DE102015213218A1

DE102015213218A1 - Systeme und Verfahren zur Steuerung eines Motor-Neustarts bei Verzögerung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102015213218A1
Application number: DE102015213218.8A
Authority: DE
Inventors: Akihiro Kuno; Masaaki Okabe
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2014-07-17
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2016-01-21
Anticipated expiration: 2035-07-16
Also published as: DE102015213218B4; JP2016023558A; JP6350058B2

Abstract

In einem Motorsteuerungssystem 10, umfassend einen mit einer Kurbelwelle eines Motors 20 gekoppelten Elektromotor 22, einen Drehzahlsensor 14, der dazu ausgebildet ist, eine Motordrehzahl des Motors 20 zu erfassen, und ein bei Verzögerung arbeitendes Start-Stopp-System 12, wird der Elektromotor 22 zum Antrieb des Motors 20 betätigt, wenn das bei Verzögerung arbeitende Start-Stopp-System 12 eine Motorneustartanforderung während eines Abfalls der Motordrehzahl ausgibt, wenn bestimmt wird, dass die Motordrehzahl gleich oder kleiner als eine erste vorbestimmte Motordrehzahl ist (Schritt S25), nachdem bestimmt worden ist, dass sich der Motor 20 möglicherweise nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus bewegen wird.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme und Verfahren zur Steuerung eines Motor-Neustarts bei Verzögerung eines Fahrzeugs.
[Stand der Technik]
Stopp-Start-Systeme stoppen oder schalten einen Motor aus, wenn alle erforderlichen Voraussetzungen erfüllt sind, und starten den Motor erneut wenn alle erforderlichen Voraussetzungen während des Stillstands des Motors erfüllt sind. Dabei ist ein gewisses Drehmoment erforderlich, um für ein besseres Fahrverhalten, einen sanften Neustart des Motors zu bieten.
Ein sanfter Motor-Neustart wird erreicht, indem einem Elektromotor ein Kommando gegeben wird, dem Motor ein Drehmoment zu liefern, wenn ein Motor-Neustart während eines Rückgangs der Motordrehzahl, bei Verzögerung des Fahrzeugs durch Bremsen, angefordert wird. Wenn dabei der Elektromotor dem Motor ein Drehmoment zu einem Zeitpunkt liefert, zu dem ein Kolben innerhalb eines Zylinders unmittelbar vor dem oberen Totpunkt der Verdichtung steht, muss der Elektromotor ein Drehmoment erzeugen, dass so hoch oder höher als notwendig ist, um den Motor aus einem Stillstand zu drehen, da nun eine Verdichtung der im Zylinder eingeschlossenen Restgase notwendig ist.
Wird somit ein zur Bewegung eines Kolbens über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus erforderliches Drehmoment größer als ein vom Elektromotor erzeugbares Drehmoment wird, ist zu befürchten, dass Halbleiterelemente innerhalb des Elektromotors Hitze erzeugen, dass der Energieverbrauch höher als notwendig wird und dass die Startzeit des Motors verlängert wird.
Als Ansatz zur Verbesserung der Verlässlichkeit des Motorstarts ist aus der JP 2006-46279 A (Patentliteratur 1) bekannt, einen Anlasser zum Starten des Fahrzeugs anzusteuern, wenn auf der Grundlage einer Temperatur eines Motor/Generators und der Temperatur eines Umrichters bestimmt wird, dass ein Anlaufdrehmoment des Motor/Generators zum Starten des Motors unzureichend ist.
