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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf ein System und Verfahren zum Starten einer Kraftmaschine eines Hybridfahrzeugs. Das System und die Verfahren können insbesondere nützlich für Hybridfahrzeuge sein, die einen Elektromotor und eine Kraftmaschine umfassen.
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Hintergrund und Kurzdarstellung
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Eine Kraftmaschine eines Hybridfahrzeugs kann gestartet werden, um eine Drehmomentanforderung vom Fahrer zu erfüllen, eine elektrische Energiespeichervorrichtung zu laden, einen Fahrgastraum zu erwärmen oder aus anderen Gründen. Die Kraftmaschine kann über eine elektrische Maschine gestartet werden, die Drehmoment für den Triebstrang des Hybridfahrzeugs bereitstellt, um das Fahrzeug anzutreiben. Allerdings kann ein Starten einer Kraftmaschine für einen Fahrer bemerkbar und unangenehm sein, wenn es zu einer Störung des Triebstrangdrehmoments führt. Darüber hinaus kann der Fahrer ein Starten einer Kraftmaschine unangenehm finden, wenn der Fahrer erkennt, dass ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment nicht erfüllt wird, während die Kraftmaschine gestartet wird. Aus diesen Gründen kann es wünschenswert sein, einen Weg zum Starten einer Kraftmaschine bereitzustellen, der die Möglichkeit verringert, dass ein Fahrer eine Störung eines Triebstrangdrehmoments und ein verringertes Ansprechen auf eine Drehmomentanforderung vom Fahrer bemerkt.
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Die Erfinder haben hier die erwähnten Nachteile erkannt und ein Triebstrangverfahren entwickelt, das Folgendes umfasst: Schätzen einer Drehmomentreserve eines in einen Triebstrang integrierten Anlassers/Generators; Bereitstellen eines ersten Drehmoments zum Starten einer Kraftmaschine in Reaktion darauf, dass eine Drehmomentreserve eines in einen Triebstrang integrierten Anlassers/Generators kleiner als eine Schwelle ist; und Bereitstellen eines zweiten, sich vom ersten Drehmoment unterscheidenden Drehmoments zum Starten der Kraftmaschine in Reaktion darauf, dass eine Drehmomentreserve eines in einen Triebstrang integrierten Anlassers/Generators größer als eine Schwelle ist.
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Durch Bereitstellen von unterschiedlichen Drehmomenten zum Starten einer Kraftmaschine in Reaktion auf eine Drehmomentreserve eines in einen Triebstrang integrierten Anlassers/Generators (DISG) kann es möglich sein, das technische Ergebnis des Verringerns von Störungen von Triebstrangdrehmoment und des Verbesserns einer Drehmomentansprache auf eine Drehmomentanforderung vom Fahrer bereitzustellen. Wenn beispielsweise Fahrzeugbedingungen auf niedrige DISG-Drehmomentreserve hindeuten, kann erhöhtes DISG-Drehmoment zur Kraftmaschine übertragen werden, damit die Kraftmaschine zur verbesserten Drehmomentansprache vom Triebstrang und zum Unterstützen beim Erfüllen der Drehmomentanforderung vom Fahrer früher gestartet werden kann. Wenn andererseits die DISG-Drehmomentreserve hoch ist, kann weniger DISG-Drehmoment zur Kraftmaschine übertragen werden, sodass zusätzliches DISG-Drehmoment verfügbar sein kann, um Fahrzeugbetriebsbedingungen zu erfüllen und dadurch Störungen des Triebstrangdrehmoment zu verringern.
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Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Beispielsweise kann der Ansatz Störungen des Triebstrangdrehmoment verringern. Darüber hinaus kann der Ansatz eine Triebstrangansprache auf Drehmomentanforderung vom Fahrer verbessern. Des Weiteren kann der Ansatz angewendet werden, um ein Starten von Benzin- und Dieselkraftmaschinen zu verbessern.
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Die obigen Vorteile sowie weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung allein oder in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen klar hervor.
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Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Zudem beschränkt sich der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen, welche die oben oder in einem anderen Teil der vorliegenden Offenbarung genannten Nachteile lösen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die hier beschriebenen Vorteile werden besser bei der Lektüre eines Beispiels einer Ausführungsform, das hier die ausführliche Beschreibung genannt wird, allein oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verstanden, wobei:
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1 eine schematische Darstellung einer Kraftmaschine ist;
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2 eine beispielhafte Auslegung eines Fahrzeugtriebstrangs zeigt;
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3 einen beispielhaften Kraftmaschinenstartablauf zeigt; und
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4 ein beispielhaftes Verfahren zum Starten einer Kraftmaschine eines Hybridfahrzeugs zeigt.
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Ausführliche Beschreibung
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Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf Verbessern von Starten einer Kraftmaschine eines Hybridfahrzeugs. Die Kraftmaschine kann eine Benzinkraftmaschine sein, wie in 1 gezeigt. Alternativ kann die Kraftmaschine eine mit Diesel oder Gas (z. B. Erdgas) betriebene Kraftmaschine sein. Die Kraftmaschine kann in einen Hybridtriebstrang integriert werden, wie in 2 gezeigt. Die Kraftmaschine im System aus 1 und 2 kann gestartet werden, wie im Ablauf aus 3 gezeigt. Die Kraftmaschine kann gemäß dem Verfahren aus 4 gestartet werden.
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Bezug nehmend auf 1 wird Brennkraftmaschine 10, mehrere Zylinder umfassend, von welchen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch elektronische Kraftmaschinensteuerung 12 gesteuert. Kraftmaschine 10 umfasst Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 mit Kolben 36, die darin positioniert und mit Kurbelwelle 40 verbunden sind. Schwungrad 97 und Zahnkranz 99 sind mit Kurbelwelle 40 gekoppelt. Anlasser 96 umfasst Ritzelwelle 98 und Ritzel 95. Ritzelwelle 98 kann Ritzel 95 gezielt vorrücken, um in Zahnkranz 99 einzugreifen. Anlasser 96 kann direkt an der Vorderseite der Kraftmaschine oder an der Rückseite der Kraftmaschine montiert werden. In einigen Beispielen kann Anlasser 96 über einen Riemen oder eine Kette gezielt Drehmoment zur Kurbelwelle 40 liefern. In einem Beispiel ist Anlasser 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht im Eingriff mit der Kraftmaschinenkurbelwelle ist. Brennkammer 30 wird über Einlassventil 52 bzw. Auslassventil 54 mit Einlasskrümmer 44 und Auspuffkrümmer 48 in Verbindung gezeigt. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betätigt werden. Die Position von Einlassnocken 51 kann durch Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position von Auslassnocken 53 kann durch Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
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Kraftstoffeinspritzdüse 66 ist zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in Zylinder 30 positioniert gezeigt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann Kraftstoff in einen Einlasskanal eingespritzt werden, was dem Fachmann als Kanaleinspritzung bekannt ist. Kraftstoffeinspritzdüse 66 liefert Flüssigkraftstoff proportional zu der Impulsbreite von Steuerung 12. Kraftstoff wird Kraftstoffeinspritzdüse 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt, einen Kraftstoffbehälter, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffverteilerleitung (nicht gezeigt) umfassend.
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Zusätzlich ist Einlasskrümmer 44 mit Turboladerkompressor 162 in Verbindung gezeigt. Welle 161 koppelt mechanisch Turboladerturbinenrad 164 mit Turboladerkompressor 162. Optionale elektronische Drosselklappe 62 stellt eine Position von Drosselplatte 64 zum Steuern des Luftstroms vom Lufteinlass 42 zu Kompressor 162 und Einlasskrümmer 44 ein. In einem Beispiel kann ein zweistufiges Hochdruck-Kraftstoffsystem verwendet werden, um höhere Kraftstoffdrücke zu erzeugen. In einigen Beispielen können Drosselklappe 62 und Drosselplatte 64 so zwischen Einlassventil 52 und Einlasskrümmer 44 positioniert werden, dass Drosselklappe 62 eine Einlasskanaldrosselklappe ist.
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Verteilerloses Zündsystem 88 liefert in Reaktion auf Steuerung 12 über Zündkerze 92 einen Zündfunken zu Brennkammer 30. Universal-Abgassauerstoffsensor 126 (UEGO-Sensor, UEGO – Universal Exhaust Gas Oxygen, Universal-Abgas-Sauerstoffgehalt) ist stromaufwärts von Katalysator 70 mit Auslasskrümmer 48 gekoppelt gezeigt. Alternativ kann UEGO-Sensor 126 durch einen bistabilen Abgassauerstoffsensor ersetzt werden.
