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Diese Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Stopp-Start-System und insbesondere ein Kraftfahrzeug mit einem riemengetriebenen integrierten Startergenerator (BISG für engl. belt driven integrated starter-generator), der antriebsmäßig mit einem Vorderseiten-Hilfsantriebsriemen (FEAD-Riemen) eines Motors des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
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Es ist allgemein bekannt, einen BISG zum Neustarten eines Motors eines Kraftfahrzeugs nach einer Zeitdauer bereitzustellen, in welcher der Motor als Reaktion auf die Handlungen eines Fahrers des Kraftfahrzeugs vorübergehend gestoppt wurde (E-Stopp), um Kraftstoff zu sparen und Emissionen zu reduzieren. Solche E-Stopps werden normalerweise durch eine Stopp-Start-Steuerung gesteuert und verwenden Eingaben, wie beispielsweise Kupplungspedalposition, Gaspedalposition, Bremspedalposition und den Einrückzustand eines Getriebes, um zu bestimmen, wann der Motor gestoppt und wann er neu gestartet werden soll.
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Es ist ferner bekannt, einen passiven Riemenspanner zum Spannen des FEAD-Riemens bereitzustellen. Ein passiver Riemenspanner ist ein Spanner, bei welchem durch Drücken einer Walze oder einer Rolle gegen den Riemen eine statische Vorlast auf den Riemen aufgebracht wird.
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Während eines Motoranlassvorgangs, bei welchem der BISG zum Antreiben des FEAD-Riemens verwendet wird, kann es, wenn das Drehmoment am Profil zu aggressiv ist, das heißt das Drehmoment zu schnell zunimmt, zu Riemenschlupf kommen, da der FEAD-Spanner nicht schnell genug reagieren kann. Um solch einem Schlupf entgegenzuwirken, wird oft die statische Riemenspannung erhöht, aber das Erhöhen der statischen Riemenspannung hat eine negative Wirkung, da auch die Riemenreibung zunimmt, und dies erhöht den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs und verkürzt die Lebensdauer des FEAD-Riemens.
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Im Falle eines Neustarts aus einem E-Stopp ist jedoch eine schnelle Aktivierung des BISGs für den Motoranlassvorgang notwendig. Dies ist der Fall, da, wenn der BISG nicht schnell eingeschaltet wird, die Motorzündung bis zur 2. oder 3. Zündung beim oberen Totpunkt (TDC für engl. top dead centre) verzögert wird. Jegliche Verzögerung bei der Motorzündung kann zu einem Versagen des Startens des Autos (aus einem Start-Stopp-Vorgang) infolge von Motorabwürgen führen.
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Außerdem könnte infolge eines langsamen Anfahrens aufgrund der längeren Zeit, die das Motordrehmoment braucht, um ein angemessenes Niveau zum Beschleunigen des Kraftfahrzeugs zu erreichen, die Startqualität schlecht sein.
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Beide dieser Ereignisse führen möglicherweise zu Kundenunzufriedenheit.
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Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung eines Motors eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, der unter Verwendung des BISGs ohne Riemenschlupf und die Notwendigkeit einer Erhöhung der statischen Riemenspannung für einen robusten und schnellen Start sorgt.
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Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Motors eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, das einen Motor, einen Riemenantrieb, der eine Kurbelwelle des Motors antriebsmäßig mit einem integrierten Startergenerator verbindet, und mindestens einen Riemenspanner zum Aufbringen einer Spannlast auf den Riemenantrieb aufweist, wobei das Verfahren ein Bestimmen, ob es wünschenswert ist, einen automatischen Motorstopp durchzuführen, und Stoppen des Motors, wenn es wünschenswert ist, den Motor zu stoppen, und, wenn der Motor gestoppt hat, Einschalten des integrierten Riemen-Startergenerators umfasst, um die Kurbelwelle bei niedriger Drehzahl in der zum Starten des Motors erforderlichen Richtung zu drehen, während ein hohes Drehmoment an den Riemenantrieb abgegeben wird, um den Riemenantrieb bereit zum Neustarten des Motors vorzuspannen.
