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Die vorliegende Offenbarung betrifft die Verwendung entweder einer elektrischen Maschine oder eines riemengetriebenen integrierten Starter-Generators (ISG) eines Hybridelektrofahrzeugs zur Steuerung der Kraftmaschine während einer Kraftmaschinenabschaltung, die wiederum das dem Katalysatoreinsatz des Katalysators zugeführte Luft -und Kraftstoffvolumen steuert.
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In Hybridfahrzeugen wird die Kraftmaschine angehalten, wenn von der Kraftmaschine kein Drehmoment angefordert wird, um Kraftstoff einzusparen, Emissionen zu reduzieren und Lärm zu reduzieren. Derzeitige Hybridfahrzeuge schalten den der Kraftmaschine zugeführten Kraftstoff ab und lassen die Kraftmaschine ohne weitere Steuerung zum Halt kommen. Gemäß diesem Verfahren kommt die Kraftmaschine jedoch nach einer variablen Zeitdauer in Abhängigkeit von der Kraftmaschinentemperatur, -drehzahl, -drosselklappenstellung usw. zu einem vollständigen Halt.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Kraftmaschine während der Kraftmaschinenabschaltung wie eine Luftpumpe wirkt und Luft in den im Katalysator gespeicherten Katalysatoreinsatz pumpt. Im Katalysator gespeicherte Luft verursacht eine NOx-Spitze bei anschließendem Hochfahren der Kraftmaschine. Ein weiteres Problem bei ungesteuertem Anhalten der Kraftmaschine ist das Ausmaß der Geräusche, Schwingungen und Rauigkeit, das sich aus der Kraftmaschinenabschaltung ergibt.
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Die Offenbarung von Kraftmaschinensteuerverfahren und -systemen bezieht sich auf das Lösen der obigen Probleme und anderer Probleme, wie unten zusammengefasst.
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Die vorliegende Offenbarung schlägt verschiedene Verfahren zur Kraftmaschinenabschaltung in Abhängigkeit von der in dem Fahrzeug verwendeten Technologie und verfügbaren Hardware vor. In einem Fahrzeug mit einer Art von modularer Hybridgetriebearchitektur ist eine Trennkupplung zwischen der Kraftmaschine und dem Traktionsmotor vorgesehen.
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Die in diesem Fall vorgeschlagene Lösung besteht darin, dass nach dem Abschalten des Kraftstoffs zur Kraftmaschine durch die elektrische Maschine ein negatives Drehmoment an die Trennkupplung angelegt wird, um die Kraftmaschine zu einem vollständigen Halt herunterzurampen. Die Steigung der Rampe kann durch Steuern der Höhe des durch die elektrische Maschine an die Trennkupplung angelegten negativen Drehmoments gesteuert werden. Etwas Luft im Katalysator ist wünschenswert, um die im Katalysatoreinsatz beim Hochfahren vorhandenen Kohlenwasserstoffe zu reduzieren. Diese zusätzliche Luft im Katalysator erleichtert auch das Anspringen des Katalysators. Die Luftmenge im Katalysator wird durch die Kraftmaschinenverzögerungsrate während des Abschaltens gesteuert.
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Das gesteuerte Abschalten unter Verwendung der Trennkupplung bietet den Vorteil der Beschleunigung des Hochfahrens der Kraftmaschine während eines Sinneswandelereignisses, wenn die Kraftmaschine gestartet werden muss, da zusätzliches Kraftmaschinendrehmoment erforderlich ist. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und Drosselklappenstellung können kalibriert werden, um Lärm, Schwingungen und Rauigkeit durch Vorbereitung des Katalysators während der Kraftmaschinenabschaltung zu reduzieren, wenn die Kraftmaschinenverzögerungsrate bekannt ist.
