DE102015114502A1

DE102015114502A1 - Verfahren und Systeme zur Verbesserung von Hybridgetriebeschaltvorgängen

Info

Publication number: DE102015114502A1
Application number: DE102015114502.2A
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Allen Doering; Michael Glenn Fodor; Adam Nathan Banker; Dennis Craig Reed
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2016-03-10
Also published as: CN105398444A; CN105398444B; US9523341B2; US20160069318A1

Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zur Verbesserung des Schaltvorgangs eines Hybridfahrzeugs vorgestellt. Die Systeme und Verfahren können gestatten, das Getriebe-Eingangswellendrehmoment auf Pegel abzusenken, bei denen Antriebsstrangdrehmomentstörungen reduziert sein können, auch wenn der Antriebsstrang eine größere Trägheit aufweist. In einem Beispiel kann das Antriebsstrangdrehmoment über Verzögern von Zündzeitpunkten reduziert werden.

Description

Erfindungsgebiet
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf Verfahren und ein System zum Schalten eines mehrstufigen Übersetzungsgetriebes eines Hybridfahrzeugs. Die Verfahren können insbesondere für Hybridfahrzeuge nützlich sein, die Antriebsstränge mit relativ hoher Trägheit aufweisen.
Hintergrund und Kurzfassung
Ein Hybridfahrzeug kann einen Verbrennungsmotor, eine Antriebsstrangtrennkupplung, ein Zweimassen-Schwungrad und einen in den Antriebsstrang integrierten Anlasser/Generator (DISG, Driveline Integrated Starter/Generator) zum Antreiben des Hybridfahrzeugs und zum selektiven mechanischen Koppeln des Verbrennungsmotors mit dem DISG und einem Getriebe umfassen. Das Zweimassen-Schwungrad und die Trennkupplung können die Antriebsstrangträgheit wesentlich erhöhen. Die erhöhte Antriebsstrangträgheit kann zu schlechteren Getriebeschaltvorgängen führen, weil die Trägheit das Drehmoment der Getriebe-Eingangswelle bei Schaltvorgängen beeinflussen kann. Falls das Drehmoment der Getriebe-Eingangswelle zu groß ist, kann im Antriebsstrang eine Drehmomentstörung auftreten, die für einen Fahrer unangenehm ist. Daher kann es wünschenswert sein, einen Weg bereitzustellen, das Drehmoment der Getriebe-Eingangswelle während Schaltvorgangs im Getriebe zu verringern, so dass ein Getriebe geschmeidig geschaltet werden kann, auch wenn der Antriebsstrang ein möglicherweise höheres Drehmoment aufweist.
Die Erfinder haben hier die oben erwähnten Nachteile erkannt und ein Verfahren entwickelt, das Folgendes umfasst: Betreiben einer ersten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern zu einem ersten gegenüber dem Zündzeitpunkt der minimalen Vorzündung für bestes Drehmoment verzögerten Zündzeitpunkt als Reaktion auf eine Gangwechselanforderung; und Betreiben einer zweiten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern zu einem zweiten gegenüber dem Zündzeitpunkt der minimalen Vorzündung für bestes Drehmoment verzögerten Zündzeitpunkt als Reaktion auf eine Gangwechselanforderung, wobei der zweite Zündzeitpunkt sich vom ersten Zündzeitpunkt unterscheidet.
Indem zwei oder mehr Zylindergruppen zu unterschiedlichen verzögerten Zündzeitpunkten arbeiten, kann es möglich sein, als technisches Ergebnis eine Reduzierung des Drehmoments des Verbrennungsmotors bereitzustellen, so dass der Schaltvorgang verbessert werden kann, ohne den Verbrennungsmotor bei Bedingungen zu betreiben, bei denen die Erzeugung des Verbrennungsmotordrehmoments inkonsistent ist. Zum Beispiel kann eine erste Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern zu einem Zündzeitpunkt betrieben werden, der gegenüber der minimalen Vorzündung für bestes Drehmoment (MBT) verzögert ist, und eine zweite Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern kann zu einem anderen Zündzeitpunkt betrieben werden, der gegenüber dem MBT verzögert ist, um geringes Verbrennungsmotordrehmoment mit geringer Drehmomentabweichung bereitzustellen. Zündzeitpunkte, zu denen Drehmomentabweichung erhöht ist, können vermieden werden, während geringe Drehmomentpegel bereitgestellt werden.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz die Möglichkeit von Antriebsstrangverschlechterung reduzieren, indem Verbrennungsmotordrehmomentabweichung reduziert wird. Weiterhin kann der Ansatz das Gefühl beim Schalten verbessern. Zusätzlich kann der Ansatz ohne zusätzliche Antriebsstrangkomponenten bereitgestellt werden.
Die oben genannten Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung werden sich anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung allein oder in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen leicht ergeben.
Es versteht sich, dass die oben genannte Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie soll keine entscheidenden oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Weiterhin ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungsformen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebene Nachteile lösen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die hier beschriebenen Vorteile werden durch Lektüre eines Beispiels einer Ausführungsform, das hier als „Ausführliche Beschreibung“ bezeichnet wird, alleine oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen besser verständlich.
1 ist eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors;
2 zeigt eine beispielhafte Fahrzeugantriebsstrangkonfiguration;
3 zeigt ein Diagramm, das veranschaulicht, wie das Zylinderdrehmomentverhältnis bei Zündverzögerung gegenüber dem MBT-Zündzeitpunkt abweichen kann;
4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs; und
5 zeigt einen beispielhaften Schaltablauf.
Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf das Verbessern von Schaltvorgängen bei Hybridfahrzeugen. Ein Hybridfahrzeug kann einen Motor enthalten, wie in 1 gezeigt ist. Zusätzlich kann der Verbrennungsmotor in einem Antriebsstrang des Hybridfahrzeugs enthalten sein, wie in 2 gezeigt ist. Das Verbrennungsmotordrehmoment kann während des Schaltvorgangs mittels Verzögern der Zündung gemäß einem Drehmomentverhältnis reduziert werden, wie in 3 gezeigt ist. Der Verbrennungsmotorzündzeitpunkt kann so gesteuert werden, dass ausgewählte Verbrennungsmotorzylinder mit einer maximalen Zündverzögerung arbeiten, während andere Verbrennungsmotorzylinder bei einer zur Drehmomentstabilität begrenzten Zündung gemäß dem Verfahren aus 4 arbeiten. Schließlich zeigt 5 einen Ablauf, bei dem der Zündzeitpunkt gemäß dem Verfahren aus 4 eingestellt wird.
Mit Bezug auf 1: Der Verbrennungsmotor 10, der mehrere Zylinder umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, wird von einer elektronischen Motorsteuerung 12 gesteuert. Der Verbrennungsmotor 10 enthält einen Brennraum 30 und Zylinderwandungen 32 mit dem darin positionierten Kolben 36, der mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Ein Schwungrad 97 und ein Hohlrad 99 sind mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt. Ein Anlasser 96 (d. h. die Niederspannungs-Elektromaschine (betrieben mit weniger als 30 Volt)) enthält einen Ritzelschaft 98 und ein Ritzel 95. Der Ritzelschaft 98 kann das Ritzel 95 selektiv zum Eingriff mit dem Hohlrad 99 vorrücken. Der Anlasser 96 kann direkt an der Vorderseite des Verbrennungsmotors oder an der Rückseite des Verbrennungsmotors montiert sein. In einigen Beispielen kann der Anlasser 96 der Kurbelwelle 40 selektiv Drehmoment über einen Riemen oder eine Kette zuführen. In einem Beispiel befindet sich der Anlasser 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht mit dem Verbrennungsmotor in Eingriff steht. Der Brennraum 30 ist über das Einlassventil 52 bzw. das Auslassventil 54 mit einem Einlasskrümmer 44 und einem Auslasskrümmer 48 verbunden dargestellt. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betätigt werden. Die Stellung des Einlassnockens 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Stellung des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
Eine Kraftstoffeinspritzdüse 66 ist so positioniert dargestellt, dass sie den Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann Kraftstoff in einen Einlasskanal eingespritzt werden, was dem Fachmann als Einlasskanaleinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 liefert flüssigen Kraftstoff im Verhältnis zu einer von der Steuerung 12 empfangenen Pulsbreite. Der Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht dargestellt) zugeführt werden, das einen Kraftstoffbehälter, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffverteilerleitung (nicht dargestellt) enthält.