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Der mindestens eine Riemenspanner kann ein passiver Riemenspanner sein. Das Verfahren kann ferner ein Verwenden des integrierten Startergenerators zum Drehen der Kurbelwelle bei niedriger Drehzahl umfassen, während ein hohes Drehmoment an den Riemenantrieb abgegeben wird, bis die Kurbelwelle in eine optimale Position zum Neustarten des Motors gedreht wurde.
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Das Verfahren kann ferner ein Unter-Spannung-Halten des integrierten Startergenerators nach Erreichen der optimalen Position umfassen, um gegen Drehung der Kurbelwelle weg aus der optimalen Position zum Neustarten des Motors Widerstand zu leisten.
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Das Verfahren kann ferner ein Verwenden des integrierten Startergenerators zum Neustarten des Motors umfassen, wenn vordefinierte Bedingungen zum Neustarten des Motors vorliegen.
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Das hohe Drehmoment kann ein Drehmoment bei oder nahe dem maximalen Drehmoment sein, das vom integrierten Startermotor verfügbar ist.
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Die Kurbelwelle kann bei einer Drehzahl von weniger als fünfzig Umdrehungen pro Minute gedreht werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, das einen Motor mit einer Kurbelwelle, die durch einen Riemenantrieb antriebsmäßig mit einem integrierten Startergenerator verbunden ist, mindestens einem Riemenspanner zum Anlegen von Spannung an den Riemenantrieb und einer elektronischen Steuerung zum Steuern des Betriebs des Motors und des integrierten Startergenerators aufweist, wobei die elektronische Steuerung bestimmt, ob es wünschenswert ist, einen automatischen Motorstopp durchzuführen, und den Motor stoppt, wenn es wünschenswert ist, den Motor zu stoppen, und den integrierten Startergenerator einschaltet, wenn der Motor gestoppt hat, um die Kurbelwelle bei niedriger Drehzahl in der zum Starten des Motors erforderlichen Richtung zu drehen, während ein hohes Drehmoment an den Riemenantrieb abgegeben wird, um den Riemenantrieb bereit zum Neustarten des Motors vorzuspannen.
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Der mindestens eine Riemenspanner kann ein passiver Riemenspanner sein.
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Die elektronische Steuerung kann den integrierten Startergenerators zum Drehen der Kurbelwelle bei niedriger Drehzahl verwenden, während ein hohes Drehmoment an den Riemenantrieb abgegeben wird, bis die Kurbelwelle in eine optimale Position zum Neustarten des Motors gedreht wurde.
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Die elektronische Steuerung kann den integrierten Startergenerator nach Erreichen der optimalen Position unter Spannung halten, um gegen Drehung der Kurbelwelle weg aus der optimalen Position zum Neustarten des Motors Widerstand zu leisten.
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Die elektronische Steuerung kann den integrierten Startergenerator zum Neustarten des Motors verwenden, wenn die Bedingungen zum Neustarten des Motors vorliegen.
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Das hohe Drehmoment kann ein Drehmoment bei oder nahe dem maximalen Drehmoment sein, das vom integrierten Startermotor verfügbar ist.
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Die niedrige Drehzahl der Kurbelwelle kann eine Drehzahl sein, die zu niedrig ist, als dass Zündung des Motors stattfindet.
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Die Drehzahl kann weniger als fünfzig Umdrehungen pro Minute betragen.
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Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei:
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1 ein detailliertes Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung eines Motors eines Kraftfahrzeugs gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist;
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2 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Steuersystem gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist; und
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3a bis 3c schematische Darstellungen von verschiedenen passiven Riemenspanneranordnungen sind.