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Bei einer anderen Art von Hybridgetriebe, die als Mild-Hybrid bezeichnet werden kann, wird die Kraftmaschine abgeschaltet, wenn das Fahrzeug angehalten ist. Bei einem Mild-Hybrid wird ein integrierter Riemen-Starter-Generator verwendet, um die Batterie bei Verzögerung der Kraftmaschine zu laden. Die Verzögerungsrate kann durch Änderung des Ladestroms des integrierten Starter-Generators gesteuert werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Fahrzeugsteuersystem bereitgestellt, das Folgendes umfasst: eine Kraftmaschine, eine elektrische Maschine, eine Trennkupplung und ein Getriebe, das von der Kraftmaschine und/oder der elektrischen Maschine gezielt Drehmoment erhält. Die elektrische Maschine kann durch die Trennkupplung als Reaktion auf ein Kraftmaschinenabschaltungssignal eingerückt werden, um die Drehzahl der Kraftmaschine zu reduzieren und den Kraftstoff zur Kraftmaschine so lange abzuschalten, bis die Kraftmaschine angehalten ist.
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Gemäß anderen Aspekten des obigen Steuersystems kann das Hybridfahrzeugsteuersystem dazu konfiguriert sein, als Reaktion auf das Kraftmaschinenabschaltungssignal das Getriebe auf neutral einzustellen, die Trennkupplung zu schließen und einen Drehmomentwandler auf neutral einzustellen, wenn die elektrische Maschine zur Reduzierung der Drehzahl der Kraftmaschine und zur Zuführung von Energie zur Batterie verwendet wird. Ferner kann das Fahrzeugsteuersystem eine den Elektromotor mit Energie versorgende Batterie umfassen. Als Reaktion auf das Kraftmaschinenabschaltungssignal wird die elektrische Maschine in ihren Generatormodus eingestellt, um Energie zum Aufladen der Batterie zuzuführen.
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Als Reaktion auf ein Signal zum Übersteuern des Kraftmaschinenabschaltungssignals kann das Fahrzeugsteuersystem bestimmen, dass die Drehzahl der Kraftmaschine unter einem kalibrierten Wert liegt, und die elektrische Maschine kann dazu verwendet werden, die Drehzahl der Kraftmaschine zu erhöhen und die Kraftmaschine neu zu starten. Als Alternative dazu kann das Fahrzeugsteuersystem als Reaktion auf ein Signal zum Übersteuern des Kraftmaschinenabschaltungssignals bestimmen, dass die Drehzahl der Kraftmaschine größer ist als ein kalibrierter Wert, und der Kraftmaschine kann Kraftstoff und ein Funken bei nicht Dieselkraftstoffanwendungen zugeführt werden, um die Kraftmaschine neu zu starten.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die elektrische Maschine zur Steuerung der zum Anhalten der Kraftmaschine erforderlichen Zeit zur Begrenzung eines einem Katalysator während einer Kraftmaschinenabschaltung zugeführten Luftvolumens verwendet werden.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Mild-Hybridfahrzeug-Steuersystem bereitgestellt, das eine Kraftmaschine, einen Startermotor zum Starten der Kraftmaschine, eine zur Zuführung von Energie zum Startermotor verwendete Batterie und eine Lichtmaschine zum Laden der Batterie umfasst. Der Startermotor kann als Reaktion auf ein Kraftmaschinenabschaltungssignal zum Reduzieren der Drehzahl der Kraftmaschine durch Erhöhen eines Ladestroms der Lichtmaschine aktiviert werden. Der Startermotor und der Generator können zu einem integrierten Starter-Generator kombiniert sein.
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Der Starter kann zum Erhöhen der Drehzahl der Kraftmaschine und zum Neustarten der Kraftmaschine als Reaktion auf ein Signal zum Übersteuern des Kraftmaschinenabschaltungssignals verwendet werden, wenn die Drehzahl der Kraftmaschine als unter einem kalibrierten Wert liegend bestimmt wird.
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Der Kraftmaschine kann Kraftstoff zum Neustarten der Kraftmaschine als Reaktion auf ein Signal zum Übersteuern des Kraftmaschinenabschaltungssignals zugeführt werden, wenn die Drehzahl der Kraftmaschine als über einem kalibrierten Wert liegend bestimmt wird.