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Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysator-Bricks umfassen. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungssysteme, jeweils mit mehreren Bricks, verwendet werden. Katalysator 70 kann in einem Beispiel ein Dreiwege-Katalysator sein.
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Steuerung 12 wird in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes umfasst: Mikroprozessoreinheit 102, Ein-/Ausgangsanschlüsse 104, Nur-Lese-Speicher 106 (z. B. nichtflüchtiger Speicher), Schreib-Lese-Speicher 108, Erhaltungsspeicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Steuerung 12 ist unterschiedliche Signale von mit Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren empfangend gezeigt, zusätzlich zu den vorher besprochenen Signalen, umfassend: Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur von mit Kühlhülse 114 gekoppeltem Temperatursensor 112; einen mit einem Fahrpedal 130 gekoppelten Positionssensor 134 zum Erfassen von durch Fuß 132 ausgeübter Kraft; einen mit Bremspedal 150 gekoppeltem Positionssensor 154, zum Erfassen von durch Fuß 152 ausgeübter Kraft, eine Messung von Einlasskrümmerdruck (MAP) von mit Einlasskrümmer 44 gekoppeltem Drucksensor 122; einen Kraftmaschinenpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung von in die Kraftmaschine eintretender Luftmasse von Sensor 120; eine Messung der Straßenneigung von Neigungsmesser 35; eine Messung der Fahrzeugbeschleunigung von Beschleunigungsmesser 36; eine Anzeige von Anhängerzug von der Anhängersteckdose 37; eine Messung der Straßenrauigkeit vom Federungshöhensensor 38; eine Anzeige von Allradbetrieb von Sensor 39; eine Anzeige einer Kreuzung von Kamera oder GPS-Sensor 46; eine Anzeige von Fahrergewähltem Schnellstart von Sensor 47; eine Anzeige des Lenkwinkels von Sensor 43; und eine Messung der Drosselklappenposition von Sensor 58
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Barometrischer Druck kann ebenfalls zur Verarbeitung durch Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). Bei einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt Kraftmaschinenpositionssensor 118 eine vorherbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, aus welchen die Kraftmaschinendrehzahl (U/min) bestimmt werden kann.
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In einigen Beispielen kann die Kraftmaschine mit einem Elektromotor/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt werden, wie in 2 gezeigt. Des Weiteren können in einigen Beispielen andere Kraftmaschinenauslegungen eingesetzt werden, zum Beispiel eine Dieselkraftmaschine.
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Im Betrieb durchläuft jeder Zylinder innerhalb von Kraftmaschine 10 in der Regel einen Viertaktprozess: der Prozess umfasst den Einlasshub, den Verdichtungshub, den Arbeitshub und den Auslasshub. Während des Einlasshubs schließt sich allgemein das Auslassventil 54, und Einlassventil 52 öffnet sich. Über Einlasskrümmer 44 wird Luft in Brennkammer 30 eingeführt, und Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen in Brennkammer 30 zu vergrößern. Die Position, in der sich Kolben 36 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (zum Beispiel, wenn Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird in der Regel vom Fachmann als unterer Totpunkt (uT) bezeichnet. Während des Verdichtungshubs sind Einlassventil 52 und Auslassventil 54 geschlossen. Kolben 36 bewegt sich zum Zylinderkopf, um die Luft in Brennkammer 30 zu verdichten.
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Der Punkt, an dem sich Kolben 36 an seinem Hubende befindet und am nächsten zum Zylinderkopf liegt (zum Beispiel, wenn Brennkammer 30 ihr kleinstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als oberer Totpunkt (oT) bezeichnet. Bei einem Prozess, der nachfolgend als Einspritzung bezeichnet wird, wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeleitet. In einem Prozess, der nachfolgend als Zündung bezeichnet wird, wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie beispielsweise Zündkerze 92, gezündet, was zu Verbrennung führt. Während des Arbeitshubs drücken die expandierenden Gase Kolben 36 zum uT zurück. Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Während des Auslasshubs öffnet sich schließlich das Auslassventil 54, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an Auslasskrümmer 48 auszulassen, und der Kolben kehrt zum oT zurück. Es ist zu beachten, dass oben Stehendes rein beispielhaft ist und dass Einlass- und Auslassventil-Öffnungs- und/oder Schließzeitpunkte variieren können, um positive oder negative Ventilüberdeckung, spätes Einlassventilschließen oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
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2 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 225, einen Triebstrang 200 umfassend. Der Triebstrang aus 2 umfasst in 1 gezeigte Kraftmaschine 10. Triebstrang 200 kann durch Kraftmaschine 10 angetrieben werden. Kraftmaschine 10 kann mit einem in 1 gezeigten Kraftmaschinenstartsystem oder über einen in den Triebstrang integrierten Anlasser/Generator (DISG – Driveline Integrated Starter/Generator) 240 gestartet werden. DISG 240 kann auch als eine elektrische Maschine, Motor und/oder Generator bezeichnet werden. Darüber hinaus kann Drehmoment der Kraftmaschine 10 über Drehmomentaktuator 204, wie ein Kraftstoffeinspritzventil, Drosselklappe o. ä. eingestellt werden.
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Ein Kraftmaschinenausgangsdrehmoment kann über Zweimassen-Schwungrad 215 zu einer Eingangsseite einer Triebstrangtrennkupplung 236 übertragen werden. Trennkupplung 236 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt sein. Die nachgelagerte Seite von Trennkupplung 236 ist mechanisch mit einer DISG-Eingangswelle 237 verbunden gezeigt.
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DISG 240 kann betätigt werden, um Triebstrang 200 Drehmoment bereitzustellen oder um Triebstrangdrehmoment in elektrische Energie umzuwandeln, die in Speichereinrichtung 275 für elektrische Energie gespeichert werden soll. DISG 240 hat eine höhere Ausgangsdrehmomentkapazität als in 1 gezeigter Anlasser 96. Darüber hinaus treibt DISG 240 direkt Triebstrang 200 an oder wird direkt durch Triebstrang 200 angetrieben. Es gibt keine Riemen, Zahnräder oder Ketten zum Koppeln von DISG 240 mit Triebstrang 200. Stattdessen rotiert DISG 240 mit der gleichen Rate wie Triebstrang 200. Speichereinrichtung 275 für elektrische Energie kann eine Batterie, ein Kondensator oder ein Induktor sein. Die nachgelagerte Seite von DISG 240 ist über Welle 241 mechanisch mit dem Treibrad 285 von Drehmomentwandler 206 gekoppelt. Die vorgelagerte Seite des DISG 240 ist mechanisch mit der Trennkupplung 236 gekoppelt.
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Drehmomentwandler 206 umfasst Turbinenrad 286 zum Abgeben von Drehmoment an Eingangswelle 270. Eingangswelle 270 koppelt Drehmomentwandler 206 mechanisch mit Automatikgetriebe 208. Drehmomentwandler 206 umfasst außerdem eine Drehmomentwandler-Bypass-Überbrückungskupplung 212 (TCC). Bei gesperrter TCC wird Drehmoment direkt von Treibrad 285 auf Turbinenrad 286 übertragen. TCC wird durch Steuerung 12 elektrisch betätigt. Alternativ kann TCC hydraulisch gesperrt werden. In einem Beispiel kann der Drehmomentwandler als eine Komponente des Getriebes bezeichnet werden.
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Wenn Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 vollständig ausgerückt ist, überträgt Drehmomentwandler 206 über Fluidtransfer zwischen dem Drehmomentwandler-Turbinenrad 286 und Drehmomentwandler-Treibrad 285 Kraftmaschinendrehmoment an Automatikgetriebe 208 und ermöglicht so eine Drehmomentvervielfältigung. Wenn hingegen Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 vollständig eingerückt ist, wird das Kraftmaschinenausgangsdrehmoment über den Drehmomentwandler direkt auf eine Eingangswelle (nicht gezeigt) von Getriebe 208 übertragen. Alternativ kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 teilweise eingerückt sein, wodurch ermöglicht wird, den Drehmomentbetrag, der direkt auf das Getriebe übertragen wird, einzustellen. Die Steuerung 12 kann dazu ausgelegt sein, den Drehmomentbetrag einzustellen, der durch Drehmomentwandler 212 übertragen wird, durch Einstellen der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung in Reaktion auf verschiedene Kraftmaschinenbetriebsbedingungen oder basierend auf einer fahrerbasierten Kraftmaschinenbetriebsanforderung.