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Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Kraftfahrzeug 5 mit einem Verbrennungsmotor 10 dargestellt, der antriebsmäßig mit einem integrierten Hochspannung-Motorgenerator 11 (BISG) verbunden ist, der einen Teil eines Hochspannungsleistungssystems bildet. Der BISG 11 kann in zwei Modi arbeiten, im ersten Modus wird er durch den Motor 10 unter Verwendung eines FEAD-Riemens (in 2 nicht dargestellt) angetrieben, um elektrische Leistung zur Speicherung in einer Hochspannungsbatterie 13 (HS-Batterie) zu erzeugen, die einen Teil des Hochspannungsleistungssystems bildet, das außerdem ein Hochspannungsbatterie-Managementsystem 12 (HSBMS) umfasst. Im zweiten Modus wird er durch die HS-Batterie 13 angetrieben, um über den FEAD-Riemen ein Antriebsdrehmoment für den Motor 10 bereitzustellen.
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Das Hochspannungsleistungssystem ist über einen Gleichspannungswandler 14 funktionell mit einem Niederspannungsleistungssystem verbunden, das eine Niederspannungsbatterie 16 (NS-Batterie) umfasst und das außerdem ein Niederspannungsbatterie-Managementsystem 15 (NSBMS) umfasst.
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Das Niederspannungsleistungssystem umfasst außerdem eine Anzahl von Niederspannungslasten (NS-Lasten), welche den Großteil der elektrischen Vorrichtungen darstellen, die im Kraftfahrzeug 5 vorgesehen sind.
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In diesem Fall arbeitet das Niederspannungsleistungssystem bei einer Nennspannung von 12 Volt, und das Hochspannungsleistungssystem arbeitet bei einer Nennspannung von 48 Volt, aber die Erfindung ist nicht auf die Verwendung solcher Spannungen beschränkt.
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Eine elektronische Steuerung 20 ist funktionell mit dem Gleichspannungswandler 14 und den Hoch- und Niederspannungsbatterie-Managementsystemen (HSBMS 12 und NSBMS 15) verbunden. In diesem Fall ist die elektronische Steuerung 20 als eine einzige Steuereinheit realisiert, aber es versteht sich von selbst, dass sie aus mehreren miteinander verbundenen elektronischen Einheiten oder Prozessoren gebildet sein könnte.
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In diesem Fall ist die elektronischen Steuerung 20 eine Stopp-/Start-Steuerung des Motors für das Kraftfahrzeug 5, und sie ist mit verschiedenen Eingängen 21, die verwendet werden, um zu bestimmen, wann der Motor 10 vorübergehend automatisch ausgeschaltet werden sollte, um Kraftstoff zu sparen, und mit einem Kurbelwellenpositionssensor 22 verbunden. Solch ein Stopp wird hierin als „E-Stopp“ bezeichnet, da seine Funktion eine Verbesserung der Sparsamkeit des Motors 10 ist. Wie auf dem Fachgebiet allgemein bekannt ist, können verschiedene Auslöser zum Einleiten eines E-Stopps basierend auf dem Ablauf von verschiedenen Fahrerhandlungen verwendet werden, und weitere Auslöser können basierend auf Fahrerhandlungen verwendet werden, um nach einem E-Stopp einen automatischen Neustart einzuleiten. Gemäß dieser Erfindung kann jede geeignete Kombination von Stopp- und Startauslösern verwendet werden.
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Ein E-Stopp ist ein Stopp, bei dem der Motor 10 durch die elektronische Steuerung 20 in Reaktion auf eine oder mehrere Bedingungen, die auf Fahrerhandlungen basieren, vorübergehend gestoppt wird, um Kraftstoff zu sparen und Emissionen zu reduzieren.
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Unter Bezugnahme auf 3a ist eine Ausführungsform eines Vorderseiten-Hilfsantriebs (FEAD nach engl. front engine accessory drive) mit einem FEAD-Riemen 33 dargestellt, der antriebsmäßig mit einer Kurbelwellenscheibe 30, einer Antriebsscheibe 31 des BISGs 11 und, in diesem Fall, einer Antriebsscheibe 32 einer Klimaanlagenpumpe in Eingriff ist. Es versteht sich von selbst, dass der FEAD-Riemen 33 auch verwendet werden könnte, um einen oder mehrere andere Nebenverbraucher, wie zum Beispiel und ohne Einschränkung eine Servolenkungspumpe, eine Ölpumpe und eine Wasserpumpe, anzutreiben.