Zusätzlich ist der Einlasskrümmer 44 mit einem Verdichter 162 eines Turboladers verbunden dargestellt. Eine Welle 161 koppelt eine Turbine 164 des Turboladers mechanisch mit dem Verdichter 162. Eine optionale elektronische Drossel 62 stellt die Stellung einer Drosselklappe 64 ein, um Luftstrom aus einem Lufteinlass 42 zu einem Verdichter 162 und zu einem Einlasskrümmer 44 zu steuern. In einem Beispiel kann ein zweistufiges Hochdruck-Kraftstoffsystem zur Erzeugung von höheren Kraftstoffdrücken verwendet werden. In einigen Beispielen können die Drossel 62 und die Drosselklappe 64 zwischen dem Einlassventil 52 und dem Ansaugkrümmer 44 derart positioniert sein, dass die Drossel 62 eine Einlasskanaldrossel ist.
Das verteilerlose Zündsystem 88 stellt mittels einer Zündkerze 92 als Reaktion auf die Steuerung 12 einen Zündfunken für den Brennraum 30 bereit. Eine Breitband-Lambdasonde (UEGO, Universal Exhaust Gas Oxygen) 126 ist mit dem Auslasskrümmer 48 gekoppelt und einem katalytischen Konverter 70 vorgelagert dargestellt. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126 durch eine Zweizustands-Lambdasonde ersetzt werden.
Der Konverter 70 kann in einem Beispiel mehrere katalytische Bausteine enthalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungseinrichtungen mit jeweils mehreren Bausteinen verwendet werden. Der Konverter 70 kann in einem Beispiel ein Dreiwege-Katalysator sein.
Die Steuerung 12 ist in 1 als konventioneller Mikrocomputer dargestellt, der Folgendes enthält: eine Mikroprozessoreinheit 102, eine Eingabe-/Ausgabe-Ports 104, einen Festwertspeicher 106 (z. B. einen nichtflüchtigen Speicher), einen Direktzugriffspeicher 108, ein Keep-Alive-Memory 110 und einen konventionellen Datenbus. Die Steuerung 12 ist so dargestellt, dass sie zusätzlich zu den vorher erörterten Signalen verschiedene Signale von mit dem Verbrennungsmotor 10 gekoppelten Sensoren empfängt, einschließlich: eine Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur (ECT) von einem mit der Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; einen mit dem Gaspedal 130 gekoppelten Stellungssensor 134 zum Erfassen einer durch den Fuß 132 aufgebrachten Kraft; einen mit dem Bremspedal 150 gekoppelten Stellungssensor zum Erfassen einer durch den Fuß 152 aufgebrachten Kraft; eine Messung des absoluten Drucks im Einlasskrümmer (MAP, Manifold Absolute Pressure) von einem mit dem Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122; einen Verbrennungsmotorstellungssensor von einem Hall-Sensor 118, der die Stellung der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung der in den Verbrennungsmotor eintretenden Luftmasse von einem Sensor 120; und eine Messung der Drosselstellung von einem Sensor 58. Auch der Atmosphärendruck kann zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Verbrennungsmotorstellungssensor 118 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse, anhand derer die Verbrennungsmotordrehzahl (RPM) bestimmt werden kann.
In einigen Beispielen kann der Verbrennungsmotor in einem Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor-/Batteriesystem gekoppelt sein, wie in 2 gezeigt wird. Weiterhin können in einigen Beispielen andere Verbrennungsmotorkonfigurationen eingesetzt werden, zum Beispiel ein Diesel-Verbrennungsmotor.
Im Betrieb durchläuft jeder Zylinder innerhalb des Verbrennungsmotors 10 typischerweise einen Viertaktprozess: Der Prozess beinhaltet einen Ansaughub, einen Verdichtungshub, einen Arbeitshub und einen Auslasshub. Während des Ansaughubs schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54, und das Einlassventil 52 öffnet sich. Über den Einlasskrümmer 44 wird Luft in den Brennraum 30 eingeleitet, und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um so das Volumen im Brennraum 30 zu vergrößern. Die Stellung, in der sich der Kolben 36 in der Nähe des Bodens des Zylinders und am Ende seines Hubes befindet (z. B., wenn der Brennraum 30 sein größtes Volumen aufweist), wird von Fachleuten typischerweise als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet. Während des Verdichtungshubs sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich zum Zylinderkopf, um so die Luft im Brennraum 30 zu komprimieren. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Hubes befindet und dem Zylinderkopf am nächsten ist (z. B. wenn der Brennraum 30 sein kleinstes Volumen aufweist), wird von Fachleuten typischerweise als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. Bei einem Prozess, der nachstehend als Einspritzung bezeichnet wird, wird Kraftstoff in den Brennraum eingeleitet. Bei einem Prozess, der nachstehend als Zündung bezeichnet wird, wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel gezündet, wie zum Beispiel durch eine Zündkerze 92, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitshubs drücken die expandierenden Gase den Kolben 36 zum UT zurück. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegung in ein Rotationsdrehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Auslasshubs, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Auslasskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es sei angemerkt, dass das oben Genannte nur als ein Beispiel gezeigt wird und dass die Zeitpunkte des Öffnens und/oder Schließens des Einlass- und Auslassventils abweichen können, etwa um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
2 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 225, das einen Antriebsstrang 200 enthält. Der Antriebsstrang aus 2 enthält den in 1 gezeigten Verbrennungsmotor 10. Der Antriebsstrang 200 kann vom Verbrennungsmotor 10 angetrieben werden. Der Verbrennungsmotor 10 kann mit einem in 1 gezeigten Verbrennungsmotoranlasssystem oder mittels eines in den Antriebsstrang integrierten Anlassers/Generators (DISG, Driveline Integrated Starter/Generator) 240 angelassen werden. Der DISG 240 (z. B. die Hochspannungs-Elektromaschine (betrieben mit mehr als 30 Volt)) kann auch als eine Elektromaschine, ein Elektromotor und/oder Generator bezeichnet werden. Weiterhin kann Drehmoment des Verbrennungsmotors 10 über den Drehmomentaktuator 204 eingestellt werden, wie zum Beispiel eine Kraftstoffeinspritzdüse, eine Drossel usw.
Ein Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors kann durch das Zweimassen-Schwungrad 215 zu einer Eingangsseite der Trennkupplung 236 des Antriebsstranges übertragen werden. Die Trennkupplung 236 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt werden. Die nachgelagerte Seite der Trennkupplung 236 ist als mechanisch mit der DISG-Eingangswelle 237 gekoppelt dargestellt.
Der DISG 240 kann dazu betrieben werden, dass er Drehmoment für den Antriebsstrang 200 bereitstellt oder Antriebsstrangdrehmoment in elektrische Energie umwandelt, die in der Einrichtung 275 zur Speicherung elektrischer Energie gespeichert werden soll. Der DISG 240 weist eine höhere Ausgangsdrehmomentleistungsfähigkeit als der in 1 gezeigte Anlasser 96 auf. Weiterhin treibt der DISG 240 den Antriebsstrang 200 direkt an oder wird vom Antriebsstrang 200 direkt angetrieben. Es gibt keine Riemen, Zahnräder oder Ketten, um den DISG 240 mit dem Antriebsstrang 200 zu koppeln. Stattdessen dreht sich der DISG 240 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Antriebsstrang 200. Die Einrichtung 275 zur Speicherung elektrischer Energie (z. B. eine Hochspannungsbatterie oder -stromquelle) kann eine Batterie, ein Kondensator oder ein Induktor sein. Die nachgelagerte Seite des DISG 240 ist über die Welle 241 mit dem Pumpenrad 285 eines Drehmomentwandlers 206 mechanisch gekoppelt. Die vorgelagerte Seite des DISG 240 ist mit der Trennkupplung 236 mechanisch gekoppelt.