[Vorheriger Stand der Technik]
[Patentliteratur]

Patentliteratur 1: JP 2006-46279 A

[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technische Aufgabe]
Um im Hinblick auf das Abtriebsdrehmoment zum Neustart eines Motors, einen Motor zu aktivieren, dessen Kolben innerhalb eines Zylinders unmittelbar vor dem oberen Totpunkt der Verdichtung steht, wird jedoch ein Anlaufdrehmoment gebraucht, dass höher als notwendig ist, um den Motor aus dem Stillstand zu drehen. Die Bestimmung, ob ein Motor-Neustart möglich ist oder nicht, nur auf die Erfassung der Temperatur eines Motor/Generators und die Temperatur eines Umrichters zu stützen, wie in der Patentliteratur 1 vorgeschlagen, reicht nicht aus und kann dazu führen, dass ein Motorstart anhand eines Motor/Generators misslingt.
Folglich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zur Steuerung eines Motor-Neustarts bei Verzögerung eines Fahrzeugs anzugeben, mit dem der Motor beim Starten anhand eines Elektromotors sanft gestartet wird.
[Lösung der Aufgabe]
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Steuerung eines Motor-Neustarts bei Verzögerung eines Fahrzeugs geliefert. Das System umfasst: einen Elektromotor (22), der mit dem Motor (20) gekoppelt ist; und eine Steuerung (11), die dazu ausgebildet ist, in Reaktion auf eine Motorneustartanforderung bei Abfallen der Motordrehzahl in Folge eines durch die Verzögerung des Fahrzeugs begonnenen Motorautostopps, den Elektromotor dazu zu veranlassen, dem Motor zum Starten des Motors (20) ein Drehmoment zu liefern, bei Bestimmung, dass die Motordrehzahl gleich oder kleiner als die erste vorbestimmte Motordrehzahl ist, nachdem bestimmt worden ist, dass der Motor (20) sich möglicherweise nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung bewegen wird, selbst wenn der Elektromotor dem Motor Drehmoment zur Verfügung stellen kann.
[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein sanftes Starten eines Motors anhand eines Elektromotors ermöglicht.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einer Funktion zum Motor-Neustart bei Verzögerung.
2 ist ein Ablaufdiagramm der Motor-Neustart-Steuerung gemäß einer ersten Ausführungsform.
3A und 3B sind Zeitverlaufsdiagramme der in dem Ablaufdiagramm der 2 dargestellten Motor-Neustart-Steuerung.
4 ist ein Ablaufdiagramm einer Motor-Neustart-Steuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
5A, 5B und 5C sind Zeitverlaufsdiagramme der in dem Ablaufdiagramm der 4 dargestellten Motor-Neustart-Steuerung.
6 ist ein Ablaufdiagramm einer Motor-Neustart-Steuerung gemäß einer dritten Ausführungsform.
[Beschreibung der Ausführungsformen]
In der Folge wird bezugnehmend auf die 1 bis 3 eine erste Ausführungsform beschrieben.
Die 1 stellt ein Fahrzeug 10 mit einer Funktion zum Neustart eines Motors bei Verzögerung dar.
Das Fahrzeug 10 umfasst einen Motor 20, einen Elektromotor 22, eine Steuerung 11, ein bei Verzögerung arbeitendes Start-Stopp-System 12, ein Kurbelwellenpositionssensor 13 und ein Motordrehzahlsensor 14.
Wie in 1 gezeigt sind das bei Verzögerung arbeitende Start-Stopp-System 12, der Kurbelwellenpositionssensor 13 und der Motordrehzahlsensor 14 mit der Steuerung 11 verbunden. Des Weiteren sind eine Batterie 16, der Motor 20 und der Elektromotor 22 mit der Steuerung 11 verbunden. Der Elektromotor 22 ist mit einer Kurbelwelle des Motors 20 gekoppelt.
Die Batterie 16 versorgt die Steuerung 11, den Motor 20 und den Elektromotor 22 direkt und das bei Verzögerung arbeitende Start-Stopp-System 12, den Kurbelwellenpositionssensor 13 und den Motordrehzahlsensor 14 indirekt über die Steuerung 11 mit Energie.