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Eine Spannrolle 36 befindet sich auf einer Abtriebsseite des FEAD-Riemens 33 in Bezug auf die BISG-Scheibe 31. Wenn der BISG 11 zum Starten des Motors 10 oder zum Vorspannen des BISG-Riemens 33 verwendet wird, dreht er den Motor 10 gemäß dieser Erfindung in der Richtung des Pfeils „R“ in 3a und löst eine Reaktion im FEAD-Riemen 33 aus, wie durch den Pfeil „r“ angezeigt. Ein passiver Spanner 40 ist vorgesehen, um eine statische Spannung an den FEAD-Riemen 33 anzulegen.
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Unter Bezugnahme auf 3b ist eine zweite Ausführungsform eines Vorderseiten-Hilfsantriebs (FEAD) dargestellt, der im Wesentlichen gleich wie jener ist, der in 3a dargestellt ist, mit der Ausnahme, dass eine zweite Spannrolle 46 und ein zweiter passiver Spanner 50 auf einer Antriebsseite des FEAD-Riemens 33 vorgesehen sind. Wie zuvor, dreht der BISG 11, wenn er zum Starten des Motors 10 oder zum Vorspannen des BISG-Riemens 33 verwendet wird, den Motor 10 gemäß dieser Erfindung in der Richtung des Pfeils „R“ in 3b und löst eine Reaktion im FEAD-Riemen 33 aus, wie durch den Pfeil „r“ angezeigt.
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Unter Bezugnahme auf 3c ist eine dritte Ausführungsform eines Vorderseiten-Hilfsantriebs (FEAD) dargestellt, der im Wesentlichen gleich wie jener ist, der in 3b dargestellt ist, mit der Ausnahme, dass die beiden passiven Spanner 40, 50 von 3b durch einen einzigen passiven Spanner 60 und ein Gestänge 61 ersetzt sind.
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In 3a bis 3c dreht sich die Kurbelwelle des Motors 10 betrachtet von der Vorderseite des Motors 10 im Uhrzeigersinn, es versteht sich jedoch von selbst, dass die Erfindung auch auf Motoren angewendet werden kann, die sich in der entgegengesetzten Richtung drehen.
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Wie zuvor, dreht der BISG 11, wenn er zum Starten des Motors 10 oder zum Vorspannen des BISG-Riemens 33 verwendet wird, den Motor 10 gemäß dieser Erfindung in der Richtung des Pfeils „R“ in 3c und löst eine Reaktion im FEAD-Riemen 33 aus, wie durch den Pfeil „r“ angezeigt.
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Während des Normalbetriebs des Motors 10 betreibt die elektronische Steuerung 20 den BISG 11 in Reaktion auf Informationen bezüglich des Betriebszustands des Motors 10 und den Ladezustand (SOC für engl. state of charge) der Hochspannungsbatterie 13 als einen Generator, wenn zum Wiederaufladen der HS-Batterie 13 erforderlich. Wenn das Kraftfahrzeug ein Mildhybridkraftfahrzeug ist, dann kann der BISG 11 auch als ein Elektromotor zum Unterstützen des Motors 10 verwendet werden, um dadurch den Kraftstoffverbrauch des Motors 10 zu verringern. Vorzugsweise wird der BISG 11 als ein Generator ohne Kraftstoffmehrverbrauch betrieben, wenn es eine Möglichkeit gibt, kinetische Energie vom Fahrzeug 5 zurückzugewinnen oder wiederzuerlangen.
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Elektrische Leistung kann außerdem während des Normalbetriebs vom Hochspannungsleistungssystem über den Gleichspannungswandler 14 übertragen werden, um den SOC der NS-Batterie 16 wieder auf einen vordefinierten hohen Stand aufzuladen oder auf diesem Stand zu halten.