Der Drehmomentwandler 206 enthält ein Turbinenrad 286 zur Abgabe von Drehmoment an die Eingangswelle 270. Die Eingangswelle 270 koppelt den Drehmomentwandler 206 mechanisch mit dem Automatikgetriebe 208. Der Drehmomentwandler 206 enthält auch eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (TCC, Torque Converter Bypass Lock-Up Clutch) 212. Das Drehmoment wird direkt vom Pumpenrad 285 zum Turbinenrad 286 übertragen, wenn die TCC verriegelt ist. Die TCC wird durch die Steuerung 12 elektrisch betrieben. Alternativ kann die TCC hydraulisch verriegelt werden. In einem Beispiel kann der Drehmomentwandler als eine Komponente des Getriebes bezeichnet werden.
Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 vollständig ausgerückt ist, überträgt der Drehmomentwandler 206 Drehmoment des Verbrennungsmotors über Fluidübertragung zwischen dem Turbinenrad 286 des Drehmomentwandlers und dem Pumpenrad 285 des Drehmomentwandlers zum Automatikgetriebe 208, wodurch Drehmomentverstärkung ermöglicht wird. Wenn im Gegensatz dazu die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 vollständig eingerückt ist, wird das Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors direkt über die Drehmomentwandlerkupplung auf eine Eingangswelle (nicht dargestellt) des Getriebes 208 übertragen. Alternativ kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 teilweise eingerückt sein, wodurch ermöglicht wird, dass die direkt an das Getriebe weitergeleitete Menge an Drehmoment eingestellt wird. Die Steuerung 12 kann dazu ausgelegt sein, die durch den Drehmomentwandler 212 übertragene Menge an Drehmoment einzustellen, indem sie die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung als Reaktion auf verschiedene Betriebszustände des Verbrennungsmotors oder auf Basis einer fahrerbasierten Anforderung an den Verbrennungsmotorbetrieb einstellt.
Das Automatikgetriebe 208 enthält Gangkupplungen (z. B. die Gänge 1–6) 211 und die Vorwärtskupplung 210. Die Gangkupplungen 211 (z. B. 1–10) und die Vorwärtskupplung 210 können selektiv eingerückt werden, um ein Fahrzeug anzutreiben. Die Drehmomentabgabe aus dem Automatikgetriebe 208 kann wiederum an die Räder 216 weitergeleitet werden, um das Fahrzeug über die Ausgangswelle 260 anzutreiben. Insbesondere kann das Automatikgetriebe 208 ein Eingangsantriebsdrehmoment an der Eingangswelle 270 als Reaktion auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs übertragen, bevor ein Ausgangsantriebsdrehmoment an die Räder 216 übertragen wird.
Weiterhin kann eine Reibungskraft auf die Räder 216 aufgebracht werden, indem die Radbremsen 218 eingerückt werden. In einem Beispiel können die Radbremsen 218 als Reaktion darauf eingerückt werden, dass der Fahrer seinen Fuß auf ein Bremspedal (nicht gezeigt) drückt. In anderen Beispielen kann die Steuerung 12 oder eine mit der Steuerung 12 gekoppelte Steuerung die Radbremsen betätigen. Auf die gleiche Weise kann eine Reibungskraft auf die Räder 216 durch Ausrücken der Radbremsen 218 reduziert werden, indem der Fahrer seinen Fuß von einem Bremspedal nimmt. Weiterhin können die Fahrzeugbremsen eine Reibungskraft über die Steuerung 12 auf die Räder 216 als Teil einer automatisierten Prozedur zum Anhalten des Verbrennungsmotors aufbringen.
Die Steuerung 12 kann dazu ausgelegt sein, Eingaben aus dem Verbrennungsmotor 10 zu empfangen, wie in 1 ausführlicher gezeigt ist, und dementsprechend eine Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors und/oder den Betrieb des Drehmomentwandlers, des Getriebes, des DISG, der Kupplungen und/oder der Bremsen zu steuern. Als ein Beispiel: Eine Drehmomentabgabe des Motors kann durch Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitpunkt und/oder Luftladung durch Steuern der Drosselöffnung und/oder der Ventilsteuerzeit, des Ventilhubs und der Aufladung bei turbogeladenen oder mechanisch aufgeladenen Motoren gesteuert werden. Bei einem Diesel-Verbrennungsmotor kann die Steuerung 12 die Drehmomentabgabe des Motors durch Steuern einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitpunkt und Luftladung steuern. In jedem Fall kann die Verbrennungsmotorsteuerung auf einer Basis Zylinder für Zylinder durchgeführt werden, um die Drehmomentabgabe des Motors zu steuern. Die Steuerung 12 kann auch die Drehmomentabgabe und die Erzeugung von elektrischer Energie aus dem DISG steuern, indem sie den Strom einstellt, der zu und von den Feld- und/oder Ankerwicklungen des DISG fließt, wie in der Technik bekannt ist.
Wenn Leerlaufabschaltbedingungen erfüllt sind, kann die Steuerung 12 ein abschalten des Verbrennungsmotors durch Abstellen von Kraftstoff und Zündung zum Verbrennungsmotor einleiten. Allerdings kann sich der Verbrennungsmotor in einigen Beispielen weiter drehen. Weiterhin kann die Steuerung 12 rotierende Elemente des Getriebes 208 an ein Gehäuse 259 des Getriebes und dadurch an den Rahmen des Fahrzeugs festlegen, um eine Drehmomenthöhe im Getriebe aufrechtzuerhalten. Wenn Bedingungen zum Verbrennungsmotorneustart erfüllt werden und/oder ein Fahrzeugnutzer das Fahrzeug starten möchte, kann die Steuerung 12 den Verbrennungsmotor 10 reaktivieren, indem der Verbrennungsmotor 10 angekurbelt wird und die Zylinderverbrennung wieder aufgenommen wird.
Jetzt mit Bezug auf 3: Ein beispielhaftes Diagramm veranschaulicht, wie das Zylinderdrehmomentverhältnis mit der Zündverzögerung des minimalen Vorzündungszeitpunktes für ein bestes Drehmoment (MBT) abweichen kann. Ein Drehmomentverhältnis kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
wobei gilt: SPARKTR ist das Verbrennungsmotorzündungs-Drehmomentverhältnis, Γ_∆SPK ist das Verbrennungsmotordrehmoment zu einem Zündzeitpunkt, der gegenüber dem MBT-Zündzeitpunkt bei einer gegenwärtigen Drehzahl und Last des Verbrennungsmotors verzögert ist, und Γ_MBT ist das Verbrennungsmotordrehmoment zum MBT-Zündzeitpunkt bei einer gegenwärtigen Drehzahl und Last des Verbrennungsmotors.
Die y-Achse des Kurvenbilds stellt das Zylinderdrehmomentverhältnis dar, und die x-Achse stellt die Zündverzögerung zum MBT-Zündzeitpunkt dar. Die vertikale Linie ST1 stellt einen ersten verzögerten Zündzeitpunkt dar, und die vertikale Linie bei ST2 stellt einen zweiten Zündzeitpunkt dar, wobei ST2 ein gegenüber ST1 weiter verzögerter Zündzeitpunkt ist. Die horizontale Linie 362 stellt ein Drehmomentverhältnis dar, über dem die Erzeugung des Verbrennungsmotordrehmoments konsistent ist. Die horizontale Linie 360 stellt ein Drehmomentverhältnis dar, unter dem die Erzeugung des Verbrennungsmotordrehmoments konsistent ist, und dies kann als das Drehmomentverhältnis bei maximaler Zündverzögerung bezeichnet werden. Die Erzeugung des Verbrennungsmotordrehmoments ist im Bereich des Zylinderdrehmomentverhältnisses zwischen der horizontalen Linie 362 und der horizontalen Linie 360 inkonsistent.
