampe verwenden und das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment herunter zu dem minimalen Drehmoment bei verriegelter TCC überleiten. Bei 560 kann die Steuerung eine schnelle Rampe verwenden und das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment nach oben zu dem minimalen Drehmoment bei entriegelter TCC überleiten. Die schnelle Rampe für einen Übergang nach oben zu dem minimalen Drehmoment bei entriegelter TCC kann schneller sein (d. h. mit einer größeren Rampenrate) als die schnelle Rampe für einen Übergang herunter zu dem minimalen Drehmoment bei verriegelter TCC.
• Bei 562 (wenn bei 548 die geformte Fahrer-Achsenanforderung größer als das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC oder diesem gleich ist und die rohe Fahrer-Achsenanforderung größer als das korrigierte ZPT oder diesem gleich ist) kann die Steuerung eine Rampenrate für einen Übergang mit langsamer Rate ermitteln. Die Steuerung kann die Rampenrate beispielsweise basierend auf der Zeitdauer ermitteln, für welche die geformte Fahrer-Achsenanforderung kleiner als das minimale Drehmoment bei entriegelter TCC oder diesem gleich war. Die Steuerung kann die ermittelte Rampenrate verwenden und das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment bei 564 unter Verwendung der Rampenrate zu dem minimalen Drehmoment bei verriegelter TCC überleiten. Die Steuerung kann nach 564, 560 oder 556 bei 568 fortfahren.
• Bei 568 kann die Steuerung das gesamte minimale Fahrbarkeitsdrehmoment basierend auf der Motorkapazität oder dem minimalen Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment festlegen. Lediglich beispielhaft kann die Steuerung das gesamte minimale Fahrbarkeitsdrehmoment gleich einem größeren von dem minimalen Fahrbarkeitsdrehmoment und der Motorkapazität setzen. Die Steuerung kann mit C von 5C fortfahren.
• Nun auf 5C Bezug nehmend, kann die Steuerung von C aus eintreten und bei 570 das minimale Fahrbarkeits-Achsendrehmoment ermitteln. Die Steuerung kann das minimale Fahrbarkeits-Achsendrehmoment beispielsweise ermitteln, indem das minimale Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment in die Achsendrehmomentdomäne umgewandelt wird. Die Steuerung kann bei 574 das ZPT ermitteln. Lediglich beispielhaft kann die Steuerung das ZPT gleich einem größeren von dem gesamten minimalen Fahrbarkeitsdrehmoment und dem Fahrer-ZPT setzen. Die Steuerung kann bei 578 die Pedaldrehmomentanforderung basierend auf dem ZPT ermitteln.
• Die Steuerung kann bei 582 die Fahrer-Achsenanforderung ermitteln. Lediglich beispielhaft kann die Steuerung die Fahrer-Achsenanforderung ermitteln, indem die Pedaldrehmomentanforderung in die Achsendrehmomentdomäne umgewandelt wird und die Bremsunterstützungs-Drehmomentanforderung nach der Umwandlung subtrahiert wird. Die Steuerung kann bei 5826 die rohe Fahrer-Achsenanforderung ermitteln. Die Steuerung kann die rohe Fahrer-Achsenanforderung beispielsweise basierend auf einem Ergebnis einer Vermittlung der Fahrer-Achsenanforderung mit anderen Fahrer-Drehmomentanforderungen (z. B. Tempomat-Drehmomentanforderungen) ermitteln. Die Steuerung kann bei 590 die rohe Fahrer-Achsenanforderung selektiv formen. Das Ergebnis des selektiven Formens kann als die geformte Fahrer-Achsenanforderung bezeichnet werden.
• Bei 592 kann die Steuerung die endgültige Fahrer-Achsenanforderung ermitteln. Lediglich beispielhaft kann die Steuerung die endgültige Fahrer-Achsenanforderung gleich einem größeren von der geformten Fahrer-Achsenanforderung und dem minimalen Fahrbarkeits-Achsendrehmoment setzen. Die Steuerung kann anschließend enden.
• Bezugszeichenliste
• ZU Fig. 1

104

Fahrereingabemodul

114

Motorsteuermodul

116

Drossel-Aktuatormodul

120

Zylinder-Aktuatormodul

124

Kraftstoff-Aktuatormodul

126

Zündfunken-Aktuatormodul

158

Phasensteller-Aktuatormodul

160-1

Turbo (heiß)

160-2

Turbo (kalt)