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Die elektronische Steuerung 20 ist so ausgelegt, dass sie, wenn die Eingänge 21 anzeigen, dass ein E-Stopp vorteilhaft wäre, den Motor 10 abschaltet.
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Die elektronische Steuerung 20 ist so ausgelegt, dass sie, wenn erfasst wird, dass der Motor 10 gestoppt werden soll, den BISG 11 einschaltet, um ihn zu veranlassen, den Motor 10 bei einer sehr niedrigen Drehzahl unter Verwendung eines hohen Drehmoments zu drehen, welches das maximale Drehmoment sein kann, das vom BISG 11 verfügbar ist. Die Drehzahl, bei welcher der BISG 11 dreht, ist sehr niedrig, so dass bewirkt wird, dass sich die Kurbelwelle bei einer Drehzahl unter jener dreht, bei welcher Zündung des Motors stattfindet, wie zum Beispiel und ohne Einschränkung 50 U/MIN.
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Daher wird der BISG 11 während eines Warm-E-Stopp-Ereignisses eines Motors, sobald die Kurbeldrehzahl auf null abfällt, bei hohem Drehmoment und niedriger Drehzahl betrieben, um die Motorkurbelwelle in der Kurbelrichtung um bis zu 720° von der Position zu drehen, in der sie ursprünglich zum Stillstand kam. Die Ausgabe aus dem Kurbelwellenpositionssensor 22 wird durch die elektronische Steuerung 20 verwendet, um zu bestimmen, wann eine optimale Winkelposition für die Kurbelwelle erreicht wurde. Es versteht sich von selbst, dass zwischen dem Zeitpunkt, zu welchem der Motor zuerst zum Stillstand kommt, und dem Zeitpunkt zu welchem der BISG 11 eingeschaltet wird eine kurze Verzögerung bereitgestellt werden könnte, um den verschiedenen Systemen und Komponenten zu ermöglichen, einen stabilen Zustand zu erreichen.
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Das Betreiben des BISGs 11 auf diese Weise, um die Kurbelwelle zu drehen, hat die folgenden Wirkungen: erstens wird jegliche Hysterese entfernt, die im Riemenspannsystem von der Motorabschaltung gelassen wird, und zweitens wird durch das Drehen des Motors 10 in der normalen Kurbelwellenrichtung die Spannung im FEAD-Riemen auf der korrekten oder Abtriebsseite des FEAD-Riemens auf ein Niveau über einem neutralen oder Ruheniveau erhöht. Auf diese Weise wird das Spannsystem für den anschließenden Motoranlass vorbereitet oder vorgespannt.
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Das Maß der Drehung der Kurbelwelle hängt von der Anzahl von Zylindern, die der Motor 10 aufweist, der Zündfolge der Zylinder und der Position ab, in welcher die Kurbelwelle stoppt, wenn der E-Stopp beginnt. Die endgültige Stoppposition (die optimale Stoppposition) sollte sein, wenn der nächste zündende Zylinder (der Hauptzylinder) das nächste Mal, wenn der Kolben des Hauptzylinders die TDC-Position erreicht, in der optimalen Position zum Zünden ist. Der Hauptzylinder wird dann mit einer vollen Ladung von Luft vorbereitet, um das erste Mal, wenn im Hauptzylinder während des Anlassens durch den BISG 11 die TDC-Position erreicht wird, Motorzündung zu ermöglichen.
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Das Vorpositionieren einer Kurbelwelle ist bekannt, siehe zum Beispiel
US-Patent 6,202,614 , aber im Falle der Erfindung beginnt die Vorpositionierung, sobald der Motor
10 aufhört zu drehen, statt bei Bereitstellung eines Neustartsignals, um dadurch die Zeit bis zum Neustart des Motors
10 zu verkürzen, da der Motor
10 startbereit ist und nicht darauf gewartet werden muss, dass er positioniert wird.