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Automatikgetriebe 208 umfasst Zahnradkupplungen (z. B. Zahnräder 1–6) 211 und Vorwärtskupplung 210. Die Zahnradkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 können gezielt eingerückt werden, um ein Fahrzeug anzutreiben. Drehmomentabgabe vom Automatikgetriebe 208 kann seinerseits auf Räder 216 übertragen werden, um das Fahrzeug über eine Ausgangswelle 260 anzutreiben. Insbesondere kann Automatikgetriebe 208 in Reaktion auf eine Fahrzeugfahrbedingung ein Eingangsantriebsdrehmoment auf die Eingangswelle 270 übertragen, bevor es ein Ausgangsantriebsdrehmoment auf die Räder 216 überträgt. Getriebe 208 umfasst außerdem einen Getriebtemperatursensor 291 zum Bestimmen von Getriebeöltemperatur.
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Darüber hinaus kann auf Räder 216 eine Reibungskraft angewendet werden, indem Radbremsen 218 betätigt werden. In einem Beispiel können Radbremsen 218 betätigt werden in Reaktion darauf, dass der Fahrer seinen Fuß auf das Bremspedal (nicht gezeigt) drückt. In anderen Beispielen kann Steuerung 12 oder eine mit Steuerung 12 verknüpfte Steuerung die Radbremsen betätigen. In der gleichen Weise kann eine Reibungskraft auf Räder 216 verringert werden, indem Radbremsen 218 in Reaktion darauf gelöst werden, dass der Fahrer seinen Fuß vom Bremspedal nimmt. Darüber hinaus können Fahrzeugbremsen als Teil einer automatisierten Vorgehensweise zum Anhalten der Kraftmaschine über Steuerung 12 eine Reibungskraft auf Räder 216 anwenden. Fahrzeuggeschwindigkeit kann über Geschwindigkeitssensor 289 bestimmt werden.
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Steuerung 12 kann dazu ausgelegt sein, Eingaben von Kraftmaschine 10 zu empfangen, wie ausführlicher in 1 gezeigt ist, und entsprechend eine Drehmomentabgabe der Kraftmaschine und/oder Betrieb des Drehmomentwandlers, Getriebes, DISG, Kupplungen und/oder Bremsen zu steuern. Als ein Beispiel kann ein Kraftmaschinendrehmoment durch Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Zeitsteuerung des Kraftstoffimpulses und/oder Luftladung, durch Steuern von Drosselklappenöffnung und/oder Ventilsteuerung, Ventilhub und Verstärkung für Turbo- oder Kompressorkraftmaschinen gesteuert werden. Im Fall einer Dieselkraftmaschine kann Steuerung 12 die Kraftmaschinendrehmomentabgabe durch Steuern einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Zeitsteuerung des Kraftstoffimpulses und Luftladung steuern. In allen Fällen kann Kraftmaschinensteuerung zylinderweise durchgeführt werden, um die Kraftmaschinendrehmomentabgabe zu steuern. Steuerung 12 kann auch die Drehmomentabgabe und die Erzeugung elektrischer Energie vom DISG durch Einstellen des Stromflusses zu und von Feld- und/oder Ankerwindungen von DISG steuern, wie im Fachgebiet wohlbekannt ist.
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Wenn Leerlauf-Stopp-Bedingungen erfüllt sind, kann Steuerung 12 Abschalten der Kraftmaschine initiieren, indem Kraftstoffzufuhr und Zündfunke an der Kraftmaschine abgeschaltet werden. Allerdings kann die Kraftmaschine in einigen Beispielen fortfahren zu rotieren. Um außerdem ein gewisses Maß an Torsion im Getriebe zu erhalten, kann die Steuerung 12 rotierende Elemente von Getriebe 208 gegen ein Gehäuse 259 des Getriebes und damit gegen den Rahmen des Fahrzeugs festhalten. Wenn Bedingungen für einen Kraftmaschinenneustart erfüllt sind und/oder ein Fahrzeugbediener das Fahrzeug starten möchte, kann Steuerung 12 Kraftmaschine 10 durch Anschleppen der Kraftmaschine 10 und Wiederaufnehmen der Verbrennung in den Zylindern reaktivieren.
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Daher bietet das System aus 1 und 2 ein Triebstrangsystem, umfassend: eine Kraftmaschine; eine elektrische Maschine; eine zwischen der Kraftmaschine und der elektrischen Maschine positionierte Triebstrangtrennkupplung; und eine Steuerung, umfassend in nichtflüchtigem Speicher gespeicherte Anweisungen zum Starten der Kraftmaschine über die elektrische Maschine in einem ersten Modus, worin Kraftmaschinenanschleppdrehmoment ausreicht, um die Kraftmaschine auf eine Drehzahl der elektrischen Maschine zu beschleunigen, Starten der Kraftmaschine in einem zweiten Modus, worin Kraftmaschinenanschleppdrehmoment nicht ausreicht, um die Kraftmaschine auf die Drehzahl der elektrischen Maschine zu beschleunigen, und Einstellen von Schlupf der Triebstrangtrennkupplung zum Bereitstellen von Kraftmaschinenanschleppdrehmoment im ersten und zweiten Modus.
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Das Triebstrangsystem umfasst des Weiteren zusätzliche Anweisungen zum Schätzen einer Drehmomentreserve vom in den Triebstrang integrierten Anlasser/Generator und zum Eintreten in den ersten oder zweiten Modus, basierend auf der Drehmomentreserve vom in den Triebstrang integrierten Anlasser/Generator. Das Triebstrangsystem umfasst darüber hinaus zusätzliche Anweisungen zum Eintreten in den ersten oder zweiten Modus basierend auf einem Zustand einer Straße. Das Triebstrangsystem umfasst auch, dass der Zustand der Straße eine Straßenneigung ist.
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Jetzt Bezug nehmend auf 3 werden beispielhafte Hybridfahrzeug-Kraftmaschinenstartabläufe gezeigt. Der Ablauf aus 3 kann durch das Verfahren aus den 1 und 2 bereitgestellt werden, wobei das Verfahren aus 4 ausgeführt wird.
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Der erste Plot von oben in 3 ist ein Plot Kraftmaschinenstartanforderung im Verlauf der Zeit. Die Kraftmaschinenstartanforderung kann von einem Fahrer oder einer Steuerung initiiert werden. Der Fahrer kann einen Kraftmaschinenstart durch Betätigen eines Schlüssels oder Druckschalters initiieren. Eine Steuerung kann automatisch einen Kraftmaschinenstart in Reaktion auf Fahrzeugbetriebsbedingungen initiieren. Die Y-Achse stellt einen Zustand der Kraftmaschinenstartanforderung dar. Die Kraftmaschinenstartanforderung ist bestätigt, wenn die Kraftmaschinenstartkurve bei einem höheren Niveau in der Nähe des Pfeils der Y-Achse liegt. Die Kraftmaschinenstartanforderung bleibt bestätigt, während die Kraftmaschine betrieben wird. Die X-Achse stellt Zeit dar, und Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu.
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Der zweite Plot von oben in 3 ist ein Plot von Drehmomentübertragungskapazität einer Triebstrangtrennkupplung im Verlauf der Zeit. Die Y-Achse stellt Drehmomentübertragungskapazität einer Triebstrangtrennkupplung dar, und die Drehmomentübertragungskapazität nimmt in der Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die Drehmomentübertragungskapazität einer Triebstrangtrennkupplung ist ein Drehmomentbetrag, den die Triebstrangtrennkupplung von einer Einrichtung zu einer anderen Einrichtung übertragen kann (z. B. vom DISG zur Kraftmaschine). Die X-Achse stellt Zeit dar, und Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu.
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Der dritte Plot von oben in 3 ist ein Plot von Kraftmaschinendrehzahl im Verlauf der Zeit. Die Y-Achse stellt Kraftmaschinendrehzahl dar, und Kraftmaschinendrehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt Zeit dar, und Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu.
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Der vierte Plot von oben in 3 ist ein Plot Drehmomentanforderung vom Fahrer im Verlauf der Zeit. Die Y-Achse stellt Drehmomentanforderung vom Fahrer dar, und Drehmomentanforderung vom Fahrer nimmt in der Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. In einem Beispiel wird Drehmomentanforderung vom Fahrer aus Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrpedalposition bestimmt. Die X-Achse stellt Zeit dar, und Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu.
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Der fünfte Plot von oben in 3 ist ein Plot von Batterieladezustand (SOC) im Verlauf der Zeit. Der Batterie-SOC kann aus Batteriespannung oder über Stromintegration geschätzt werden. Batterie-SOC nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt Zeit dar, und Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu. Horizontale Linie 304 zeigt eine niedrige Batterie-SOC-Schwelle. Wenn Batterie-SOC kleiner als Schwelle 304 ist, hat die Batterie einen niedrigen SOC. Wenn der Batterie-SOC größer als Schwelle 304 ist, hat die Batterie keinen niedrigen SOC.