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Der Startermotor kann zur Steuerung der zum Anhalten der Kraftmaschine erforderlichen Zeit zur Begrenzung des einem Katalysator während einer Kraftmaschinenabschaltung zugeführten Luftvolumens verwendet werden.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugsteuersystems, das eine Kraftmaschine, einen zum Starten der Kraftmaschine verwendeten Elektromotor, eine dem Elektromotor Energie zuführende Batterie und ein Getriebe, das einem Antriebsrad eines Fahrzeugs Drehmoment von der Kraftmaschine zuführt, enthält, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Zuführen eines Kraftmaschinenabschaltungssignals zu dem Fahrzeugsteuersystem, Ausrücken der Kraftmaschine von dem Getriebe und Laden der Batterie durch den Elektromotor zum Reduzieren der zum Reduzieren der Drehzahl der Kraftmaschine auf null erforderlichen Zeit.
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Gemäß anderen Aspekten der Offenbarung kann der Elektromotor als Starter funktionieren. Das Fahrzeugsteuersystem kann eine Trennkupplung umfassen, die zur Übertragung von Drehmoment zwischen der Kraftmaschine und dem Elektromotor gezielt eingerückt wird, und wobei der Elektromotor eine elektrische Maschine ist, die zur Zuführung von Drehmoment zum Getriebe betreibbar ist. Ferner kann das Verfahren Einrücken der Trennkupplung als Reaktion auf das Kraftmaschinenabschaltungssignal zum Reduzieren der Drehzahl der Kraftmaschine und Abschalten des Kraftstoffs zur Kraftmaschine, bis die Kraftmaschine angehalten ist, umfassen. Ferner kann das Verfahren Einstellen der elektrischen Maschine in einen Generatormodus zur Zuführung von Energie zum Aufladen der Batterie als Reaktion auf das Kraftmaschinenabschaltungssignal umfassen. Darüber hinaus kann das Verfahren ferner Einstellen des Getriebes auf neutral und Einstellen eines Drehmomentwandlers auf neutral, wenn die elektrische Maschine zum Reduzieren der Drehzahl der Kraftmaschine und zum Zuführen von Energie zur Batterie verwendet wird, umfassen.
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Ferner kann das Verfahren Neustarten der Kraftmaschine als Reaktion auf ein Signal zum Übersteuern des Kraftstoffabschaltungssignals, wenn die Drehzahl der Kraftmaschine als unter einem kalibrierten Wert liegend bestimmt wird und die elektrische Maschine zum Erhöhen der Drehzahl der Kraftmaschine und Neustarten der Kraftmaschine verwendet wird, umfassen. Als Alternative dazu kann das Verfahren ferner Neustarten der Kraftmaschine als Reaktion auf ein Signal zum Übersteuern des Kraftmaschinenabschaltungssignals, wenn die Drehzahl der Kraftmaschine als über einem kalibrierten Wert liegend bestimmt wird und der Kraftmaschine Kraftstoff zum Neustarten der Kraftmaschine zugeführt wird, umfassen.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Steuern der zum Anhalten der Kraftmaschine erforderlichen Zeit zur Begrenzung eines einem Katalysator während der Kraftmaschinenabschaltung zugeführten Luftvolumens umfassen. Die obigen Aspekte der vorliegenden Offenbarung und andere Aspekte werden angesichts der beigefügten Zeichnungen und der folgenden ausführlichen Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen besser verständlich.