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Wenn die Drehung der Kurbelwelle langsam genug und das Stoppereignis lang genug ist, können die Kompressionskräfte in den Zylindern des Motors 10 weitgehend ignoriert werden, da die Zylinderdrücke schnell nachlassen, sobald der Motor gestoppt ist. Einem komprimierten Zylinder zu ermöglichen, jeglichen Druck abzubauen, ist wichtig, da jegliche gespeicherte Energie in solch einem Zylinder die Kurbel drehen könnte, sobald der BISG 11 aufhört, sich zu bewegen, und ausgeschaltet wird. Wenn diese Kurbelwellendrehung rückwärts ist, das heißt in einer entgegengesetzten Richtung zu derjenigen, in welcher sie gestartet wird und normalerweise läuft, dann könnte die Vorspannung, die vorher durch den BISG 11 im FEAD-Riemen erzeugt wurde, möglicherweise weggenommen werden.
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Ein Verfahren zur Verhinderung solch einer Rückwärtsdrehung besteht darin, den BISG 11 auf einem Pegel, der ausreicht, um ein Haltedrehmoment gegen jegliche Drehung infolge von Motorkompression bereitzustellen, unter Spannung zu halten. Den BISG 11 auf diese Weise unter Spannung zu halten, ist außerdem vorteilhaft, weil der BISG 11 dann eine Null-Vorfließzeit haben und daher eine noch kürzere Anlasszeit bereitstellen würde. Den BISG 11 unter Spannung zu halten, reduziert jedoch den SOC der HS-Batterie 13 und ist möglicherweise gar nicht möglich, wenn der SOC der HS-Batterie 13 unter einem vordefinierten Stand ist, oder der E-Stopp für eine lange Zeitdauer fortwährt.
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Als eine Alternative kann der BISG 11 auf dem Haltepegel für eine vordefinierte Zeitdauer unter Spannung gehalten werden, um Zeit zu lassen, damit jeglicher Druck in einem komprimierten Zylinder abgebaut wird, und der BISG 11 dann nach Ablauf der vordefinierten Zeitdauer spannungslos gemacht oder ausgeschaltet wird. In solch einem Fall müsste die vordefinierte Zeitdauer so festgelegt werden, dass sie ausreichend Zeit zum Ableiten des komprimierten Gases bereitstellt.
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Wenn die Eingänge 21 in die elektronische Steuerung 20 anzeigen, dass ein Neustart erforderlich ist, kommuniziert die elektronische Steuerung 20 diese Tatsache dem NSBMS 12 und ist so ausgelegt, dass sie dem BISG 11 elektrische Leistung aus der HS-Batterie 13 zuführt, um den Motor 10 neu zu starten.
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Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung nicht auf ein elektrisches Leistungssystem mit Hoch- und Niederspannungsleistungssystemen beschränkt ist, sondern mit der gleichen vorteilhaften Wirkung bei einem Kraftfahrzeug mit jedem Typ von elektrischem Leistungssystem verwendet werden kann, das einen BISG verwendet.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Verfahren 100 zur Steuerung eines Motors eines Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise des in 2 veranschaulichten Fahrzeugs 5, dargestellt.
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Das Verfahren beginnt in Feld 110 mit einem manuellen Motorstart, der häufig als Zündschlüssel-auf-Ein-Ereignis bezeichnet wird. Der Motor kann unter Verwendung eines BISGs, wie beispielsweise des BISGs 11, oder durch einen herkömmlichen Startermotor, falls einer in das Fahrzeug 5 eingebaut ist, gestartet werden.
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Das Verfahren geht dann bei laufendem Motor zu Feld 115 und weiter zu Feld 120 über, wo geprüft wird, ob die Bedingungen für einen E-Stopp vorliegen.