Obwohl es sich hier um einen Gleichstrommotor (DC) handelt, kann der Elektromotor 22 anstatt des Gleichstrommotors auch ein Wechselstrommotor (AC) sein. Wenn jedoch ein Wechselstrommotor verwendet wird, ist ein Umrichter angeordnet, so dass die Batterie 16 den Wechselstrommotor über den Umrichter mit Wechselstrom versorgt.
Die Steuerung 11 steuert den Motor 20 und den Elektromotor 22 in Reaktion auf Signale des Kurbelwellenpositionssensors 13 und des Motordrehzahlsensors 14. Der Motor 20 treibt Reifen 30 an.
Wenn das Fahrzeug durch Betätigung des Bremspedals verzögert wird und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter eine vorbestimmte Geschwindigkeit (zum Beispiel 9 km/h) oder tiefer fällt, sendet das bei Verzögerung arbeitende Start-Stopp-System 12 der Steuerung 11 eine Motorautostoppanforderung bei Verzögerung.
Die Steuerung 11 ist dazu programmiert, beim Empfang der Motorautostoppanforderung vom bei Verzögerung arbeitenden Start-Stopp-System 12, in Reaktion auf eine Motorautostoppanforderung, die Kraftstoffeinspritzung oder Kraftstoffzündung oder beide im Motor 20 zu verhindern.
Besteht eine Neustartanforderung des Motors 20, so sendet das bei Verzögerung arbeitende Start-Stopp-System 12 der Steuerung 11 eine Motorneustartanforderung. Das bei Verzögerung arbeitende Start-Stopp-System 12 sendet der Steuerung 11 eine solche Motorneustartanforderung zum Beispiel beim Loslassen des Bremspedals.
Der Kurbelwellenpositionssensor 13 überwacht die Position der Kurbelwelle, anhand des Kriteriums des Kurbelwinkels der Kurbelwelle gegenüber dem oberen Totpunkt. Der Motordrehzahlsensor 14 misst die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle, die als Drehzahl des Motors 20 ausgegeben wird.
Die Steuerung 11 umfasst einen, nicht gezeigten, nichtflüchtigen Datenspeicher. Der Speicher speichert eine erste vorbestimmte Motordrehzahl Ne*, eine zweite vorbestimmte Motordrehzahl Ne und eine dritte vorbestimmte Motordrehzahl Ne1; einen ersten vorbestimmten Kurbelwinkel θ1 und einen zweiten vorbestimmten Kurbelwinkel θ2; und eine vorbestimmte Abnahmegeschwindigkeit Ned* mit der die Motordrehzahl abnimmt. Die Steuerung 11 verwendet diese gespeicherten Daten je nach Bedarf durch Ausführung eines Auslesevorgangs. Die Steuerung 11 ist mit einem Algorithmus 100 programmiert. Die Steuerung 11 führt den Algorithmus 100 aus, um die Neustartsteuerung des Motors 20 nach Einleitung eines Motorautostopps bei Verzögerung des Fahrzeugs 10 bereitzustellen.
Das Ablaufdiagramm der 2 stellt den Algorithmus 100 dar.
Bezugnehmend auf 2, beginnt der Algorithmus 100 mit dem Schritt S21, bei dem die Steuerung 11 bestimmt, ob ein Motorautostopp bei Verzögerung in Betrieb ist. Bei der Feststellung, dass das Fahrzeug durch Betätigung des Bremspedals verzögert wird, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter eine vorbestimmte Geschwindigkeit oder tiefer fällt, sendet das bei Verzögerung arbeitende Start-Stopp-System 12 der Steuerung 11 eine Motorautostoppanforderung. Die Steuerung 11 bestimmt, ob der Motorautostopp bei Verzögerung in Betrieb ist.
Wenn der Motorautostopp bei Verzögerung in Betrieb ist, stoppt die Steuerung den Verbrennungsvorgang im Motor 20, indem sie eine Kraftstoffeinspritzung und/oder eine Kraftstoffzündung zu dem Motor 20 unterbindet, um den Motorautostopp durchzuführen.