Die Kurve 302 stellt eine obere Grenze des Zylinderdrehmomentverhältnisses gegenüber der Zündverzögerung zum MBT dar, und die Kurve 304 stellt eine untere Grenze des Zylinderdrehmomentverhältnisses gegenüber der Zündverzögerung zum MBT dar. Falls der Zündzeitpunkt gegenüber ST1 verzögert ist, kann das Zylinderdrehmomentverhältnis zwischen den Werten bei 352 und 350 liegen. Somit kann das Zylinderdrehmomentverhältnis variieren, selbst wenn die Zündung um einen gleichen Wert verzögert ist.
Zündzeitpunkte zwischen MBT (z. B. bei 0) und ST1, die in dem durch die Bezugslinie 310 beschriebenen Bereich gezeigt sind, stellen Zündverzögerungswerte dar, bei denen das Zylinderdrehmomentverhältnis ein konsistentes Verbrennungsmotordrehmoment bereitstellt. Zündzeitpunkte zwischen ST1 und ST2 in dem durch die Bezugslinie 312 beschriebenen Bereich stellen Zündverzögerungswerte dar, bei denen das Zylinderdrehmomentverhältnis weniger konsistentes Verbrennungsmotordrehmoment bereitstellt. Die Zündzeitpunkte rechts von ST2 stellen Zündzeitpunkte mit konsistentem, kleinem Verbrennungsmotordrehmoment dar.
Die Bereiche für konsistentes und inkonsistentes Verbrennungsmotordrehmoment können auch auf Basis des Drehmomentverhältnisses beschrieben werden. Wie vorher erwähnt worden ist, stellt in diesem Beispiel die horizontale Linie 362 ein Drehmomentverhältnis dar, über dem die Erzeugung des Verbrennungsmotordrehmoments konsistent ist. Die horizontale Linie 360 stellt ein Drehmomentverhältnis dar, unter dem die Erzeugung des Verbrennungsmotordrehmoments konsistent ist (z. B. weicht ein gewünschtes Zylinderdrehmoment um weniger als drei Standardabweichungen ab). Die horizontale Linie 362 kann als ein gleichförmiges Zylinderdrehmomentverhältnis der oberen Zündgrenze beschrieben werden. Eine um mehr als die horizontale Linie 360 verzögerte Zündung kann als ein gleichförmiges Zylinderdrehmomentverhältnis der unteren Zündgrenze oder ein Drehmomentverhältnis bei maximaler Zündverzögerung beschrieben werden. Das Zylinderdrehmoment weicht um weniger als drei Standardabweichungen für Drehmomentverhältnisse über dem der horizontalen Linie 360 ab. Zylinderdrehmomentverhältnisse zwischen den horizontalen Linien 362 und 360 können inkonsistentes Verbrennungsmotordrehmoment bereitstellen (z. B. Zylinderdrehmoment, das um mehr als drei Standardabweichungen von einem gewünschten Zylinderdrehmoment abweicht). Mit anderen Worten: Die Abweichung im Verbrennungsmotordrehmoment kann größer als eine vorbestimmte Zahl von Standardabweichungen sein (z. B. als drei Standardabweichungen). Die gleichförmigen Zylinderdrehmomentverhältnisse der oberen und unteren Zündgrenzen können als eine Funktion der Verbrennungsmotordrehzahl, -last, -temperatur und der Quelle der Anforderung zur Zündreduzierung (z. B. Traktionsregelung oder Getriebeschaltvorgang) abweichen.
Demzufolge wäre es wünschenswert, konsistentes Verbrennungsmotordrehmoment bereitzustellen, um Verbrennungsmotorzylinder im Bereich 310 oder im Bereich 314 zu betreiben. Falls allerdings ein kleiner Verbrennungsmotordrehmomentpegel größer als null während des Schaltvorgangs gewünscht ist, um Auswirkungen der Antriebsstrangträgheit auf den Schaltvorgang zu reduzieren, kann es wünschenswert sein, Verbrennungsmotorzylinder im Bereich 312 zu betreiben, um das gewünschte Verbrennungsmotordrehmoment bereitzustellen. Es kann somit der Wunsch bestehen, Verbrennungsmotorzylinder innerhalb des Zündverzögerungsbereichs 312 zu betreiben, um ein gewünschtes Verbrennungsmotordrehmoment bereitzustellen; allerdings kann es zur gleichen Zeit wünschenswert sein, Verbrennungsmotorzylinder nicht innerhalb des Zündverzögerungsbereichs 312 zu betreiben, um variierende Verbrennungsmotordrehmomentpegel zu vermeiden.
Das durch den Zündverzögerungsbereich 312 entstehende Dilemma kann überwunden werden, indem ein Teil der Verbrennungsmotorzylinder im Zündverzögerungsbereich 310 betrieben wird, während der verbleibende Teil der Verbrennungsmotorzylinder im Zündverzögerungsbereich 314 betrieben wird. Indem unterschiedliche Gruppen von Zylindern mit unterschiedlich verzögerten Zündzeitpunkten betrieben werden, kann es möglich sein, ein Zylinderdrehmomentverhältnis im Bereich von 312 bereitzustellen, während Verbrennungsmotorzylinder mit Zündzeitpunkten in den Bereichen von 310 und 314 arbeiten. Zum Beispiel kann ein durchschnittliches Zylinderdrehmomentverhältnis innerhalb des Zylinderdrehmomentbereichs liegen, das durch den Zündverzögerungsbereich 312 eingeschlossen wird, obwohl die Zündzeitpunkte für eine erste Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern innerhalb des Bereichs 310 liegen und obwohl die Zündzeitpunkte für die zweite Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern innerhalb des Bereichs 314 liegen.
Es sei angemerkt, dass das gleichförmige Zylinderdrehmomentverhältnis der unteren Zündgrenze und das gleichförmige Zylinderdrehmomentverhältnis der unteren Zündgrenze oder ein Drehmomentverhältnis bei maximaler Zündverzögerung mit den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors variieren können. Demzufolge können die Zündverzögerungsgrenzen auf Basis der Drehzahl und der Last des Verbrennungsmotors als mehrere Zündgrenzen beschrieben werden.
Jetzt mit Bezug auf 4: Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs gezeigt. Insbesondere beschreibt das Verfahren aus 4 das Einstellen des Zündzeitpunkts für Verbrennungsmotorzylinder während eines Schaltvorgangs eines Getriebes in einem Hybridantriebsstrang. Das Verfahren aus 4 kann in dem System aus den 1 und 2 als im Speicher gespeicherte, ausführbare Anweisungen enthalten sein. Außerdem kann das Verfahren aus 4 den in 5 gezeigten Ablauf bereitstellen.
In 402 ermittelt das Verfahren 400 die Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors und des DISG. Zu den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors und des DISG können Folgende zählen, ohne darauf beschränkt zu sein: Verbrennungsmotordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Drehmomentanforderung des Fahrers, gegenwärtiger Gang, angeforderter Gang, Verbrennungsmotortemperatur, DISG-Drehzahl, DISG-Drehmoment und Umgebungstemperatur. Das Verfahren 400 wird mit 404 weitergeführt, nachdem die Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors und des DISG bestimmt worden sind.
In 404 beurteilt das Verfahren 400, ob ein Schaltvorgang angefordert ist. In einem Beispiel kann eine Anforderung eines Schaltvorgangs als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drehmomentanforderung des Fahrers erfolgen. Alternativ kann das Verfahren 400 beurteilen, ob eine Antriebsstrangdrehmomentreduzierung von einer anderen Quelle als dem Traktionsregelungssystem angefordert wird. Falls das Verfahren 400 urteilt, dass ein Schaltvorgang angefordert wird oder dass eine Verbrennungsmotordrehmomentreduzierung angefordert wird, lautet die Antwort ja, und das Verfahren 400 wird mit 406 weitergeführt. Ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren 400 geht zum Ende.