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Im Falle eines Fahrzeugs mit Automatikgetriebe können diese Bedingungen sein, dass ein Gaspedal nicht gedrückt wird und ein Bremspedal gedrückt wird. Im Falle einer Handschaltung basiert dies normalerweise darauf, ob ein Gang ausgewählt ist, und auf der Position eines Kupplungspedals. Zum Beispiel und ohne Einschränkung sind zwei typische Kombinationen von Bedingungen erstens, dass ein Kupplungspedal voll niedergedrückt und das Getriebe in einem Gang ist (ein Stopp bei Gangstopp) und zweitens bei gedrücktem Bremspedal kein Gang ausgewählt ist (ein Stopp bei Leerlaufstopp). Es versteht sich von selbst, dass zahlreiche Kombinationen von Motorstoppbedingungen bekannt sind, und dass die Erfindung nicht auf irgendeine bestimmte Kombination von Motorstoppbedingungen beschränkt ist.
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Wenn eine vordefinierte Kombination von Bedingungen vorliegt, dann geht das Verfahren zu Feld 130 über, andernfalls kehrt es bei laufendem Motor zu Feld 115 zurück.
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In Feld 130 wird der Motor abgeschaltet, und in Feld 135 ist er gestoppt, das heißt, er ist in einen E-Stopp eingetreten.
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Wie in Feld 140 angegeben, wird, wenn der Motor gestoppt hat, der BISG zum Vorspannen eines FEAD-Riemens, wie beispielsweise des in 3a bis 3c dargestellten FEAD-Riemens 33, durch langsames Drehen der Kurbelwelle in der gleichen Richtung verwendet, die zum Starten des Motors erforderlich ist, wobei der BISG bei hohem Drehmoment und möglicherweise bei maximalem Drehmoment arbeitet.
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Wie zuvor ist die Drehzahl der Kurbelwelle langsam genug, um Zündung des Motors zu verhindern.
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Die Drehung der Kurbelwelle durch den BISG fährt fort, bis die Kurbelwelle in eine bevorzugte Drehposition bereit zum Neustarten des Motors gedreht wurde, wie in Feld 145 angegeben. Dies kann erfordern, dass die Kurbelwelle um bis zu 720 Grad von der Drehposition gedreht wird, in der sie ursprünglich stoppte. Die endgültige oder optimale Position ist derart, dass der nächste zündende Zylinder (der Hauptzylinder) zum nächsten Mal, wenn der Kolben dieses Zylinders den TDC erreicht, in der optimalen Position zum Zünden ist. Der Hauptzylinder wird dann mit einer vollen Ladung von Luft vorbereitet, bereit, um das erste Mal, wenn im Hauptzylinder während des Anlassens durch den BISG 11 die TDC-Position erreicht wird, Motorzündung zu ermöglichen.
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Das Verfahren geht dann mit einer Prüfung zum Bestimmen, ob die Bedingungen für einen Motorneustart vorliegen, in Feld 150 weiter. Zum Beispiel und ohne Einschränkung könnten diese Bedingungen im Falle eines Fahrzeugs mit Automatikgetriebe das Loslassen eines Bremspedals und das Ausüben von Druck auf ein Gaspedal sein, und im Falle einer Handschaltung könnten diese Bedingungen ein Loslassen eines Kupplungspedals, während das Getriebe in einem Gang ist, oder das Niederdrücken eines Kupplungspedals und das Einlegen eines Gangs sein, wenn das Getriebe während des E-Stopps in Leerlaufstellung ist. Es versteht sich von selbst, dass zahlreiche Kombinationen von Motorneustartbedingungen bekannt sind, und dass die Erfindung nicht auf irgendeine bestimmte Kombination von Motorneustartbedingungen beschränkt ist.
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Wenn die Bedingungen nicht vorliegen, kehrt das Verfahren bei noch gestopptem Motor über Feld 148 zu Feld 150 zurück. Dieser E-Stopp-Zustand dauert an, bis die Bedingungen für einen Neustart vorliegen, zu welchem Zeitpunkt das Verfahren von Feld 150 zu Feld 160 übergeht, wo der Motor unter Verwendung des BISGs zum Antreiben des FEAD-Riemens zum Drehen der Kurbelwelle neu gestartet wird.