Wenn im Schritt S21 der Motorautostopp bei Verzögerung in Betrieb ist (JA), geht der Algorithmus 100 zum Schritt S22 weiter. Im Schritt S22 bestimmt die Steuerung 11, ob eine Motorneustartanforderung besteht. Das bei Verzögerung arbeitende Start-Stopp-System 12 sendet der Steuerung 11 eine solche Motorneustartanforderung zum Beispiel beim Loslassen des Bremspedals. In diesem Fall bestimmt die Steuerung 11, dass eine Motorneustartanforderung vorliegt.
Wenn im Schritt S21 der Motorautostoppvorgang bei Verzögerung nicht in Betrieb ist (NEIN), oder wenn im Schritt S22 keine Motorneustartanforderung vorliegt (NEIN), endet der Algorithmus 100, da eine Bestimmung, ob der Elektromotor 22 ein Drehmoment liefern sollte nicht notwendig ist.
Wenn im Schritt S22 eine Motorneustartanforderung besteht (JA), geht der Algorithmus 100 zum Schritt S23 weiter. Im Schritt S23 bestimmt die Steuerung 11, ob die vom Motordrehzahlsensor 14 erfasste Motordrehzahl Ne zwischen der dritten vorbestimmten Motordrehzahl Ne1 und der zweiten vorbestimmten Motordrehzahl Ne2 liegt.
Die dritte vorbestimmte Motordrehzahl Ne1 und die zweite vorbestimmte Motordrehzahl Ne2 sind bei Verzögerung auftretende niedrige Motordrehzahlen und die dritte Motordrehzahl Ne1 ist kleiner als die zweite Motordrehzahl Ne2.
Wenn im Schritt S23, die erfasste Motordrehzahl Ne nicht zwischen der dritten Motordrehzahl Ne1 und der zweiten Motordrehzahl Ne2 liegt (NEIN), geht der Algorithmus 100 zum Schritt S26 weiter. Im Schritt S26, veranlasst die Steuerung 11 den Elektromotor 22 dazu, dem Motor 20 ein Drehmoment zu liefern, so dass der Motor 20 mit einer vorbestimmten Drehzahl gedreht wird und der Motor 20 durch Kraftstoffeinspritzung erneut gestartet wird.
Wenn die erfasste Motordrehzahl Ne nicht zwischen der dritten Motordrehzahl Ne1 und der zweiten Motordrehzahl Ne2 liegt, kann eine einfache Lieferung eines Drehmoments des Elektromotors 22 an den Motor 20 eine Bewegung des Kolbens des Motors 20 über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus verursachen. Folglich veranlasst die Steuerung 11 im Schritt S26 den Elektromotor 22 dazu, dem Motor 20 ein Drehmoment zu liefern.
Wenn im Schritt S23 bestimmt wird, dass die erfasste Motordrehzahl Ne größer als die dritte Motordrehzahl Ne1 und niedriger als die zweite Motordrehzahl Ne2 ist (JA), geht der Algorithmus 100 zum Schritt S25 weiter. Im Schritt S25 bestimmt die Steuerung 11, ob die erfasste Motordrehzahl Ne weniger oder gleich der ersten vorbestimmten Drehzahl Ne* ist.
Wenn die erfasste Motordrehzahl Ne zwischen der dritten Motordrehzahl Ne1 und der zweiten Motordrehzahl Ne2 liegt, ist es schwierig für den Kolben des Motors 20 sich über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinauszubewegen, indem nur der Elektromotor 22 dazu veranlasst wird, Drehmoment an den Motor 20 zu liefern. Eine einfache Drehmomentlieferung vom Elektromotor 22 an den Motor 20, kann jedoch dann zur Bewegung des Kolben des Motors 20 über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus ausreichen, wenn die erfasste Motordrehzahl Ne weniger als die erste Motordrehzahl Ne* wird, die niedriger als Ne1 ist. In diesem Fall kann sich der Kolben des Motors 20 über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus bewegen.