164

Ladedruck-Aktuatormodul

172

AGR-Aktuatormodul

194

Getriebesteuermodul

196

Hybridsteuermodul

198

Elektromotor

ZU Fig. 2

114

Motorsteuermodul

116

Drossel-Aktuatormodul

120

Zylinder-Aktuatormodul

124

Kraftstoff-Aktuatormodul

126

Zündfunken-Aktuatormodul

158

Phasensteller-Aktuatormodul

164

Ladedruck-Aktuatormodul

196

ybridsteuermodul

202

Fahrer-Achsendrehmomentmodul

204

Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul

206

Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul

208

Hybridoptimierungsmodul

210

RPM-Steuermodul

212

RPM-Trajektorienmodul

220

Reserven/Lastenmodul

224

Betätigungsmodul

228

Luftsteuermodul

232

Zündfunkensteuermodul

236

Zylindersteuermodul

240

Kraftstoffsteuermodul

244

Drehmomentschätzmodul

248

Ladedruck-Zeitplanungsmodul

252

Phasensteller-Zeitplanungsmodul

ZU Fig. 3

202

Fahrer-Achsendrehmomentmodul

204

Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul

302

Pedalanforderungsmodul

306

Parameterermittlungsmodul

310

Umwandlungsmodul

314

Fahreranforderungsmodul

318

Bremsunterstützungs-Anforderungsmodul

322

Vermittlungsmodul

324

Formungsmodul

326

Modul für endgültige Fahreranforderung

330

Umwandlungsmodul

ZU Fig. 4

210

RPM-Steuermodul

404

Modul für RPM-Momentandrehmoment

408

Modul für vorausgesagtes RPM-Drehmoment

412

Leerlaufkorrekturmodul

420

Fahrer-ZPT-Modul

424

ZPT-Modul

428

ZPT-Korrekturmodul

430

Modul für gesamtes Minimaldrehmoment

434

Motorkapazitätsmodul

438

Modul für minimales Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment

442

TCC-Zustandsermittlungsmodul

446

Modul für minimales Drehmoment bei entriegelter TCC

450

Modul für minimales Drehmoment bei verriegelter TCC

ZU Fig. 5A

504

Ermittle Fahrer-ZPT

508

Ermittle minimales Drehmoment bei entriegelter TCC und minimales Drehmoment bei verriegelter TCC

512

Ermittle Motorkapazität

516

Bedingungen für verriegelte TCC erfüllt?

520

Erhöhe Timer

524

Timer > vorbestimmte Zeitdauer?

528

Setze Timer zurück

532

TCC-Zustand = verriegelt

536

TCC-Zustand = entriegelt

ZU Fig. 5B

540

Fahrer-ZPT > minimales Drehmoment bei entriegelter TCC?

544

TCC verriegelt?

545

Passe minimales Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment in einer Stufe an minimales Drehmoment bei verriegelter TCC an

546

Passe minimales Fahrbarkeits-Entriegsdrehmoment in einer Stufe an minimales Drehmoment bei entriegelter TCC an

548

SDAR < minimales Drehmoment bei entriegelter TCC oder RDAR < korrigiertes ZPT?

552

TCC verriegelt?

556

Verringere minimales Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment schnell rampenartig auf minimales Drehmoment bei verriegel ter TCC

560

Erhöhe minimales Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment schnell rampenartig auf minimales Drehmoment bei entriegelter TCC

562

Ermittle Rampenrate für langsame Rampe

564

Passe minimales Fahrbarkeits-Antriebsdrehmoment langsam rampenartig an minimales Drehmoment bei verriegelter TCC an

ZU Fig. 5C

570

Minimales Fahrbarkeits-Achsendrehmoment

574

Ermittle ZPT

578

Ermittle Pedalanforderung basierend auf ZPT

582

Ermittle Fahrer-Achsenanforderung

586

Ermittle rohe Fahrer-Achsenanforderung

590

Ermittle geformte Fahrer-Achsenanforderung

594

Ermittle endgültige Fahrer-Achsenanforderung

Claims (10)