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Es kann ein schneller Start des Motors bewirkt werden, da jegliche Hysterese aus dem Spanner entfernt wurde, jeglicher Durchhang aus dem FEAD-Riemen entfernt wurde, und die Spannung im FEAD-Riemen auf ein Niveau zugenommen hat, das hoch genug ist, um gegen ein Schlupfen zwischen der BISG-Scheibe und dem FEAD-Riemen Widerstand zu leisten, selbst wenn das Drehmoment am Profil sehr aggressiv ist.
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Obwohl in 1 nicht dargestellt, könnte ein weiterer Schritt zwischen Feld 145 und 150 verwendet werden, bei welchem der BISG während des E-Stopps nach der korrekten Positionierung der Kurbelwelle für den Neustart auf einem niedrigen Haltepegel unter Spannung gehalten wird. Dieses anhaltende Unter-Spannung-Halten hat den Vorteil, dass der BSIG eine Null-Vorfließzeit aufweist, da er bereits unter Spannung steht, was die Startzeit für den Motor weiter verkürzt. Es versteht sich von selbst, dass es nach dem Ausschalten des BISGs eine Weile dauert, bis sich der Fluss im BISG aufbaut, bevor er ein verwendbares Drehmomentniveau erzeugen kann.
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Nach dem Neustart läuft der Motor, wie in Feld 170 angegeben.
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Von Feld 170 kehrt das Verfahren bei laufendem Motor über Feld 180 zu Feld 115 zurück, und dann werden die nachfolgenden Schritte wiederholt.
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In Feld 180 ist ein Zündschlüssel-auf-Aus-Ereignis dargestellt. Wenn kein Zündschlüssel-auf-Aus-Ereignis eintritt, dann kehrt das Verfahren zu Feld 115 zurück, aber wenn ein Zündschlüssel-auf-Aus-Ereignis eintritt, dann endet das Verfahren, wie durch Feld 190 angezeigt.
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Es versteht sich von selbst, dass ein Zündschlüssel-auf-Aus-Ereignis zu anderen Zeitpunkten während der Ausführung der Schritte 115 bis 170 eintreten könnte und, dass, wann immer ein Zündschlüssel-auf-Aus-Ereignis eintritt, dies zu einer Beendigung des Verfahrens führt.
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Obwohl die Erfindung in Bezug auf ein herkömmliches Kraftfahrzeug mit einer Stopp-/Startsteuerung beschrieben wurde, könnte sie auf ein Mildhybridkraftfahrzeug angewendet werden, in welchem Fall der BISG zum Bereitstellen von Drehmoment zur Unterstützung des Motors während des Normalbetriebs des Motors verwendet werden könnte.
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Es versteht sich außerdem von selbst, dass, obwohl die Erfindung insbesondere zur Verwendung mit einem Riemenantrieb unter Verwendung von einem oder mehreren passiven Riemenspannern vorteilhaft ist, sie auch mit einem System mit einem oder mehreren aktiven Riemenspannern mit einer gewissen positiven Wirkung durch Reduzieren der Anlasszeit durch Drehen der Kurbelwelle in eine optimale Position zum Neustarten des Motors verwendet werden könnte.
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Es ist außerdem bei jeder Art von Riemenspanneranordnung vorteilhaft, den BSIG unter Spannung zu halten und genügend Drehmoment zum Halten der Kurbelwelle gegen negative Drehung infolge von Zylinderkompressionswirkungen zu erzeugen, da die bevorzugte Drehposition der Kurbelwelle dann aufrechterhalten wird.
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Es ist ferner bei jeder Art von Riemenspanneranordnung vorteilhaft, den BISG beim Erzeugen eines bestimmten Drehmoments zu halten, da dann eine Null-Vorfließzeit erzeugt wird, wodurch die Anlasszeit verkürzt wird.
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Für Fachleute ist zu erkennen, dass die Erfindung, obwohl sie unter Bezugnahme auf eine oder mehrere Ausführungsformen beispielhaft beschrieben wurde, nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist und dass alternative Ausführungsformen gebildet werden könnten, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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