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1 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugsteuersystems für ein modulares Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer elektrischen Maschine, die zusammen oder unabhängig gezielt betrieben werden;
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2 ist ein Flussdiagramm des gesteuerten Kraftmaschinenabschaltungsprozesses gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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3 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugsteuersystems gemäß einer alternativen Ausführungsform für ein Mild- oder Start-Stopp-Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem internen Starter-Generator, die zusammen oder unabhängig gezielt betrieben werden;
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4 ist ein Flussdiagramm des alternativen gesteuerten Kraftmaschinenabschaltungsprozesses gemäß der Ausführungsform von 3;
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5 ist ein Satz von Schaubildern, die die Kraftmaschinendrehzahl im Vergleich zu der Kraftstoffdurchflussrate und dem Lambse als Funktion der Zeit während eines ungesteuerten Kraftmaschinenabschaltungsbetriebs zeigen; und
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6 ist ein Satz von Schaubildern, die die Kraftmaschinendrehzahl im Vergleich zu der Kraftstoffdurchflussrate und dem Lambse als Funktion der Zeit während eines gesteuerten Kraftmaschinenabschaltungsbetriebs zeigen.
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Es folgt eine ausführliche Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die offenbarten Ausführungsformen sind Beispiele für die Erfindung, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgestaltet werden können. Die Figuren sind nicht zwangsweise maßstäblich. Einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Die in dieser Anmeldung offenbarten spezifischen strukturellen und funktionalen Details sollen nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einem Fachmann die Ausübung der Erfindung zu lehren.
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Auf 1 Bezug nehmend, wird ein Hybridfahrzeug 10 schematisch dargestellt, um den Drehmomentflussweg, das Ladesystem und das Auslasssystem zu zeigen. Eine Brennkraftmaschine 12 und eine elektrische Maschine 16 werden gezielt mit einer Trennkupplung 18 verbunden, so dass Drehmoment durch die Brennkraftmaschine 12, die elektrische Maschine 16 oder beide bereitgestellt werden kann. Ein Drehmomentwandler 20 führt einem mehrstufigen Zahnradgetriebe 26 Drehmoment von der Brennkraftmaschine 12 und der elektrischen Maschine 16 zu.
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Eine Hauptölpumpe 22 führt dem Drehmomentwandler und dem Getriebe Hydraulikleitungsdruck zu, um das Schalten des Getriebes 26 zu steuern. Eine elektrische Ölpumpe (EOP) 24 kann auch vorgesehen sein, um die Versorgung mit Hydraulikleitungsdruck zu ergänzen, wenn die Hauptölpumpe 22 nicht in der Lage ist, dem Drehmomentwandler 20 und dem Getriebe 26 adäquaten Leitungsdruck zuzuführen. Das Getriebe 26 führt dem Differenzial 28 Drehmoment zu, das wiederum den Rädern 30 Drehmoment zuführt.
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Eine Batterie 32 ist durch einen Wechselrichter 36 mit der elektrischen Maschine 16 verbunden. Der Wechselrichter 36 führt der elektrischen Maschine 16 Energie zu. Im Lademodus versorgt die elektrische Maschine 16 den Wechselrichter 36 mit Strom, der zum Laden der Batterie 30 verwendet wird.
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Die Brennkraftmaschine 12 kann ein Dieselmotor oder ein Verbrennungsmotor sein. Die Brennkraftmaschine 12 leitet Abgase zu einem Katalysator 38 der einen Katalysatoreinsatz enthält, der zum Reduzieren von Emissionen der Brennkraftmaschine verwendet wird. Der Katalysator 38 ist mit anderen Komponenten eines Auslasssystems 40, wie zum Beispiel einem Schalldämpfer und Abgasrohren, verbunden.
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Auf 2 Bezug nehmend, wird ein Algorithmus 50 zur Steuerung der Kraftmaschinenabschaltung dargestellt. Die Kraftmaschinenabschaltung wird dazu gesteuert, die zum Anhalten der Kraftmaschine als Reaktion auf ein Kraftmaschinenabschaltungssignal erforderliche Zeit zu reduzieren. Durch Reduzieren der für die Kraftmaschinenabschaltung erforderlichen Zeit, kann die dem Katalysator 38 durch die Brennkraftmaschine 12 zugeführte Luft- und Kraftstoffmenge gesteuert werden, um NOx-Emissionen zu reduzieren und den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren.