1. Motorsteuersystem (200), das umfasst: ein Minimaldrehmomentmodul (430, 438), das ein erstes minimales Antriebsdrehmoment basierend auf einem zweiten minimalen Antriebsdrehmoment, wenn sich eine Drehmomentwandlerkupplung in einem entriegelten Zustand befindet, oder basierend auf einem dritten minimalen Antriebsdrehmoment ermittelt, wenn sich eine Drehmomentwandlerkupplung in einem verriegelten Zustand befindet; ein Nullpedal-Drehmomentmodul (424), das ein Nullpedaldrehmoment selektiv gleich dem ersten minimalen Antriebsdrehmoment setzt; ein Pedalanforderungsmodul (302), das eine Pedaldrehmomentanforderung basierend auf einer Gaspedalposition, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Nullpedaldrehmoment ermittelt; ein Fahreranforderungsmodul (314), das eine Fahrer-Achsendrehmomentanforderung basierend auf der Pedaldrehmomentanforderung ermittelt; ein Formungsmodul (324), das die Fahrer-Achsendrehmomentanforderung selektiv formt und das eine geformte Fahrer-Achsendrehmomentanforderung basierend auf der Fahrer-Achsendrehmomentanforderung ermittelt; ein Umwandlungsmodul (330), welches das erste minimale Antriebsdrehmoment in ein minimales Achsendrehmoment umwandelt; und ein Modul (326) für eine endgültige Fahreranforderung, das eine endgültige Fahrer-Achsendrehmomentanforderung gleich einem größeren von der geformten Fahrer-Achsendrehmomentanforderung und dem minimalen Achsendrehmoment setzt.
2. Motorsteuersystem (200) nach Anspruch 1, das ferner ein Betätigungsmodul umfasst, das zumindest einen Motoraktuator basierend auf der endgültigen Fahrer-Achsendrehmomentanforderung steuert.
3. Motorsteuersystem (200) nach Anspruch 1, das ferner umfasst: ein zweites Nullpedal-Drehmomentmodul (420), das ein zweites Nullpedaldrehmoment basierend auf einer Motordrehzahl und einer Position eines Hebels für Parken, Rückwärts, Neutral und Fahren ermittelt, wobei das Nullpedal-Drehmomentmodul (424) das Nullpedaldrehmoment gleich dem ersten minimalen Antriebsdrehmoment setzt, wenn das erste minimale Antriebsdrehmoment größer als das zweite Nullpedaldrehmoment ist.
4. Motorsteuersystem (200) nach Anspruch 3, wobei das Minimaldrehmomentmodul (430, 438) dann, wenn das zweite Nullpedaldrehmoment größer als das zweite minimale Antriebsdrehmoment ist, das erste minimale Antriebsdrehmoment gleich einem ausgewählten von dem zweiten und dem dritten minimalen Antriebsdrehmoment setzt, wenn sich die Drehmomentwandlerkupplung in dem entriegelten Zustand oder in dem verriegelten Zustand befindet.
5. Motorsteuersystem (200) nach Anspruch 1, wobei das Minimaldrehmomentmodul (430, 438) das erste minimale Antriebsdrehmoment an ein ausgewähltes von dem zweiten und dem dritten minimalen Antriebsdrehmoment rampenartig anpasst, wenn sich die Drehmomentwandlerkupplung in dem entriegelten Zustand oder in dem verriegelten Zustand befindet.
6. Motorsteuersystem (200) nach Anspruch 5, wobei das Minimaldrehmomentmodul (430, 438) das erste minimale Antriebsdrehmoment basierend auf der geformten Fahrer-Achsendrehmomentanforderung und/oder einer ungeformten Fahrer-Achsendrehmomentanforderung an ein ausgewähltes von dem zweiten und dem dritten minimalen Antriebsdrehmoment rampenartig anpasst.
7. Motorsteuersystem (200) nach Anspruch 5, wobei das Minimaldrehmomentmodul (430, 438) eine Rampenrate basierend auf dem ausgewählten von dem zweiten und dem dritten minimalen Antriebsdrehmoment ermittelt und das erste minimale Antriebsdrehmoment an das ausgewählte von dem zweiten und dem dritten minimalen Antriebsdrehmoment mit der Rampenrate rampenartig anpasst.
8. Motorsteuersystem (200) nach Anspruch 7, wobei das Minimaldrehmomentmodul (430, 438) die Rampenrate dann, wenn das ausgewählte von dem zweiten und dem dritten minimalen Antriebsdrehmoment das zweite minimale Antriebsdrehmoment ist, auf eine erste Rampenrate und dann, wenn das ausgewählte von dem zweiten und dem dritten minimalen Antriebsdrehmoment das dritte minimale Antriebsdrehmoment ist, auf eine zweite Rampenrate festlegt und wobei die erste Rampenrate größer als die zweite Rampenrate ist.
9. Motorsteuersystem (200) nach Anspruch 1, das ferner umfasst: ein zweites Minimaldrehmomentmodul (446), welches das zweite minimale Antriebsdrehmoment basierend auf einer Motordrehzahl und einem Übersetzungsverhältnis ermittelt, das in einem Getriebe ausgewählt ist; und ein drittes Minimaldrehmomentmodul (450), welches das dritte minimale Antriebsdrehmoment basierend auf der Motordrehzahl, dem Übersetzungsverhältnis und einer Getriebeöltemperatur ermittelt.
10. Motorsteuersystem (200) nach Anspruch 9, wobei das zweite Minimaldrehmomentmodul (446) ein viertes minimales Antriebsdrehmoment basierend auf der Motordrehzahl und dem Übersetzungsverhältnis ermittelt und das zweite minimale Antriebsdrehmoment gleich einem größeren von dem vierten minimalen Antriebsdrehmoment und dem dritten minimalen Antriebsdrehmoment setzt.

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