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Der sechste Plot von oben in 3 ist ein Plot von Straßenneigung im Verlauf der Zeit. Straßenneigung kann von einem Instrument wie einem Neigungsmesser oder einem Beschleunigungsmesser geschätzt werden. In einigen Beispielen kann Straßenneigung als ein Winkel ausgedrückt werden. Straßenneigung nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Straßenneigung über der X-Achse ist positiv (z. B. bergauf), und Straßenneigung unter der X-Achse ist negativ (z. B. bergab). Die X-Achse stellt Zeit dar, und Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu.
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Zum Zeitpunkt T0 wird die Kraftmaschinenstartanforderung nicht bestätigt, und Kraftmaschinendrehzahl ist Null, anzeigend, dass die Kraftmaschine gestoppt und in Ruhe ist. Das Drehmoment der Triebstrangtrennkupplung ist Null, anzeigend, dass sich die Triebstrangtrennkupplung in einem offenen Zustand befindet. Die Drehmomentanforderung vom Fahrer ist niedrig, und der Batterie-SOC nimmt ab. Der DISG (nicht gezeigt) kann das Fahrzeug während solcher Bedingungen antreiben. Die Straßenneigung ist Null.
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Zum Zeitpunkt T1 wird der Batterie-SOC auf weniger als das Schwellenniveau 304 verringert. Daher wird eine Kraftmaschinenstartanforderung in Reaktion auf den niedrigen SOC ausgelöst, wie dadurch angezeigt wird, dass die Kraftmaschinenstartanforderung zu einem höheren Niveau übergeht. Die Triebstrangtrennkupplung ist teilweise geschlossen, um einen kleinen Betrag an Kraftmaschinenanschleppmoment von dem DISG (nicht gezeigt) zur Kraftmaschine bereitzustellen. Die Kraftmaschine wird mit dem niedrigen Drehmoment angeschleppt, und die Kraftmaschine wird nicht mit zum Beschleunigen der Kraftmaschine auf DISG-Drehzahl ausreichendem Drehmoment angeschleppt (nicht gezeigt). Die Drehmomentanforderung vom Fahrer bleibt auf einem niedrigeren Niveau, und die Straßenneigung bleibt auf auf einem niedrigeren Niveau. Die geringe Straßenneigung und die niedrige Drehmomentanforderung vom Fahrer deuten darauf hin, dass der DISG ausreichend Drehmomentkapazität haben kann, um die Fahrzeugbetriebsbedingungen zu erfüllen, sodass keine Notwendigkeit besteht, die Kraftmaschine schnell auf DISG-Drehzahl zu beschleunigen. Stattdessen kann die Kraftmaschine mit einem kleinen Betrag an DISG-Drehmoment gestartet werden, sodass der DISG gleichzeitig die Fahrzeugdrehmomentanforderungen und das Kraftmaschinenstartdrehmoment erfüllen kann. Der Batterie-SOC fällt weiter, da der DISG Ladung verbraucht, um das Fahrzeug anzutreiben und die Kraftmaschine zu starten. Die Straßenneigung bleibt Null.
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Zum Zeitpunkt T2 ist die Kraftmaschine gestartet und hat mit eigener Leistung auf DISG-Drehzahl (nicht gezeigt) beschleunigt, wobei die Drehmomentkapazität der Triebstrangtrennkupplung erhöht wird, um die Triebstrangtrennkupplung vollständig zu schließen. Die Kraftmaschinenstartanforderung bleibt bestätigt, und die Drehmomentanforderung vom Fahrer beginnt sich zu erhöhen. Der Batterie-SOC beginnt sich ebenfalls zu erhöhen, nachdem die Triebstrangtrennkupplung geschlossen ist. Die Straßenneigung bleibt Null.
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Zwischen Zeitpunkt T2 und Zeitpunkt T3 wird der Batterie-SOC erhöht, weil das Kraftmaschinendrehmoment in elektrische Energie umgewandelt wird. Kraftmaschinendrehzahl wird in Reaktion auf eine sich ändernde Drehmomentanforderung vom Fahrer variiert. Die Kraftmaschinenstartanforderung bleibt bestätigt, und die Drehmomentkapazität der Triebstrangtrennkupplung bleibt bei einem hohen Niveau, wobei die Triebstrangtrennkupplung vollständig geschlossen ist. Die Straßenneigung bleibt bei Null.
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Zum Zeitpunkt T3 geht die Kraftmaschinenstartanforderung in Reaktion auf einen Batterie-SOC bei einem hohen Niveau und einem vom Fahrer angeforderten Drehmoment bei einem niedrigeren mittleren Niveau auf ein niedrigeres Niveau über. Die Kraftmaschinendrehzahl wird auf Null verringert, weil die Kraftmaschinenrotation stoppt und die Kraftmaschine zur Ruhe kommt. Die Kraftmaschine wird durch Unterbrechen von Zufuhr von Zündfunke und Kraftstoff zur Kraftmaschine gestoppt. Die Triebstrangtrennkupplung öffnet sich ebenfalls, sodass der DISG nicht die Kraftmaschine drehen muss, während die Kraftmaschine nicht Luft-Kraftstoff-Gemische verbrennt. Die Straßenneigung bleibt bei Null.
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Zum Zeitpunkt T4 erhöht der Fahrer die Drehmomentanforderung vom Fahrer, und die Kraftmaschinenstartanforderung wird in Reaktion auf die Erhöhung der Drehmomentanforderung vom Fahrer bestätigt. Die Drehmomentkapazität der Triebstrangtrennkupplung wird schnell erhöht, um die Kraftmaschine auf DISG-Drehzahl zu beschleunigen. Die Kraftmaschine wird auf DISG-Drehzahl beschleunigt, indem DISG-Drehmoment auf die Kraftmaschine übertragen wird. Zündfunke und Kraftstoff werden der Kraftmaschine zugeführt, wenn diese auf die DISG-Drehzahl beschleunigt. Beschleunigen der Kraftmaschine auf DISG-Drehzahl über den DISG und die Triebstrangtrennkupplung kann der Kraftmaschine gestatten, Bedingungen zu erreichen, bei denen Kraftmaschinendrehmoment dem Triebstrang früher bereitgestellt werden kann als im Vergleich dazu, wenn die Kraftmaschine selbst auf DISG-Drehzahl beschleunigt hätte. Der Batterie-SOC beginnt sich zu erhöhen, wenn die Kraftmaschine beginnt dem Triebstrang Drehmoment zuzuführen. Die Straßenneigung bleibt bei Null.
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Zwischen Zeitpunkt T4 und Zeitpunkt T5 wird der Batterie-SOC erhöht, weil Kraftmaschinendrehmoment in elektrische Energie umgewandelt wird. Kraftmaschinendrehzahl wird in Reaktion auf eine sich ändernde Drehmomentanforderung vom Fahrer variiert. Die Kraftmaschinenstartanforderung bleibt bestätigt, und die Drehmomentkapazität der Triebstrangtrennkupplung bleibt bei einem hohen Niveau, wobei die Triebstrangtrennkupplung vollständig geschlossen ist. Die Straßenneigung bleibt bei Null.
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Zum Zeitpunkt T5 geht die Kraftmaschinenstartanforderung in Reaktion auf einen Batterie-SOC bei einem hohen Niveau und Drehmomentanforderung vom Fahrerbei einem niedrigeren Niveau, auf ein niedrigeres Niveau über. Die Kraftmaschinendrehzahl wird auf Null verringert, wenn die Kraftmaschinenrotation stoppt und die Kraftmaschine zur Ruhe kommt. Die Kraftmaschine wird durch Unterbrechen von Zufuhr von Zündfunke und Kraftstoff zur Kraftmaschine gestoppt. Die Triebstrangtrennkupplung öffnet sich ebenfalls, sodass der DISG nicht die Kraftmaschine drehen muss, während die Kraftmaschine nicht Luft-Kraftstoff-Gemische verbrennt. Die Straßenneigung bleibt bei Null.
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Zum Zeitpunkt T6 ist das Fahrzeug zu einem Ziel weitergefahren, wobei Straßenneigung über den DISG erhöht wurde. Eine erhöhte Straßenneigung kann als eine Bedingung interpretiert werden, die zu Kraftmaschinenstarten führen kann, um Drehmomentanforderung vom Fahrer zu erfüllen. Daher kann Straßenneigung die Basis für Neustarten der Kraftmaschine sein, bevor eine Drehmomentanforderung vom Fahrer ein Schwellenniveau überschreitet, sodass Kraftmaschinendrehmoment verfügbar ist, wenn sich eine Drehmomentanforderung vom Fahrer auf ein Niveau erhöht, bei dem dem DISG Kapazität fehlt, die Drehmomentanforderung vom Fahrerzu bedienen. Auf diese Weise kann Straßenneigung ein Kriterium dafür sein zu antizipieren, wann Kraftmaschinenstarten erforderlich sein wird.