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Der Algorithmus 50 beginnt beim Start 52. Das System bestimmt bei 54, ob eine Verzögerung des Fahrzeugs erwünscht ist. Wenn das Fahrzeug nicht verzögert werden soll, kehrt der Algorithmus zum Start bei 52 zurück. Wenn bei 54 eine Verzögerung detektiert wird, wird das System bei 56 auf Kraftmaschinenabschaltung eingestellt. Die Fahrzeugsystemsteuerung (VSC) steuert die Kraftmaschine bei 58 dazu an, die Abschaltung vorzubereiten. Die Systemsteuerung stellt bei 60 das Getriebe auf neutral, so dass den Rädern 30 weder von der Kraftmaschine 12 noch von der elektrischen Maschine 16 Drehmoment zugeführt wird.
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Dann öffnet das System den Drehmomentwandler 20. Die Trennkupplung 18 zwischen der Brennkraftmaschine 12 und der elektrischen Maschine 16 wird geschlossen, damit Drehmoment von der elektrischen Maschine 16 durch die Trennkupplung 18 zur Brennkraftmaschine 12 übertragen werden kann. Gleichzeitig schaltet das Steuersystem die elektrische Maschine 16 in den Generatormodus, so dass der elektrischen Maschine 16 durch die Brennkraftmaschine Drehmoment über die Trennkupplung 18 zugeführt werden kann. Die elektrische Maschine erhält das Drehmoment von der Brennkraftmaschine 12 und führt Strom durch den Wechselrichter 36 zu, um die Batterie 32 aufzuladen.
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Bei 62 wird die Kraftmaschinendrehzahl dank ihrer Verbindung mit der elektrischen Maschine 16 durch die Trennkupplung 18 abgesenkt. Durch Verbinden der elektrischen Maschine über den Verbrennungsmotor 12 kann die Kraftmaschinendrehzahl in weniger als 100 Millisekunden um ca. 2000 RPM reduziert werden. Im Vergleich dazu sind beim herkömmlichen Kraftmaschinenabschalten normalerweise ca. 2400 ms zum Abschalten nach Erhalt einer Kraftmaschinenstoppanweisung erforderlich. Durch Verbindung der elektrischen Maschine 16 mit der Brennkraftmaschine 12 kann das Abschalten der Brennkraftmaschine auf ca. 360 ms reduziert werden. Es versteht sich, dass die zum Abschalten erforderliche tatsächliche Zeit in Abhängigkeit von der Konstruktion der Brennkraftmaschine 11 und von der elektrischen Maschine 16 variiert. Durch schnelleres Reduzieren der zur Kraftmaschinenabschaltung erforderlichen Zeit kann die während des Herunterrampens der Kraftmaschinendrehzahl verbrauchte Kraftstoffmenge auf ein Minimum reduziert werden.
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Durch Reduzieren der Kraftmaschinenabschaltzeit auf ein Minimum wird die von der Brennkraftmaschine 12 in den Katalysator 38 strömende Luftmenge auf ein Minimum reduziert. Durch die Brennkraftmaschine in den Katalysator gepumpte Luft muss mit Kraftstoff ausgeglichen werden, um NOx-Emissionen auf ein Minimum zu reduzieren. Der in die Brennkraftmaschine eingespritzte Kraftstoff wird auf ein Minimum reduziert, wenn von der Kraftmaschine kein Drehmoment angefordert wird.
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Die zum Herunterrampen der Kraftmaschine erforderliche Zeit wird anfangs wesentlich reduziert. Dem Katalysatoreinsatz wird weniger Luft zugeführt, und deshalb ist weniger Kraftstoff erforderlich, um diese Luft im Katalysator 38 auszugleichen.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 2 wird der Kraftstoff zur Brennkraftmaschine 12 gleichzeitig mit der Reduzierung der Kraftmaschinendrehzahl abgeschaltet. Das Fahrzeugsteuersystem überprüft bei 64 in dem mit ”Sinneswandel?” bezeichneten Block, ob ein Anzeichen dafür vorliegt, dass die Brennkraftmaschine nicht länger abgeschaltet werden soll. Liegt kein Sinneswandel vor, bringt das System die Kraftmaschinendrehzahl auf null, und die Trennkupplung wird bei 66 geöffnet.