In 406 ermittelt das Verfahren 400 ein gewünschtes Zylinderdrehmomentverhältnis und ein gleichförmiges Zylinderdrehmomentverhältnis der oberen Zündgrenze (z. B. 362 aus 3). In einem Beispiel kann das gewünschte Zylinderdrehmomentverhältnis empirisch bestimmt und im Speicher in Form einer Tabelle oder einer Funktion abgelegt sein, die durch geeignete Variablen indiziert sein können. Unterschiedliche Tabellen oder Funktionen können für unterschiedliche Anforderer von Drehmomentreduzierung bereitgestellt werden. Falls zum Beispiel die gewünschte Reduzierung des Verbrennungsmotordrehmoments auf Basis einer Schaltanforderung erfolgt, kann die Tabelle oder die Funktion durch den gegenwärtigen Gang, das vorliegende Verbrennungsmotordrehmoment und die Verbrennungsmotordrehzahl indiziert sein. Falls die gewünschte Reduzierung des Verbrennungsmotordrehmoments auf Basis der Traktionsregelung erfolgt, kann die Tabelle oder die Funktion durch den gegenwärtigen Gang, die Größe des Radschlupfes und die Fahrzeuggeschwindigkeit indiziert sein. Gleichermaßen kann das gleichförmige Zylinderdrehmomentverhältnis der oberen Zündgrenze empirisch bestimmt und im Speicher gespeichert sein. Die Tabelle für das gleichförmige Zylinderdrehmomentverhältnis der oberen Zündgrenze kann über die Verbrennungsmotordrehzahl, die Verbrennungsmotorlast und die Verbrennungsmotortemperatur indiziert werden. Das Verfahren 400 wird mit 408 weitergeführt, nachdem das gewünschte Zylinderdrehmomentverhältnis und das gleichförmige Zylinderdrehmomentverhältnis der oberen Zündgrenze bestimmt worden sind.
In 408 beurteilt das Verfahren 400, ob die Reduzierung des Getriebe-Eingangswellendrehmoments größer als die Leistungsfähigkeit des DISG zur Drehmomentreduzierung und die Drehmomentreduzierung des Verbrennungsmotors ist, falls das Verbrennungsmotordrehmoment bei einem Zylinderdrehmomentverhältnis zugeführt wird, das größer als ein gleichförmiges Zylinderdrehmomentverhältnis der oberen Zündgrenze ist. Falls zum Beispiel das Verbrennungsmotordrehmoment gegenwärtig 300 Nm beträgt und das für das Getriebe während des Schaltvorgangs bereitgestellte Drehmoment 35 Nm sein soll, wird das Verfahren 400 mit 410 weitergeführt, falls die 35 Nm dem Getriebeeingang bereitgestellt werden können, indem der DISG in einem Generatormodus betrieben wird und indem der Verbrennungsmotor bei einem Drehmomentverhältnis betrieben wird, das größer als das gleichförmige Zylinderdrehmomentverhältnis der oberen Zündgrenze ist. Andernfalls wird das Verfahren 400 mit 412 zum Bereitstellen von zusätzlicher Verbrennungsmotorzündverzögerung weitergeführt. Falls die Verbrennungsmotordrehmomentreduzierung oder die Getriebeeingangsdrehmomentreduzierung auf Basis der Traktionsregelung oder eines anderen Anforderers erfolgt oder falls der DISG unter den gegenwärtigen Betriebsbedingungen eine geringe Generatorleistungsfähigkeit aufweist, kann das Verfahren 400 mit 412 weitergeführt werden.
In 410 reduziert das Verfahren 400 das Getriebe-Eingangswellendrehmoment, indem es den DISG in einem Generatormodus (z. B. als ein Generator, der Drehmoment in elektrische Energie umwandelt) betreibt und die Zündung konsistent in allen Verbrennungsmotorzylindern verzögert (z. B. werden alle Zylinder mit einer gleichen Zündverzögerung von MBT betrieben), indem es den Verbrennungsmotor bei einem Drehmomentverhältnis betreibt, das größer als das gleichförmige Zylinderdrehmomentverhältnis der oberen Zündgrenze ist, das in 406 während des angeforderten Getriebeschaltvorgangs oder als Reaktion auf die Anforderung zur Drehmomentreduzierung für die Traktionsregelung oder einen anderen Anforderer der Drehmomentreduzierung bestimmt worden ist. Das Verfahren 400 wird nach dem Reduzieren der Antriebsstrangdrehmomenteingabe zum Getriebe beendet.
In 412 beurteilt das Verfahren 400, ob das in 406 bestimmte gewünschte Zylinderdrehmomentverhältnis (TR) kleiner als das in 406 bestimmte gleichförmige Zylinderdrehmomentverhältnis (TR) der oberen Zündgrenze ist. Falls das der Fall ist, lautet die Antwort ja, und das Verfahren 400 wird mit 416 weitergeführt. Ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren 400 wird mit 414 weitergeführt.
In 414 stellt das Verfahren 400 konsistent eine Zündverzögerung für alle Verbrennungsmotorzylinder bereit (z. B. die gleiche Zündverzögerung oder im Wesentlichen gleiche Zündverzögerung (z. B. innerhalb +2 Kurbelwellengraden)), um das in 406 bestimmte gewünschte Zylinderdrehmomentverhältnis bereitzustellen. Das Verfahren 400 geht weiter zum Ende, nachdem die Zündung in den Verbrennungsmotorzylindern verzögert worden ist.
In 416 ermittelt das Verfahren 400 ein Drehmomentverhältnis bei maximaler Zündverzögerung (z. B. das Drehmomentverhältnis in 360 in 3) für den Verbrennungsmotor unter gegenwärtigen Betriebsbedingungen. In einem Beispiel ist das Drehmomentverhältnis bei maximaler Zündverzögerung empirisch bestimmt und in einer Tabelle oder Funktion im Speicher gespeichert. Die Tabelle oder Funktion kann über die Verbrennungsmotordrehzahl und die Verbrennungsmotorlast indiziert werden. Weiterhin kann der in der Tabelle oder Funktion gespeicherte Wert einen Offset enthalten, der die Verbrennungsmotorzündung verzögert, so dass das Drehmomentverhältnis ganz innerhalb der Drehmomentverhältnisse liegt, die stabiles und konsistentes Verbrennungsmotordrehmoment bereitstellen. Das Verfahren 400 wird mit 418 weitergeführt, nachdem das Drehmomentverhältnis bei maximaler Zündverzögerung bestimmt worden ist.
In 418 bestimmt das Verfahren 400 eine Anzahl von Zylindern, die mit maximaler Zündverzögerung von MBT arbeiten. In einem Beispiel wird die Zylinderanzahl über die folgende Gleichung bestimmt:
wobei gilt: N_MR ist die Anzahl von Verbrennungsmotorzylindern, die mit maximaler Zündverzögerung arbeiten sollen, Bruchteile werden durch Aufrunden zum nächsthöheren ganzzahligen Wert gerundet, N_total ist die Gesamtanzahl von Verbrennungsmotorzylindern, TR₁ ist das gleichförmige Zylinderdrehmomentverhältnis der oberen Zündgrenze, TR_DES ist das gewünschte Zylinderdrehmomentverhältnis, und TR_MR ist das Drehmomentverhältnis bei maximaler Zündverzögerung. Das Verfahren 400 wird mit 420 weitergeführt, nachdem die Anzahl der Zylinder bestimmt worden ist, die mit maximaler Zündverzögerung arbeiten sollen.
In 420 ermittelt das Verfahren 400 das Drehmomentverhältnis für Zylinder, die nicht mit maximaler Zündverzögerung arbeiten. In einem Beispiel wird das Drehmomentverhältnis anhand der folgenden Gleichung bestimmt:
wobei gilt: TR_spark ist das Drehmomentverhältnis, bei dem die verbleibenden Verbrennungsmotorzylinder arbeiten, wenn die anderen Zylinder bei dem Drehmomentverhältnis bei maximaler Zündverzögerung arbeiten. Das Verfahren 400 wird mit 422 weitergeführt, nachdem das Drehmomentverhältnis bestimmt worden ist, bei dem verbleibende Verbrennungsmotorzylinder arbeiten.