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Die Kraftmaschinenstartanforderung wird in Reaktion auf die Erhöhung von Straßenneigung bestätigt. Darüber hinaus wird, weil Straßenneigung auf eine Verringerung beim Batterie-SOC deuten kann und weitere Erhöhungen von Drehmomentanforderung vom Fahrer die Drehmomentkapazität des DISG erschöpfen können, ein flinker oder schneller Kraftmaschinenstart durchgeführt, wobei die Kraftmaschine sofort auf DISG-Drehzahl beschleunigt wird. Die Kraftmaschine wird auf DISG-Drehzahl beschleunigt durch Erhöhen von Triebstrangtrennkupplungsdrehmoment und Schließen der Triebstrangtrennkupplung.
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Der schnelle Kraftmaschinenstart bei Zeitpunkt T6 kann im Kontrast stehen zum bei Zeitpunkt T2 gezeigten langsameren Kraftmaschinenstart, bei dem der Kraftmaschine DISG-Drehmoment über die Triebstrangtrennkupplung bereitgestellt wird, um eine Anschleppdrehzahl, aber nicht die DISG-Drehzahl, zu erreichen. Der schnelle Kraftmaschinenstart kann der Kraftmaschine gestatten, dem Triebstrang früher Drehmoment bereitzustellen, als wenn die Kraftmaschine selbst auf DISG-Drehzahl beschleunigen würde.
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Auf diese Weise kann ein Kraftmaschinenstartdrehmoment für verschiedene Kraftmaschinenstarts verschieden eingestellt werden. Ein niedrigeres Drehmoment kann bereitgestellt werden, um die Kraftmaschine durch Schlupfen der Triebstrangtrennung während Bedingungen anzuschleppen, wenn erwartet wird, dass der DISG in der Lage ist, das angeforderte Drehmoment eine längere Zeit bereitzustellen. Ein höheres Drehmoment kann bereitgestellt werden, um die Kraftmaschine auf DISG-Drehzahl zu bringen, wenn nicht erwartet wird, dass der DISG in der Lage ist, angefordertes Drehmoment für die längere Zeit bereitzustellen.
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Jetzt Bezug nehmend auf 4 wird ein Verfahren zum Starten einer Kraftmaschine eines Hybridfahrzeugs gezeigt. Das Verfahren aus 4 kann den in 3 gezeigten Betriebsablauf bereitstellen. Darüber hinaus kann das Verfahren aus 4 im System aus den 1 und 2 als in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte, ausführbare Anweisungen enthalten sein.
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Bei 402 beurteilt Verfahren 400, ob eine Kraftmaschinenstartanforderung vorliegt. Eine Kraftmaschinenstartanforderung kann erzeugt werden durch einen Fahrer, einen Schlüssel oder einen Druckschalter betätigend, einen Schlüsselanhänger in einer Nähe eines Fahrzeuginnenraums, eine Steuerung, einen Zustand eines Bits oder eines Ausgangs ändernd, oder über andere bekannte Wege zum Anfordern einer Kraftmaschinenstartanforderung. Wenn Verfahren 400 urteilt, dass eine Kraftmaschinenstartanforderung vorliegt, ist die Antwort Ja, und Verfahren 400 fährt bei 404 fort. Ansonsten ist die Antwort Nein, und Verfahren 400 geht zum Ende.
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Bei 404 bestimmt Verfahren 400 Straßenneigung und ob Straßenneigung größer als eine Schwellenstraßenneigung ist. Eine positive Straßenneigung kann eine Basis für einen Hinweis sein, dass bald Kraftmaschinendrehmoment benötigt wird. Eine negative Straßenneigung kann darauf hindeuten, dass Kraftmaschinendrehmoment bald nicht benötigt wird. Straßenneigung kann über einen Neigungsmesser 35 bestimmt oder abgeleitet werden. Straßenneigung kann durch Lösen der folgenden Gleichung für Straßenneigung bestimmt werden: Tw1 = Rrr·Mv·g·sin(θ1) + Trl
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Wobei Tw1 Raddrehmoment ist, das basierend auf Getriebegangübersetzung, Kraftmaschinendrehmoment und Drehmomentwandler-Drehmomentvervielfältigungsverhältnis geschätzt werden kann; Rrr der Rollradius der Fahrzeugräder ist; Mv Fahrzeugmasse ist; g die Gravitationskonstante ist; ө1 Straßenneigungswinkel ist; und Trl Straßenlastdrehmoment ist. Trl kann empirisch aus Schiebelaufdaten bestimmt werden, Rrr kann im Speicher gespeichert sein; und Fahrzeugmasse kann in ähnlicher Weise im Speicher gespeichert und basierend auf Betriebsbedingungen wie Fahrzeugbodenfreiheit eingestellt werden.
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Straßenneigung wird bestimmt und im Speicher gespeichert. Darüber hinaus wird Straßenneigung mit einer Schwellenstraßenneigung verglichen, und eine Variable wird auf einen Wert von Eins gesetzt, wenn Straßenneigung positiv und größer als die positive Schwellenstraßenneigung ist. Wenn darüber hinaus Straßenneigung negativ ist, kann Straßenneigung mit einer negativen Straßenneigung verglichen werden. Eine Variable wird auf einen Wert von Eins gesetzt, wenn Straßenneigung negativ und kleiner als die negative Schwellenstraßenneigung ist, andernfalls hat die Variable einen Wert von Null. Das Verfahren 400 fährt bei 406 fort, nachdem Straßenneigung bestimmt ist.
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Bei 406 bestimmt das Verfahren 400 Fahrzeugmasse. Fahrzeugmasse kann durch Lösen der Gleichung bei 404 für Mv geschätzt werden. Alternativ kann Fahrzeugmasse basierend auf Ausgabe eines Beschleunigungsmessers geschätzt werden. Die geschätzte Fahrzeugmasse wird im Speicher gespeichert und mit einer Schwellenfahrzeugmasse verglichen. Wenn die geschätzte Fahrzeugmasse größer als die Schwellenfahrzeugmasse ist, wird eine Variable auf einen Wert von Eins gesetzt. Fahrzeugmasse wie Straßenneigung können darauf hindeuten, dass die Kraftmaschine möglicherweise bald gestartet werden muss, da eine größere Fahrzeugmasse ein höheres Drehmoment erfordert, um eine gleiche Beschleunigungsrate aufrechtzuerhalten, als eine geringere Fahrzeugmasse. Daher kann abgeleitet werden, dass die Kraftmaschine früher gestartet werden muss, als wenn die Grundfahrzeugmasse vorhanden wäre, da zusätzliches Drehmoment benötigt werden kann, um das Fahrzeug zu beschleunigen. Verfahren 400 fährt bei 408 fort, nachdem die Fahrzeugmasse bestimmt und im Speicher gespeichert ist. Darüber hinaus wird eine Variable auf einen Wert von Eins gesetzt, wenn Fahrzeugmasse größer als eine Schwellenfahrzeugmasse ist, andernfalls hat die Variable einen Wert von Null.
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Bei 408 bestimmt Verfahren 400, ob das Fahrzeug einen Anhänger zieht. Es kann bestimmt werden, dass das Fahrzeug einen Anhänger zieht, wenn ein Stecker an einer Anhängersteckdose detektiert wird. Der Stecker kann detektiert werden basierend auf einer erfassten Spannung oder einer Impedanzänderung. Eine Anzeige von Anhängerziehen kann auch darauf hindeuten, dass ein Kraftmaschinenstart früher angefordert wird, als wenn während ähnlicher Fahrbedingungen ein Anhänger nicht vorhanden wäre. Die Anhängerzuganzeige wie eine Fahrzeugmassenerhöhung können darauf hindeuten, dass die Kraftmaschine möglicherweise bald gestartet werden muss, da Ziehen eines Anhängers die Fahrzeugmasse vergrößert und eine größere Fahrzeugmasse ein höheres Drehmoment erfordert, um eine gleiche Beschleunigungsrate aufrechtzuerhalten, als eine geringere Fahrzeugmasse. Daher kann abgeleitet werden, dass die Kraftmaschine früher gestartet werden muss, als wenn der Anhänger nicht vorhanden wäre, da zusätzliches Drehmoment benötigt werden kann, um das Fahrzeug zu beschleunigen. Verfahren 400 fährt bei 408 fort, nachdem die Fahrzeugmasse bestimmt ist. Darüber hinaus wird eine Variable auf einen Wert von Eins gesetzt, wenn Anhängerziehen bestimmt wird, andernfalls hat die Variable einen Wert von Null.