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Liegt ein Sinneswandel vor und soll die Brennkraftmaschine 12 nicht abgeschaltet werden, überprüft das System bei 68 auf Bestimmung, ob die Kraftmaschinendrehzahl unter 300 RPM liegt. Der 300-RPM-Wert ist ein kalibrierter Wert, der auf verschiedene potenzielle Kraftmaschinendrehzahlen eingestellt werden kann. Wenn die Kraftmaschinendrehzahl nicht mehr als 300 RPM beträgt, kann das System die elektrische Maschine dazu verwenden, die Drehzahl auf den kalibrierten 300-RPM-Wert zu erhöhen, und bei 70 kann ein normaler Kraftmaschinenstart eingeleitet werden. Wenn die Kraftmaschinendrehzahl bei 68 über 300 RPM liegt, kann die Kraftmaschine durch Auftanken der Kraftmaschine bei 72 einfach neu gestartet werden, um einen Schnellstart der Kraftmaschine durchzuführen. An Endblock 74 endet der Algorithmus 50.
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Auf 3 Bezug nehmend, wird eine alternative Ausführungsform gezeigt, bei der eine Mild-Hybrid- oder Start-Stopp-Hybridfahrzeug-Architektur schematisch dargestellt ist. Das Mild-Hybridfahrzeug 80 enthält eine Brennkraftmaschine 82. Ein integrierter Starter-Generator (ISG) 86 ist durch einen Riemen 88 mit der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine 82 verbunden. Drehmoment wird von der Brennkraftmaschine 82 durch einen Drehmomentwandler 90 zum Antrieb des Fahrzeugs bereitgestellt. Eine Hauptölpumpe 92 wird auch durch die Brennkraftmaschine 82 angetrieben, um dem Drehmomentwandler 90 und dem Getriebe 96 Hydraulikleitungsdruck zuzuführen. Es kann eine elektrische Ölpumpe (EPO) 94 vorgesehen sein, um die Hauptölpumpe 92, insbesondere zu Zeiten, zu denen die Brennkraftmaschine 82 abgestellt ist oder mit einer niedrigen Drehzahl arbeitet, zu ergänzen. Das Getriebe 96 führt den Rädern 100 Drehmoment durch ein Differenzial 98 zu.
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Eine Batterie 102 liefert Energie durch den ISG 86 zum Starten der Brennkraftmaschine 82, wenn die Kraftmaschine angehalten ist und von der Kraftmaschine 82 Drehmoment erwünscht ist. Wenn das Fahrzeug verzögert und/oder die Brennkraftmaschine 82 abgeschaltet werden soll, wird Drehmoment zum Riemen 88 und zum ISG 86 übertragen, um die Batterie 102 aufzuladen.
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Die Kraftmaschine 82 funktioniert als Pumpe durch Zuführung von entweder Abgas, Luft oder Kraftstoff zu dem Katalysator 104, wenn die Kraftmaschine abgeschaltet ist. Der Katalysator 104 ist Teil des Fahrzeugauslasssystems 106 und enthält den Schalldämpfer und Abgasrohre.