In 422 bestimmt das Verfahren 400 ein Muster von Zylindern, die bei dem Drehmomentverhältnis bei maximaler Zündverzögerung arbeiten, auf Basis der Anzahl der Zylinder, die bei maximaler Zündverzögerung arbeiten. Falls zum Beispiel der Verbrennungsmotor ein Vierzylinder-Verbrennungsmotor ist und zwei Zylinder mit maximaler Zündverzögerung arbeiten sollen, können die Zylinder 1 und 4 zum Betrieb mit maximaler Zündverzögerung ausgewählt werden, wobei die Verbrennungsmotorzündfolge 1-3-4-2 ist. In diesem Beispiel werden die Zylinder so ausgewählt, dass die Zylinder, die nicht mit maximaler Zündverzögerung arbeiten, ausgeglichen zündende Zylinder sind (z. B. gibt es eine gleiche Anzahl von Kurbelwellengraden zwischen Zündereignissen (z. B. Verbrennungsereignissen) in den Zylindern, die nicht bei maximaler Zündverzögerung arbeiten). Empirisch bestimmte Zylinderzündmuster zum Betreiben von Zylindern bei maximaler Zündverzögerung können im Speicher gespeichert werden und auf Basis der Gesamtzylinderanzahl und der Anzahl von Zylindern, die bei maximaler Zündverzögerung arbeiten, abgerufen werden. Das Verfahren 400 wird mit 424 weitergeführt, nachdem das Zylinderzündmuster bestimmt worden ist.
In 424 betreibt das Verfahren 400 jeden Zylinder in dem in 422 ausgewählten Muster bei dem Drehmomentverhältnis bei maximaler Zündverzögerung (z. B. dem Drehmomentverhältnis bei 360 aus 3). Somit kann ein Teil der Verbrennungsmotorzylinder mit maximaler Zündverzögerung betrieben werden. Das Verfahren 400 wird mit 426 weitergeführt, nachdem die Zylinder begonnen haben, mit dem Drehmomentverhältnis der maximalen Zündverzögerung zu arbeiten.
In 426 betreibt das Verfahren 400 die verbleibenden Verbrennungsmotorzylinder (z. B. die Zylinder, die nicht bei dem Drehmomentverhältnis mit maximaler Zündverzögerung arbeiten) bei dem Drehmomentverhältnis TR_spark, das in 420 bestimmt worden ist. Das vom Verbrennungsmotor erzeugte Drehmoment basiert auf dem von den Zylindern erzeugten, die bei dem Drehmomentverhältnis mit maximaler Zündverzögerung arbeiten, und auf Drehmoment von Zylindern, die bei dem Drehmomentverhältnis TR_spark arbeiten. Das Verfahren 400 geht zum Ende weiter, nachdem die Verbrennungsmotorzylinder, die beim Drehmomentverhältnis TR_spark arbeiten, beginnen, in dem Drehmomentverhältnis TR_spark zu arbeiten.
Auf diese Weise kann ein Teil der Verbrennungsmotorzylinder bei einem Drehmomentverhältnis mit maximaler Zündverzögerung arbeiten, während andere Verbrennungsmotorzylinder mit einem Drehmomentverhältnis arbeiten, das größer als ein Drehmomentverhältnis ist, bei dem die Erzeugung des Verbrennungsmotordrehmoments inkonsistent sein kann. Die Zündzeitpunktsteuerung des Verfahrens 400 kann es dem Verbrennungsmotor ermöglichen, konsistent niedrige Drehmomentpegel bereitzustellen, bei denen der Verbrennungsmotor andernfalls inkonsistentes Drehmoment bereitstellen würde. Indem konsistente Drehmomentpegel bereitgestellt werden, kann das Getriebe geschmeidiger schalten, und Antriebsstrangverschleiß kann reduziert werden. Weiterhin können Zündzeitpunkte vermieden werden, die inkonsistentes Drehmoment bereitstellen können (z. B. weicht das Zylinderdrehmoment vom gewünschten Zylinderdrehmoment um mehr als drei Standardabweichungen ab).
Somit stellt das Verfahren aus 4 ein Verfahren bereit, das Folgendes umfasst: Betreiben einer ersten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern bei einem ersten gegenüber einem Zündzeitpunkt der minimalen Vorzündung für bestes Drehmoment verzögerten Zündzeitpunkt als Reaktion auf eine Schaltanforderung; und Betreiben einer zweiten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern zu einem zweiten gegenüber dem Zündzeitpunkt der minimalen Vorzündung für bestes Drehmoment verzögerten Zündzeitpunkt als Reaktion auf eine Schaltanforderung, wobei der zweite Zündzeitpunkt sich vom ersten Zündzeitpunkt unterscheidet. Das Verfahren umfasst weiterhin das Auswählen eines Zylindermusters zum Betreiben von Zylindern in der ersten Gruppe der Verbrennungsmotorzylinder in einer ausgeglichenen Zündfolge. Das Verfahren beinhaltet, dass die Zylinder in der ersten Zylindergruppe mehr Drehmoment als die Zylinder in der zweiten Zylindergruppe bereitstellen.
In einigen Beispielen beinhaltet das Verfahren, dass die zweite Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern auf Basis eines gewünschten Drehmomentverhältnisses ausgewählt wird. Das Verfahren beinhaltet auch, dass die erste Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern bei einem Drehmomentverhältnis betrieben wird, das auf einer Anzahl der Verbrennungsmotorzylinder basiert, die in der zweiten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern arbeiten. Das Verfahren beinhaltet, dass das von der ersten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern erzeugte Drehmoment um weniger als drei Standardabweichungen von einem gewünschten Drehmoment der ersten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern abweicht. Es sei allerdings angemerkt, dass eine Anzahl von Standardabweichungen größer oder kleiner als drei ausgewählt werden kann. Das Verfahren beinhaltet auch, dass das von der zweiten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern erzeugte Drehmoment um weniger als drei Standardabweichungen von einem gewünschten Drehmoment der zweiten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern abweicht.
Das Verfahren aus 4 stellt auch ein Verfahren bereit, das Folgendes umfasst:, In einem ersten Modus, Bereitstellen einer Reduzierung des Verbrennungsmotordrehmoments als Reaktion auf eine Anforderung eines Schaltvorgangs über das im Wesentlichen gleiche Verzögern von Zündzeitpunkten in allen Verbrennungsmotorzylindern; und in einem zweiten Modus Bereitstellen der Reduzierung des Verbrennungsmotordrehmoments über das Betreiben einer ersten Zylindergruppe bei einem ersten Drehmomentverhältnis und einer zweiten Zylindergruppe bei einem zweiten Drehmomentverhältnis. Das Verfahren beinhaltet, dass der Zündzeitpunkt beim ersten Drehmomentverhältnis dem Zündzeitpunkt beim zweiten Drehmomentverhältnis vorausgeht. Das Verfahren beinhaltet, dass die zweite Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern auf Basis eines gewünschten Drehmomentverhältnisses ausgewählt wird.
Zusätzlich beinhaltet das Verfahren, dass die erste Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern bei einem Drehmomentverhältnis betrieben wird, das auf einer Anzahl der Verbrennungsmotorzylinder basiert, die in der zweiten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern arbeiten. Das Verfahren beinhaltet, dass das von der ersten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern erzeugte Drehmoment um weniger als drei Standardabweichungen von einem gewünschten Drehmoment der ersten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern abweicht. Das Verfahren beinhaltet, dass die Reduzierung des Verbrennungsmotordrehmoments als Reaktion auf eine Anforderung eines Schaltvorgangs erfolgt. Das Verfahren beinhaltet, dass Zylinder in der ersten Zylindergruppe mit einer ausgeglichenen Zündfolge arbeiten.
Das Verfahren aus 4 stellt auch Verfahren bereit, das Folgendes umfasst: Betreiben einer ersten Zylindergruppe bei einem ersten Zündzeitpunkt, wobei der erste Zündzeitpunkt gegenüber einem Zündzeitpunkt verzögert ist, der inkonsistentes Drehmoment bereitstellt; und Betreiben einer zweiten Zylindergruppe bei einem zweiten Zündzeitpunkt, wobei der zweite Zündzeitpunkt einem Zündzeitpunkt vorausgeht ist, der inkonsistentes Drehmoment bereitstellt. Das Verfahren umfasst weiterhin das Vermeiden eines Zündzeitpunkts, der inkonsistentes Drehmoment bereitstellt. Das Verfahren umfasst weiterhin das Bestimmen einer Anzahl von Zylindern für die zweite Zylindergruppe auf Basis eines gleichförmigen Drehmomentverhältnisses der oberen Zündgrenze. Das Verfahren umfasst weiterhin das Bestimmen der Anzahl von Zylindern für die zweite Zylindergruppe auf Basis eines Drehmomentverhältnisses für maximale Zündverzögerung. Das Verfahren umfasst weiterhin das Betreiben der zweiten Zylindergruppe bei einem Drehmomentverhältnis, das auf einem Drehmomentverhältnis für maximale Zündverzögerung basiert. Das Verfahren beinhaltet, dass das Drehmomentverhältnis weiterhin auf einer Anzahl von Zylindern basiert, die mit maximaler Verzögerung arbeiten.