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Bei 410 beurteilt Verfahren 400, ob eine raue Straße vorhanden ist. Es kann bestimmt werden, dass das Fahrzeug auf einer rauen Straße betrieben wird, wenn ein Fahrzeugfederungssensor eine Änderung der Fahrzeughöhe größer als eine Schwelle detektiert. Eine Anzeige einer rauen Straße kann auch darauf hindeuten, dass ein Kraftmaschinenstart früher angefordert wird, als wenn während ähnlicher Fahrbedingungen das Fahrzeug nicht auf einer rauen Straße fahren würde. Die Anzeige einer rauen Straße kann darauf hindeuten, dass eine Kraftmaschine möglicherweise früher gestartet werden muss, da das Fahrzeug aufgrund der Straßenbedingungen häufiger verlangsamt und beschleunigt werden muss. Häufige Beschleunigungen können Batterieladung mit einer höheren Rate verbrauchen, als Betreiben des Fahrzeugs bei einer konstanten Geschwindigkeit. Daher kann abgeleitet werden, dass die Kraftmaschine früher gestartet werden muss, als wenn die raue Straße nicht vorhanden wäre, da zusätzliches Drehmoment benötigt werden kann, um das Fahrzeug häufiger zu beschleunigen. Das Verfahren 400 fährt bei 412 fort, nachdem die rauen Straßenbedingungen bestimmt sind. Darüber hinaus wird eine Variable auf einen Wert von Eins gesetzt, wenn eine raue Straße bestimmt wird, andernfalls hat die Variable einen Wert von Null.
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Bei 412 bestimmt Verfahren 400, ob sich das Fahrzeug im Vierradantrieb befindet. Es kann bestimmt werden, dass sich das Fahrzeug im Allradantrieb befindet, wenn ein Fahrzeugfahrsensor Einrücken eines 4×4-Modus detektiert. Betreiben des Fahrzeugs mit Allradantrieb kann auch darauf hindeuten, dass ein Kraftmaschinenstart früher angefordert wird, als wenn während ähnlicher Fahrbedingungen das Fahrzeug nicht in Vierradantrieb betrieben werden würde. Die Straßenanzeige vom Allradantriebsmodus kann darauf hindeuten, dass die Kraftmaschine früh gestartet werden muss, da der Triebstrang des Fahrzeugs weniger effizient arbeiten kann, wenn Allradantrieb eingerückt ist. Daher kann abgeleitet werden, dass die Kraftmaschine früher gestartet werden muss, als wenn das Fahrzeug nicht im Allradantrieb betrieben würde, da zusätzliches Drehmoment benötigt werden kann, um das Fahrzeug zu beschleunigen. Verfahren 400 fährt bei 414 fort, nachdem Allradantriebsmodus bestimmt ist. Darüber hinaus wird eine Variable auf einen Wert von Eins gesetzt, wenn bestimmt wird, dass Allradantriebsmodus eingerückt werden muss, andernfalls hat die Variable einen Wert von Null.
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Bei 414 bestimmt Verfahren 400, ob Getriebetemperatur (z. B. Getriebeöltemperatur) kleiner als eine Schwellentemperatur ist. Eine Getriebetemperatur kleiner als die Schwellentemperatur kann auf erhöhte Triebstrangreibung hindeuten, die erwartbar zu einer früheren Kraftmaschinenstartanforderung führt, als wenn die Getriebetemperatur bei einem höheren Niveau wäre. Verfahren 400 fährt bei 416 fort, nachdem Getriebetemperatur bestimmt ist. Darüber hinaus wird eine Variable auf einen Wert von Eins gesetzt, wenn Getriebetemperatur kleiner als die Schwellentemperatur ist, andernfalls hat die Variable einen Wert von Null.
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Bei 416 bestimmt Verfahren 400, ob Drehmomentanforderung vom Fahrer größer als ein Schwellendrehmoment ist. Das Schwellendrehmoment kann verringert werden, wenn Straßenneigung größer als eine Schwelle ist, 4×4-Modus aktiv ist, Ziehen aktiv ist, Fahrzeugmasse größer als eine Schwelle ist, raue Straßenbedingungen vorliegen und Getriebetemperatur kleiner als eine Schwelle ist. Verfahren 400 fährt bei 418 fort, nachdem bestimmt wird, ob eine Drehmomentanforderung vom Fahrer größer als eine Schwelle ist. Darüber hinaus wird eine Variable auf einen Wert von Eins gesetzt, wenn eine Drehmomentanforderung vom Fahrer größer als ein Schwellendrehmoment ist, andernfalls hat die Variable einen Wert von Null.
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Bei 418 bestimmt Verfahren 400, ob Lenkwinkel größer als eine Schwelle ist. Lenkwinkel größer als die Schwelle kann darauf hindeuten, dass sich das Fahrzeug in einen Verkehrsstrom (z. B. auf einer Autobahn) einreiht, wo erwartbar ist, dass eine Kraftmaschinenstartanforderung früher erfolgt, als wenn der Lenkwinkel kleiner als das Schwellenniveau sein würde. Verfahren 400 fährt bei 420 fort, nachdem Lenkwinkel bestimmt ist. Darüber hinaus wird eine Variable auf einen Wert von Eins gesetzt, wenn Lenkwinkel größer als der Schwellenlenkwinkel ist, andernfalls hat die Variable einen Wert von Null.
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Bei 420 bestimmt Verfahren 400, ob sich das Fahrzeug an einer Kreuzung befindet. Die Kreuzung kann eine Kreuzung mit einer anderen Straße oder mit einer Eisenbahnstrecke sein. Das Vorhandensein einer Kreuzung kann über GPS oder eine Kamera am Fahrzeug bestimmt werden. Vorhandensein einer Kreuzung kann auf einen Wunsch nach höheren Niveaus von Drehmomentanforderung vom Fahrer im Anschluss an die Kreuzung hindeuten. Darüber hinaus kann es wünschenswert sein, volles Triebstrangdrehmoment an Kreuzungen zur Verfügung zu haben, damit ein Fahrer keine Drehmomentverzögerung im Zusammenhang mit Kraftmaschinenneustarten erlebt. Verfügbarkeit von vollem Triebstrangdrehmoment kann wünschenswert sein, um Interaktionen mit anderem, die Kreuzung passierenden Verkehr zu vermeiden. Daher kann es wünschenswert sein, die Kraftmaschine neu zu starten, wenn sich das Fahrzeug einer Kreuzung nähert, selbst bei Abwesenheit einer hohen Drehmomentanforderung vom Fahrer. Verfahren 400 fährt nach dem Bestimmen, ob sich das Fahrzeug einer Kreuzung nähert, bei 422 fort. Darüber hinaus wird eine Variable auf einen Wert von Eins gesetzt, wenn sich das Fahrzeug einer Kreuzung nähert oder sich innerhalb einer Kreuzung befindet, andernfalls hat die Variable einen Wert von Null.
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Bei 422 bestimmt Verfahren 400, ob Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine Schwellengeschwindigkeit ist. Fahrzeuggeschwindigkeit kann auf bevorstehenden Kraftmaschinenstart hindeuten, da DISG-Drehmoment bei höheren Triebstrangdrehzahlen verringert ist. Infolgedessen muss möglicherweise die Kraftmaschine gestartet werden, um noch höhere Fahrzeuggeschwindigkeiten zu erreichen. Darüber hinaus können sich bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten aerodynamische Verluste exponentiell erhöhen, sodass sogar noch höhere Triebstrangdrehmomentniveaus erforderlich werden können, um höhere Fahrzeuggeschwindigkeiten zu erreichen. Zumindest aus diesen Gründen kann Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen bevorstehenden Wunsch nach zusätzlichem Triebstrangdrehmoment und Starten einer Kraftmaschine hindeuten. Verfahren 400 fährt bei 424 fort, nachdem Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt ist. Darüber hinaus wird eine Variable auf einen Wert von Eins gesetzt, wenn Fahrzeuggeschwindigkeit größer als die Schwellengeschwindigkeit ist, andernfalls hat die Variable einen Wert von Null.