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Auf 4 Bezug nehmend, wird ein alternativer Algorithmus 110 dargestellt, der der in 3 schematisch dargestellten Fahrzeugarchitektur zugeordnet ist. Der Algorithmus 110 beginnt am Startblock 112. Die Fahrzeugsystemsteuerung bestimmt, ob das Fahrzeug verzögert werden soll oder nicht. Wenn nicht, kehrt der Algorithmus zum Start 112 zurück. Wenn das Fahrzeug gemäß der Bestimmung der 114 verzögert werden soll, wird das System bei 116 dazu eingestellt, anzuzeigen, dass Kraftmaschinenabschaltung erwünscht ist. Die Fahrzeugsystemsteuerung steuert die Kraftmaschine zur Vorbereitung auf Abschaltung an 188 an. Das Fahrzeug wird bei 120 auf Abschaltung vorbereitet, in dem der Drehmomentwandler auf geöffnet eingestellt wird und der ISG 86 in den Generatormodus platziert wird. Bei 122 wird die Kraftmaschinendrehzahl durch Erhöhen des dem Generator entnommenen Stroms infolge des Erhöhens des Feldstroms reduziert. Durch Erhöhen des Feldstroms entnimmt der ISG 86 mehr Strom und erhöht die an die Kraftmaschine angelegte Last während ihres Abschaltens. Dadurch wird die Zeit reduziert, die dazu erforderlich ist, einen Kraftmaschinenabschaltungsvorgang durchzuführen. Gleichzeitig wird der Kraftstoff zur Brennkraftmaschine 82 abgeschaltet, dann testet die Fahrzeugsystemsteuerung bei 124 auf einen Sinneswandel. Wenn der Fahrzeugführer oder das System bei 124 keine Verzögerung wünscht und keine Kraftmaschinenabschaltung erfordert, wird Kraftstoff zum Neustart der Kraftmaschine eingespritzt, ansonsten reduziert das System bei 126 die Kraftmaschinendrehzahl weiter auf null.
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Wenn bei 124 einen Sinneswandel angezeigt wird, bestimmt das System dann bei 128, ob die Kraftmaschinendrehzahl größer als 300 RPM ist. Wie bei der Ausführungsform nach den 1 und 2 ist die Kraftmaschinendrehzahleinstellung von 300 RPM der kalibrierte Wert, der in Abhängigkeit von der zum Neustart der Kraftmaschine erforderlichen Drehzahl eingestellt wird. Wenn die Kraftmaschinendrehzahl bei 128 nicht mehr als 300 RPM beträgt, wird die Kraftmaschine bei 130 mit der ISG 86 gestartet. Wenn die Kraftmaschinendrehzahl bei 128 größer als 300 RPM ist, kann die Kraftmaschine bei 132 durch einfaches Auftanken der Kraftmaschine 82 zum schnellen Neustart der Kraftmaschine neu gestartet werden. Der Algorithmus endet an Endblock 134.
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Auf 5 Bezug nehmend, wird die durch Linie 136 gezeigte Kraftmaschinendrehzahl bei normalem Kraftmaschinenbetrieb für die Ausführungsformen beider 1 und 2 und die Ausführungsformen der 3 und 4 durch Zufuhr von Kraftstoff zur Kraftmaschine gesteuert. In 5 wird ein Beispiel einer ungesteuerten Kraftmaschinenabschaltung des Stands der Technik dargestellt. Wenn eine Kraftmaschinenabschaltung erwünscht ist, wird die der durch Linie 138 gezeigten Kraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge scharf reduziert, und die Kraftmaschinendrehzahl wird über einen Zeitraum von ca. 2400 Millisekunden auf null reduziert. Die der Kraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge 138 folgt der sich ergebenden Kraftmaschinendrehzahl 136, wobei Kraftstoff der Kraftmaschine 12, 82 bei Kraftmaschinenabschaltung weiter zugeführt wird. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder Lambse wird durch Linie 140 gezeigt und ist während der Normalbetriebsdauer relativ mager, bis ein Kraftmaschinenabschaltungssignal empfangen wird. Das Lambse 140 erhöht sich während der Kraftmaschinenabschaltung und stellt während der Kraftmaschinenabschaltung ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis bereit.
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Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis kann kalibriert werden, um Lärm und Vibrationen (NVH) zu reduzieren und den Katalysatoreinsatz während der Kraftmaschinenabschaltung infolge der Kenntnis der Kraftmaschinenverzögerungsrate vorzubereiten. Die Kraftmaschine wird abgeschaltet, wenn kein Drehmoment erforderlich ist, um Kraftstoff einzusparen und Emissionen und Lärm zu reduzieren. Während der Kraftmaschinenabschaltung wirkt die Kraftmaschine als Pumpe durch Zufuhr von Luft zum Katalysator 38, 104. Die in den Katalysatoreinsatz gepumpte Luft bewirkt eine NOx-Spitze während des nächsten Kraftmaschinenhochfahrereignisses.