Jetzt mit Bezug auf 5: Es wird ein Diagramm eines beispielhaften Ablaufs eines Schaltvorgangs gezeigt. Der Ablauf aus 5 kann durch das System aus den 1 und 2 und das Verfahren aus 4 bereitgestellt werden. Vertikale Linien zu den Zeitpunkten T1–T4 stellen Zeitpunkte dar, die beim Ablauf von besonderem Interesse sind. Jedes der Diagramme stellt den gleichen Zeitraum wie die anderen Diagramme dar. In diesem Beispiel ist der Verbrennungsmotor ein Vierzylinder-Verbrennungsmotor.
Das erste Diagramm von oben in 5 ist ein Diagramm des Zustands der Anforderung eines Schaltvorgangs über der Zeit. Ein Schaltvorgang wird angefordert, wenn sich die Linie des Schaltzustands auf einem höheren Pegel, auf Höhe des Pfeils der y-Achse befindet. Die y-Achse stellt den Schaltzustand dar. Ein Schaltvorgang wird angefordert, wenn sich der Schaltzustand auf einem höheren Pegel befindet. Ein Schaltvorgang wird nicht angefordert, wenn sich der Schaltzustand auf einem niedrigeren Pegel befindet. Die x-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit verläuft von der linken Seite des Diagramms zur rechten Seite des Diagramms.
Das zweite Diagramm von oben in 5 ist ein Diagramm des Elektromotor- oder DISG-Drehmoments über der Zeit. Die y-Achse stellt das Elektromotordrehmoment dar, und die x-Achse stellt die Zeit dar. Das Elektromotordrehmoment ist positiv, wenn die Linie über der x-Achse liegt, und das Elektromotordrehmoment ist negativ (z. B. Generatormodus), wenn die Linie unter der x-Achse liegt. Das Elektromotordrehmoment erhöht sich, wenn die Linie sich von der x-Achse in positive oder negative Richtungen entfernt.
Das dritte Diagramm von oben in 5 ist ein Diagramm des Verbrennungsmotordrehmoments über der Zeit. Die y-Achse stellt das Verbrennungsmotordrehmoment dar, und das Verbrennungsmotordrehmoment erhöht sich in Richtung des y-Achsenpfeils. Die x-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit verläuft von links nach rechts.
Das vierte Diagramm von oben in 5 ist ein Diagramm des Getriebe-Eingangswellendrehmoments über der Zeit. Die y-Achse stellt das Getriebe-Eingangswellendrehmoment dar, und das Getriebe-Eingangswellendrehmoment erhöht sich in Richtung des y-Achsenpfeils. Die x-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit verläuft von links nach rechts. Das Getriebe-Eingangswellendrehmoment kann eine Kombination aus Verbrennungsmotordrehmoment und DISG-Drehmoment sein.
Das fünfte Diagramm von oben in 5 ist ein Diagramm einer Anzahl von Verbrennungsmotorzylindern, die bei einem Drehmomentverhältnis der maximalen Zündverzögerung arbeiten, über der Zeit. Die y-Achse stellt eine Anzahl von Verbrennungsmotorzylindern dar, die bei dem Drehmoment der maximalen Zündverzögerung arbeiten. Die Anzahl von Verbrennungsmotorzylindern wird entlang der y-Achse gezeigt. Die x-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit verläuft von links nach rechts.
Zum Zeitpunkt T0 findet kein Schaltvorgang statt, und das Elektromotordrehmoment ist null. Das Elektromotordrehmoment kann null sein, wenn der Verbrennungsmotor die einzige Quelle für Antriebsstrangdrehmoment ist. Zusätzlich ist das Verbrennungsmotordrehmoment auf einem niedrigeren Pegel. Das Getriebe-Eingangswellendrehmoment ist ebenfalls auf einem niedrigeren Pegel, und kein Zylinder arbeitet bei dem Drehmomentverhältnis mit maximaler Zündverzögerung.
Zu einem Zeitpunkt T1 wird die Schaltanforderung festgestellt, und der Elektromotor beginnt, dem Antriebsstrang negatives Drehmoment zuzuführen, um das Herabsetzen des Getriebe-Eingangswellendrehmoments während des Gangschaltvorgangs zu unterstützen. Das Verbrennungsmotordrehmoment wird über das Verzögern der Zündung in jedem Zylinder ebenfalls um einen gleichen Betrag reduziert. Somit wird das Getriebe-Eingangswellendrehmoment über Verbrennungsmotorzündzeitsteuerung und das Betreiben des DISG im Generatormodus reduziert. Der DISG kann das Reduzieren von Antriebsstrangdrehmoment unterstützen, falls der DISG Leistungsfähigkeit zum Reduzieren von Antriebsstrangdrehmoment aufweist. Die Anzahl von Zylindern, die beim Drehmomentverhältnis mit maximaler Zündverzögerung arbeiten, ist null, weil der DISG und die Verbrennungsmotorzylinder, die mit einer gleichen Zündverzögerung arbeiten, das Getriebe-Eingangswellendrehmoment auf einen gewünschten Pegel reduzieren können.
Zum Zeitpunkt T2 geht der Zustand der Schaltanforderung in einen niedrigen Pegel über, um anzugeben, dass der Schaltvorgang abgeschlossen ist. Das Elektromotordrehmoment kehrt auf null zurück, und das Verbrennungsmotordrehmoment erhöht sich, weil die Zündung als Reaktion darauf, dass der Schaltvorgang abgeschlossen ist, vorauseilt. Das Getriebe-Eingangswellendrehmoment erhöht sich ebenfalls, und die Anzahl von Zylindern, die bei dem Drehmomentverhältnis mit maximaler Zündverzögerung arbeiten, bleibt null.
Zum Zeitpunkt T3 geht der Schaltzustand in einen höheren Pegel über, um einen Schaltvorgang anzufordern. Der Elektromotor wird nicht als Generator betrieben, weil der Elektromotor unter den gegenwärtigen Betriebsbedingungen möglicherweise nicht als ein Generator arbeitet. Das Verbrennungsmotordrehmoment und das Getriebe-Eingangswellendrehmoment werden über den Betrieb von Verbrennungsmotorzylindern bei einem Drehmomentverhältnis mit maximaler Zündverzögerung reduziert. In diesem Beispiel werden zwei Zylinder bei einem Drehmomentverhältnis mit maximaler Zündverzögerung betrieben, und die anderen beiden Zylinder werden bei einem Drehmomentverhältnis von TR_spark wie im Verfahren 400 beschrieben betrieben. Indem der Verbrennungsmotor mit Zylindern bei zwei unterschiedlichen Drehmomentverhältnissen betrieben wird, bei denen die Drehmomenterzeugung des Verbrennungsmotors konsistent ist, kann es möglich sein, die Getriebekomponentenverschlechterung zu reduzieren und das Getriebeschaltgefühl zu verbessern.
Zum Zeitpunkt T4 geht der Zustand der Schaltanforderung in einen niedrigen Pegel über, um anzugeben, dass der Gangschaltvorgang abgeschlossen ist. Das Elektromotordrehmoment kehrt auf null zurück, und das Verbrennungsmotordrehmoment erhöht sich, weil die Zündung als Reaktion darauf, dass der Schaltvorgang abgeschlossen ist, voreilt. Das Getriebe-Eingangswellendrehmoment erhöht sich ebenfalls, und die Anzahl von Zylindern, die bei dem Drehmomentverhältnis mit maximaler Zündverzögerung arbeiten, bleibt null.