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Bei 424 bestimmt Verfahren 400, ob ein Fahrer wünscht, dass alle Kraftmaschinenstarts schnelle Kraftmaschinenstarts sein sollen, wobei die Kraftmaschine auf DISG-Drehzahl beschleunigt wird und Drehmoment vom DISG über die Triebstrangtrennkupplung auf die Kraftmaschine übertragen wird. Der Fahrer kann über eine Bedienerschnittstelle, wie eine Drucktaste oder ein Anzeigefeld, anfordern, dass alle Kraftmaschinenstarts schnelle Kraftmaschinenstarts sein sollen. Verfahren 400 fährt nach dem Bestimmen, ob der Fahrer anfordert, dass alle Kraftmaschinenstarts schnelle Kraftmaschinenstarts sein sollen, bei 430 fort. Darüber hinaus wird eine Variable auf einen Wert von Eins gesetzt, wenn bestimmt wird, dass der Fahrer wünscht, dass alle Kraftmaschinenstarts schnelle Kraftmaschinenstarts sein sollen, andernfalls hat die Variable einen Wert von Null.
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Bei 430 beurteilt Verfahren 400, ob eine beliebige der Bedingungen bei 404–424 vorliegt. Wenn dies der Fall ist, ist die Antwort Ja, und Verfahren 400 fährt bei 432 fort. Anderenfalls fährt das Verfahren 400 bei 440 fort.
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Alternativ oder zusätzlich kann Verfahren 400 einen DISG-Drehmomentreservebetrag basierend auf der Detektion von Bedingungen bei 404–424 einstellen. In einem Beispiel ist DISG-Drehmomentreserve die DISG-Drehmomentkapazität (z. B. maximales DISG-Ausgangsdrehmoment) bei der vorhandenen DISG-Drehzahl minus der DISG-Drehmomentabgabe bei der vorhandenen DISG-Drehzahl. Die Drehmomentreserve kann basierend auf den bei 404–424 bestimmten Bedingungen verringert werden. Wenn beispielsweise basierend auf der DISG-Drehmomentkapazität minus der vorhandenen DISG-Drehmomentabgabe bestimmt wird, dass die DISG-Drehmomentreserve 100 Nm beträgt, kann die DISG-Drehmomentreserve auf 70 Nm verringert werden, wenn bei 404 Straßenneigung größer als eine Schwelle bestimmt wurde. Die DISG-Drehmomentreserve kann dann mit einer DISG-Schwellendrehmomentreserve verglichen werden. Wenn die eingestellte DISG-Drehmomentreserve kleiner oder gleich der DISG-Schwellendrehmomentreserve ist, ist bei 430 die Antwort Ja, und Verfahren 400 fährt bei 432 fort. Ansonsten ist die Antwort Nein, und Verfahren 400 fährt bei 440 fort. Ähnliche Einstellungen an der DISG-Drehmomentreserve werden für die bei 404–424 bestimmten Bedingungen vorgesehen.
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Bei 432 schließt Verfahren 400 die Triebstrangtrennkupplung und Drehmoment, ausreichend zum Beschleunigen der Kraftmaschine auf DISG-Drehzahl, wird durch die Triebstrangtrennkupplung zur Kraftmaschine übertragen, um die Kraftmaschine schnell zu starten. Dies kann als ein höheres Anschleppdrehmoment angesehen werden. Darüber hinaus kann DISG-Drehmomentabgabe erhöht werden, um DISG-Drehzahl aufrechtzuerhalten, wenn Drehmoment vom DISG über die Triebstrangtrennkupplung zur Kraftmaschine übertragen wird. Kraftmaschinendrehmoment kann zum Unterstützen eines Hochfahrens der Kraftmaschine auf DISG-Drehzahl eingestellt werden oder nicht. Verfahren 400 fährt bei 434 fort, wenn die Triebstrangtrennkupplung beginnt zu schließen und die Kraftmaschine auf DISG-Drehzahl beschleunigt wird.
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Bei 434 führt Verfahren 400 der beschleunigenden Kraftmaschine Kraftstoff und Zündfunke zu. Zündfunke und Kraftstoff werden basierend auf der Kraftmaschinenposition und der Kraftmaschinenverbrennungsreihenfolge zugeführt. Verfahren 400 fährt bei 436 fort, nachdem Kraftmaschinenzündfunke und Kraftstoff aktiviert sind.
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Bei 436 stellt Verfahren 400 Kraftmaschinendrehmoment über einen Drehmomentaktuator ein, um die Kraftmaschinen-Drehmomentanforderung zu erfüllen. Die Kraftmaschinen-Drehmomentanforderung kann auf der Drehmomentanforderung vom Fahrer basieren. In einem Beispiel kann die Drehmomentanforderung vom Fahrer teilweise oder vollständig von der Kraftmaschine angefordert sein. Darüber hinaus kann die Drehmomentanforderung vom Fahrer teilweise vom DISG angefordert sein. Verfahren 400 geht zum Ende, nachdem die Drehmomentanforderung vom Fahrer über die Kraftmaschine und/oder den DISG angefordert wurde.
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Bei 440 lässt Verfahren 400 die Triebstrangtrennkupplung schlupfen, um Drehmoment von der DISG zur Kraftmaschine bereitzustellen, das ausreichend ist, um die Kraftmaschine bei Anschleppdrehzahl zu rotieren, um das Verdichtungsdrehmoment zu überwinden, das aber nicht ausreichend ist, um die Kraftmaschine auf DISG-Drehzahl zu beschleunigen. Beispielsweise kann die Kraftmaschine bei einer Drehzahl angeschleppt werden, mit der ein Niederspannungsanlasser die Kraftmaschine anschleppt (z. B. 250 U/min). Verfahren 400 fährt bei 442 fort, nachdem die Kraftmaschine beginnt, auf Anschleppdrehzahl zu beschleunigen.
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Bei 442 führt Verfahren 400 der beschleunigenden Kraftmaschine Kraftstoff und Zündfunke zu. Zündfunke und Kraftstoff werden basierend auf der Kraftmaschinenposition und der Kraftmaschinenverbrennungsreihenfolge zugeführt. Verfahren 400 fährt bei 444 fort, nachdem Kraftmaschinenzündfunke und Kraftstoff aktiviert sind.
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Bei 444 stellt Verfahren 400 DISG-Drehmoment ein, um Drehmomentanforderung vom Fahrer zu erfüllen und das Drehmoment bereitzustellen, das von der Triebstrangtrennkupplung übertragen wird, um die Kraftmaschine anzuschleppen. Das Drehmoment, das der Kraftmaschine von der Triebstrangtrennkupplung bereitgestellt wird, ist kleiner als das Drehmoment, das der Kraftmaschine bei 432 bereitgestellt wird. Verfahren 400 fährt bei 446 fort, nachdem DISG-Drehmoment eingestellt ist.
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Bei 446 stellt Verfahren 400 Kraftmaschinendrehmoment ein, um die Kraftmaschine auf die DISG-Drehzahl zu beschleunigen. Kraftmaschinendrehmoment kann über einen Drehmomentaktuator, wie ein Kraftstoffeinspritzventil und/oder eine Drosselklappe, so eingestellt werden, dass die Kraftmaschine DISG-Drehzahl erreicht. Kraftmaschinendrehmoment wird eingestellt, da das Drehmoment, das über die Triebstrangtrennkupplung zur Kraftmaschine übertragen wird, nicht ausreichend ist, um die Kraftmaschine auf DISG-Drehzahl zu beschleunigen. Darüber hinaus können Triebstrangtrennkupplungsschließkraft oder -druck in Reaktion auf eine Anzeige von Kraftmaschinenverbrennung verringert werden. Verfahren 400 fährt bei 448 fort, nachdem Kraftmaschinendrehmoment eingestellt ist.
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Bei 448 beurteilt Verfahren 400, ob Kraftmaschinendrehzahl innerhalb einer Schwellendrehzahl von DISG-Drehzahl liegt (z. B. 50 U/min). Wenn dies der Fall ist, ist die Antwort Ja, und Verfahren 400 fährt bei 450 fort. Ansonsten ist die Antwort Nein, und Verfahren 400 kehrt zu 444 zurück.
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Bei 450 wird Triebstrangtrennkupplungsdruck erhöht, um die Triebstrangtrennkupplung vollständig zu schließen. Schließen der Triebstrangtrennkupplung gestattet dem Kraftmaschinendrehmoment, auf die Fahrzeugräder übertragen zu werden. Verfahren 400 fährt bei 452 fort, nachdem Triebstrangtrennkupplungsdruck sich zu erhöhen beginnt.