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Auf 6 Bezug nehmend, wird ein Beispiel für eine gesteuerte Kraftmaschinenabschaltung dargestellt. Die Kraftmaschinendrehzahl 136 liegt anfangs auf null und erhöht sich, bis ein Kraftmaschinenabschaltungssignal 142 empfangen wird. Drehmoment von der Kraftmaschine 12, 82 wird entweder von der elektrischen Maschine 16 oder dem ISG 86 verwendet, um die Batterie 32, 102 zu laden. Die erreichten Kraftstoffersparnisse werden durch den Bereich unter der Kraftstoffdurchflussraten-Kurve 138 in 6 im Vergleich zu dem Bereich unter der Kraftstoffdurchflussraten-Linie 138 in 5 dargestellt. In 6 ist die Kraftstoffdurchflussrate nach dem Kraftmaschinenabschaltungssignal im Wesentlichen null. Auf die Lambse-Linie 140 in 6 Bezug nehmend, beträgt das Lambse anfangs ca. 1, bis die Kraftmaschine gestartet und beschleunigt wird. Dann wird das Lambse relativ fett bei einem Verhältnis von Luft zu Kraftstoff von ca. 0,9. Bei Kraftmaschinenabschaltung wird das Lambse relativ mager bei einem Verhältnis von Luft zu Kraftstoff von ca. 1,1.
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Wie in 6 gezeigt, wird dem Katalysator 38, 104 durch die Kraftmaschine 12, 82 weniger des magereren Luft-Kraftstoff-Gemisches zugeführt.
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Durch Reduzieren der Kraftmaschinenabschaltzeit wird die in den Katalysatoreinsatz gehende Luftmenge von den Zylindern auf ein Minimum reduziert. Jegliche in den Katalysatoreinsatz gehende Luft muss mit Kraftstoff ausgeglichen werden, um Emissionen auf ein Minimum zu reduzieren. Der während der Kraftmaschinenabschaltung, wenn von der Kraftmaschine kein Drehmoment angefordert wird, eingespritzte Kraftstoff wird auch auf ein Minimum reduziert. Durch Steuerung der Kraftmaschinendrehzahl während der Kraftmaschinenabschaltung kann die Katalysatorkonditionierung gesteuert werden.
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In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, dem Katalysator ein fettes Luftkraftstoffgemisch zuzuführen. Luft kann dann dem Katalysatoreinsatz zugeführt werden, um eine Reaktion zu erzeugen, wodurch die Katalysatoranspringzeit auf ein Minimum reduziert wird.
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Da der Motor zur Steuerung der Kraftmaschinendrehzahl während der Kraftmaschinenabschaltung verwendet wird, und eine Trennkupplung geschlossen wird, wird beim Hochrampen der Kraftmaschinendrehzahl während eines Sinneswandelereignisses keine Zeit verschwendet, da die Kupplung bereits eingerückt ist. Wenn die Trennkupplung geschlossen wird, um die Kraftmaschinendrehzahl durch Zuführung von Drehmoment von der elektrischen Maschine hochzurampen, müssen die Kraftmaschine- und Motordrehzahl synchronisiert sein.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis so kalibriert, dass der Katalysatoreinsatz für den nächsten Kraftmaschinenneustart eingestellt ist. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist zur Minimierung von Emissionen, Lärm, Schwingungen und Rauigkeit und auch zur Maximierung der Kraftstoffökonomie kalibriert.
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Obgleich oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Stattdessen sind die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke beschreibende und nicht einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Gedanken und dem Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Die Merkmale verschiedener Implementierungsausführungsformen können zur Bildung weiterer Ausführungsformen der offenbarten Konzepte kombiniert werden.