Auf diese Weise kann das Getriebe-Eingangswellendrehmoment reduziert werden, indem das Verbrennungsmotordrehmoment reduziert wird oder indem das Verbrennungsmotordrehmoment reduziert und der DISG in einem Generatormodus betrieben wird. Weiterhin kann das Verbrennungsmotordrehmoment reduziert werden, indem zwei unterschiedliche Zylindergruppen bei zwei unterschiedlichen Zündverzögerungswerten zum MBT-Zündzeitpunkt betrieben werden.
Wie für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand liegt, können die in 4 beschriebenen Verfahren eine oder mehrere von irgendeiner Anzahl Verarbeitungsstrategien darstellen, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und ähnliche. Somit können verschiedene veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht notwendigerweise die hier beschriebenen Aufgaben, Merkmale und Vorteile erreichen, sondern ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung angegeben. Obgleich dies nicht explizit dargestellt wird, liegt für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass einer oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen wiederholt durchgeführt werden können, abhängig von der jeweils verwendeten Strategie. Ferner können die beschriebenen Aktionen, Operationen, Verfahren und/oder Funktionen Code grafisch darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Verbrennungsmotorsteuersystem programmiert werden soll.
Dies schließt die Beschreibung ab. Ihre Lektüre durch den Fachmann würde viele Änderungen und Modifikationen erkennen lassen, ohne den Gedanken und den Schutzbereich der Beschreibung zu verlassen. Zum Beispiel könnten I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder mit alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.
Bezugszeichenliste

402: BETRIEBSBEDINGUNGEN VERBRENNUNGSMOTOR UND ELEKTROMOTOR BESTIMMEN
404: SCHALTVORGANG ANGEFORDERT?
406: GEWÜNSCHTES VERBRENNUNGSMOTOR-TR UND GLEICHFÖRMIGES TR DER OBEREN ZÜNDGRENZE BESTIMMEN
408: GETRIEBE-EINGANGSWELLENDREHMOMENT-REDUZIERUNG > LEISTUNGSFÄHIGKEIT ELEKTROMOTOR?
410: GETRIEBE-EINGANGSWELLENDREHMOMENT ÜBER ELEKTROMOTOR UND DURCH BEREITSTELLEN VON ZÜNDVERZÖGERUNG KONSISTENT ÜBER ALLE VERBRENNUNGSMOTORZYLINDER REDUZIEREN
412: GEWÜNSCHTES TR < GLEICHFÖRMIGES TR DER OBEREN ZÜNDGRENZE?
416: TR FÜR MAXIMALE ZÜNDVERZÖGERUNG FÜR GEGENWÄRTIGE BETRIEBSBEDINGUNGEN BESTIMMEN
418: ANZAHL VON ZYLINDERN BEI MAXIMALER VERZÖGERUNG BESTIMMEN
420: DREHMOMENTVERHÄLTNIS FÜR ZYLINDER BESTIMMEN, DIE NICHT BEI MAXIMALER VERZÖGERUNG ARBEITEN
422: ZYLINDERMUSTER FÜR ZYLINDER BESTIMMEN, DIE BEI MAXIMALER VERZÖGERUNG ARBEITEN
424: MAXIMALE ZÜNDVERZÖGERUNG FÜR ZYLINDER IM MUSTER LIEFERN
426: ZÜNDUNG LIEFERN, UM BESTIMMTES DREHMOMENTVERHÄLTNIS IN DEN NICHT IM MUSTER BEFINDLICHEN ZYLINDERN BEREITZUSTELLEN
414: ZÜNDVERZÖGERUNG KONSISTENT ÜBER ALLE VERBRENNUNGSMOTORZYLINDER BEREITSTELLEN, UM DAS GEWÜNSCHTE DREHMOMENTVERHÄLTNIS BEREITZUSTELLEN

Claims

Verfahren, das Folgendes umfasst: Betreiben einer ersten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern bei einem ersten gegenüber dem Zündzeitpunkt der minimalen Vorzündung für bestes Drehmoment verzögerten Zündzeitpunkt als Reaktion auf eine Gangwechselanforderung; und Betreiben einer zweiten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern bei einem zweiten gegenüber dem Zündzeitpunkt der minimalen Vorzündung für bestes Drehmoment verzögerten Zündzeitpunkt als Reaktion auf eine Gangwechselanforderung, wobei sich der zweite Zündzeitpunkt vom ersten Zündzeitpunkt unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin Auswählen eines Zylindermusters zum Betreiben von Zylindern in der ersten Gruppe der Verbrennungsmotorzylinder in einer ausgeglichenen Zündfolge umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Zylinder in der ersten Zylindergruppe mehr Drehmoment als die Zylinder in der zweiten Zylindergruppe bereitstellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweite Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern auf Basis eines gewünschten Drehmomentverhältnisses ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die erste Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern bei einem Drehmomentverhältnis betrieben wird, das auf einer Anzahl der Verbrennungsmotorzylinder basiert, die in der zweiten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern arbeiten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das von der ersten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern erzeugte Drehmoment um weniger als drei Standardabweichungen von einem gewünschten Drehmoment der ersten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern abweicht.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das von der zweiten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern erzeugte Drehmoment um weniger als drei Standardabweichungen von einem gewünschten Drehmoment der zweiten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern abweicht.
Verfahren, das Folgendes umfasst: In einem ersten Modus Bereitstelleneiner Reduzierung des Verbrennungsmotordrehmoments als Reaktion auf eine Anforderung eines Schaltvorgangs über das im Wesentlichen gleiche Verzögern von Zündzeitpunkten in allen Verbrennungsmotorzylindern; und in einem zweiten Modus Bereitstellen der Reduzierung des Verbrennungsmotordrehmoments über das Betreiben einer ersten Zylindergruppe bei einem ersten Drehmomentverhältnis und einer zweiten Zylindergruppe bei einem zweiten Drehmomentverhältnis.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Zündzeitpunkt beim ersten Drehmomentverhältnis dem Zündzeitpunkt beim zweiten Drehmomentverhältnis vorausgeht.
Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei die zweite Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern auf Basis eines gewünschten Drehmomentverhältnisses ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die erste Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern bei einem Drehmomentverhältnis betrieben wird, das auf einer Anzahl der Verbrennungsmotorzylinder basiert, die in der zweiten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern arbeiten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das von der ersten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern erzeugte Drehmoment um weniger als drei Standardabweichungen von einem gewünschten Drehmoment der ersten Gruppe von Verbrennungsmotorzylindern abweicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Reduzierung des Verbrennungsmotordrehmoments als Reaktion auf eine Anforderung eines Schaltvorgangs erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei Zylinder in der ersten Zylindergruppe mit einer ausgeglichenen Zündfolge arbeiten.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Betreiben einer ersten Zylindergruppe zu einem ersten Zündzeitpunkt, wobei der erste Zündzeitpunkt gegenüber einem Zündzeitpunkt verzögert ist, der inkonsistentes Drehmoment bereitstellt; und Betreiben einer zweiten Zylindergruppe zu einem zweiten Zündzeitpunkt, wobei der zweite Zündzeitpunkt einem Zündzeitpunkt vorausgeht, der inkonsistentes Drehmoment bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin Vermeiden eines Zündzeitpunkts umfasst, der inkonsistentes Drehmoment bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 15 oder Anspruch 16 das weiterhin Bestimmen einer Anzahl von Zylindern für die zweite Zylindergruppe auf Basis eines gleichförmigen Drehmomentverhältnisses der oberen Zündgrenze umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17 das weiterhin Bestimmen der Anzahl von Zylindern für die zweite Zylindergruppe auf Basis eines Drehmomentverhältnisses für maximale Zündverzögerung umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 18, das weiterhin Betreiben der zweiten Zylindergruppe bei einem Drehmomentverhältnis umfasst, das auf einem Drehmomentverhältnis für maximale Zündverzögerung basiert.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Drehmomentverhältnis weiterhin auf einer Anzahl von Zylindern basiert, die mit maximaler Verzögerung arbeiten.