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Bei 452 stellt Verfahren 400 Kraftmaschinendrehmoment über einen Drehmomentaktuator ein, um die Kraftmaschinen-Drehmomentanforderung zu erfüllen. Die Kraftmaschinen-Drehmomentanforderung kann auf der Drehmomentanforderung vom Fahrer basieren. In einem Beispiel kann die Drehmomentanforderung vom Fahrer teilweise oder vollständig von der Kraftmaschine angefordert sein. Darüber hinaus kann die Drehmomentanforderung vom Fahrer teilweise vom DISG angefordert sein. Verfahren 400 geht zum Ende, nachdem die Drehmomentanforderung vom Fahrer über die Kraftmaschine und/oder den DISG angefordert wurde.
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Auf diese Weise ist es möglich, eine Kraftmaschine durch Beschleunigen der Kraftmaschine auf DISG-Drehzahl schnell zu starten oder die Kraftmaschine durch Beschleunigen der Kraftmaschine auf Anschleppdrehzahl langsam zu starten. Drehmoment, das der Kraftmaschine bei schnellem Starten bereitgestellt wird, ist größer als Drehmoment, das der Kraftmaschine bei langsamem Starten bereitgestellt wird. Schnelles Starten der Kraftmaschine kann dem Kraftmaschinendrehmoment gestatten, früher zum Triebstrang übertragen zu werden, als wenn die Kraftmaschine langsam gestartet würde. Darüber hinaus können verschiedene Betriebsbedingungen die Basis zum Beurteilen sein, ob die Kraftmaschine schnell gestartet oder langsam gestartet werden soll.
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Daher bietet das Verfahren aus 4 ein Triebstrangverfahren, das Folgendes umfasst: Schätzen einer Drehmomentreserve eines in einen Triebstrang integrierten Anlassers/Generators; Bereitstellen eines ersten Drehmoments zum Starten einer Kraftmaschine in Reaktion darauf, dass eine Drehmomentreserve eines in einen Triebstrang integrierten Anlassers/Generators kleiner als eine Schwelle ist; und Bereitstellen eines zweiten, sich vom ersten Drehmoment unterscheidenden Drehmoments zum Starten einer Kraftmaschine in Reaktion darauf, dass eine Drehmomentreserve eines in einen Triebstrang integrierten Anlassers/Generators größer als eine Schwelle ist. Das Verfahren umfasst, dass die Drehmomentreserve des in den Triebstrang integrierten Anlassers/Generators eine Drehmomentkapazität der Drehmomentreserve des in den Triebstrang integrierten Anlassers/Generators bei einer vorliegenden Drehzahl minus eines vorliegenden Drehmomentreserveausgangsdrehmoments des in den Triebstrang integrierten Anlassers/Generators ist.
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In einigen Beispielen umfasst das Verfahren weiterhin Verringern der Drehmomentreserve des in den Triebstrang integrierten Anlassers/Generators in Reaktion auf einen Lenkwinkel. Das Verfahren umfasst weiterhin Verringern der Drehmomentreserve des in den Triebstrang integrierten Anlassers/Generators in Reaktion auf Fahrzeugmasse. Das Verfahren umfasst weiterhin Verringern der Drehmomentreserve des in den Triebstrang integrierten Anlassers/Generators in Reaktion auf Straßenneigung. Das Verfahren umfasst weiterhin Verringern der Drehmomentreserve des in den Triebstrang integrierten Anlassers/Generators in Reaktion darauf, dass Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine von Null verschiedene Geschwindigkeitsschwelle ist. Das Verfahren umfasst weiterhin Verringern der Drehmomentreserve des in den Triebstrang integrierten Anlassers/Generators in Reaktion auf eine Anzeige von Ziehen eines Anhängers. Das Verfahren umfasst, dass das erste Drehmoment ausreichend ist, um die Kraftmaschine auf eine Drehzahl eines in den Triebstrang integrierten Anlassers/Generators zu beschleunigen. Das Verfahren umfasst, dass das zweite Drehmoment nicht ausreichend ist, um die Kraftmaschine auf die Drehzahl des in den Triebstrang integrierten Anlassers/Generators zu beschleunigen.
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Das Verfahren aus 4 sieht auch ein Triebstrangverfahren vor, das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines ersten Drehmoments zum Starten einer Kraftmaschine in Reaktion auf eine erste Bedingung einer Straße; und Bereitstellen eines zweiten, vom ersten Drehmoment verschiedenen Drehmoments zum Starten einer Kraftmaschine in Reaktion auf eine zweite Bedingung der Straße Das Verfahren umfasst, dass das erste Drehmoment ausreichend ist, um die Kraftmaschine auf eine Drehzahl eines in den Triebstrang integrierten Anlassers/Generators zu beschleunigen. Das Verfahren umfasst, dass das zweite Drehmoment nicht ausreichend ist, um die Kraftmaschine auf die Drehzahl des in den Triebstrang integrierten Anlassers/Generators zu beschleunigen. Das Verfahren umfasst auch, dass der Zustand der Straße eine Straßenneigung ist. Das Verfahren umfasst, dass der Zustand der Straße Ankunft an einer Kreuzung ist. Das Verfahren umfasst außerdem, dass die Kreuzung eine Kreuzung mit einer Eisenbahnstrecke ist. Das Verfahren umfasst auch, dass der Zustand der Straße eine Straßenrauigkeitsgrad ist.
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Wie für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand liegt, können die in 4 beschriebenen Verfahren eine oder mehrere Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die hier beschriebenen Aufgaben, Merkmale und Vorteile erreichen, sondern ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Obgleich dies nicht explizit dargestellt wird, liegt für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass eine oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden können. Ferner können die beschriebenen Vorgänge, Operationen, Verfahren und/oder Funktionen grafisch einen Code darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Kraftmaschinensteuerungssystem zu programmieren ist.
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Dies schließt die Beschreibung ab. Ihre Lektüre durch den Fachmann würde viele Änderungen und Modifikationen ohne Verlassen des Gedankens und Schutzbereichs der Beschreibung erkennen lassen. Zum Beispiel könnten I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Kraftmaschinen, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder mit alternativen Kraftstoffauslegungen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen. Zeichenerklärung Fig. 4
No. | German |
| START |
402 | KRAFTMASCHINENSTARTANFORDERU NG? |
404 | STRASSENNEIGUNG ÜBER SCHWELLE? |
406 | FAHRZEUGMASSE ÜBER SCHWELLE? |
408 | FAHRZEUG ZIEHT ANHÄNGER? |
410 | RAUE STRASSE? |
412 | VIERRADANTRIEBSMODUS? |
414 | GETRIEBETEMPERATUR UNTER SCHWELLE? |
416 | DREHMOMENTANFORDERUNG VON FAHRER ÜBER SCHWELLE? |
418 | LENKWINKEL ÜBER SCHWELLE? |
420 | FAHRZEUG AN EINER KREUZUNG? |
422 | FAHRZEUGGESCHWINDIGKEIT ÜBER SCHWELLE? |
424 | SCHNELLER KRAFTMASCHINENSTART VON FAHRER ANGEFORDERT? |
430 | VORHERIGE BEDINGUNGEN VORHANDEN? |
432 | TRIEBSTRANGTRENNKUPPLUNG SCHLIESSEN UND KRAFTMASCHINE MIT HOHER DREHZAHL ANSCHLEPPEN UND AUF DISG-DREHZAHL BESCHLEUNIGEN |
434 | ZÜNDFUNKE UND KRAFTSTOFFZUFUHR |
436 | KRAFTMASCHINENDREHMOMENT EINSTELLEN, UM KRAFTMASCHINENDREHMOMENTANF ORDERUNG ZU ERFÜLLEN |
440 | SCHLUPF DER TRIEBSTRANGTRENNKUPPLUNG |
442 | ZÜNDFUNKE UND KRAFTSTOFFZUFUHR |
444 | DISG-DREHMOMENT EINSTELLEN, UM DREHMOMENTANFORDERUNG VON FAHRER ZU ERFÜLLEN |
446 | KRAFTMASCHINENDREHMOMENT EINSTELLEN ZUM BESCHLEUNIGEN DER KRAFTMASCHINE AUF DISG- DREHZAHL UND UM SCHLUPF DER TRIEBSTRANGTRENNKUPPLUNG ZU REDUZIEREN |
448 | KRAFTMASCHINE AUF DISG- DREHZAHL? |
450 | TRIEBSTRANGTRENNKUPPLUNG SCHLIESSEN |
452 | KRAFTMASCHINENDREHMOMENT EINSTELLEN, UM KRAFTMASCHINENDREHMOMENTANF ORDERUNG ZU ERFÜLLEN |
| START |
| JA |
| NEIN |