Demnach ist die erste Motordrehzahl Ne* eine Motordrehzahl, die weniger als die dritte Motordrehzahl Ne1 ist und kann als Kriterium zur Bestimmung, dass der Motor 20 zum völligen Stillstand gekommen ist oder zur Voraussage, dass der Motor 20 zum völligen Stillstand kommen wird, betrachtet werden. Unter der ersten Motordrehzahl Ne* liegen alle Motordrehzahlen von 0 bis 100 U/min.
Wenn im Schritt S25, die erfasste Motordrehzahl Ne größer als die erste Motordrehzahl Ne* ist (NEIN), bleibt der Algorithmus im Schritt S25. Die Aufgabe des Schritts S25 wird solange wiederholt, bis bestimmt wird, dass die Motordrehzahl Ne kleiner als die erste Motordrehzahl Ne* wird.
Wenn im Schritt S25 die erfasste Drehzahl Ne kleiner oder gleich der ersten Motordrehzahl Ne* ist (JA), geht der Algorithmus 100 zum Schritt S26 weiter. Im Schritt S26 veranlasst die Steuerung 11 den Elektromotor 22 dazu, dem Motor 20 ein Drehmoment zu liefern, so dass der Motor 20 mit einer vorbestimmten Drehzahl gedreht wird und der Motor 20 durch Kraftstoffeinspritzung erneut gestartet wird.
Zu diesem Zeitpunkt endet der Algorithmus 100.
Die 3A und 3B stellen Veränderungen der Drehzahl Ne und Veränderungen des vom Elektromotor 22 erzeugten Drehmoments dar, die während der Ausführung des im Ablaufdiagramm der 2 dargestellten Algorithmus 100 zum erneuten Starten des Motors bei Verzögerung auftreten.
3A zeigt Veränderungen der Motordrehzahl Ne bei Verzögerung des Fahrzeugs durch Betätigung des Bremspedals bis zum Zeitpunkt T1. Die Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt ab und wird zum Zeitpunkt T0 gleich oder weniger als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit (zum Beispiel, 9 km/h). Insbesondere ist die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt T0 gleich oder weniger als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt. Zu diesem Zeitpunkt geht der Algorithmus 100 vom Schritt S21 zum Schritt S22 in 2 weiter.
Da, wie in 3A gezeigt, zum Zeitpunkt T0 ein Motorautostopp, eingeleitet wird, fällt die Motordrehzahl danach ab.
Ein Loslassen des Bremspedals zum Zeitpunkt T1 während des Abfallens der Motordrehzahl, veranlasst das bei Verzögerung arbeitende Start-Stopp-System 12 dazu, der Steuerung 11 eine Motorneustartanforderung zu schicken. Die Steuerung 11 erhält eine solche Motorneustartanforderung. An dieser Stelle geht der Algorithmus 100 vom Schritt S22 zum Schritt S23 in 2 weiter.
Zum Zeitpunkt T1 ist die Motordrehzahl Ne kleiner als die zweite Motordrehzahl Ne2, aber größer als die dritte Motordrehzahl Ne1. Demzufolge geht der Algorithmus 100 an dieser Stelle vom Schritt S23 zum Schritt S25 in 2 weiter.
Zum Zeitpunkt T1, besteht die Problematik, dass der Kolben des Motors 20 nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus gehen könnte, selbst wenn der Elektromotor 22 in der Lage wäre dem Motor 20 ein Drehmoment zu liefern, so dass ein weiterer Abfall der Motordrehzahl Ne zu erwarten ist. Der Algorithmus 100 bleibt beim Schritt S25 in 2.
Zum Zeitpunkt T2 fährt die Motordrehzahl Ne unter die dritte Motordrehzahl Ne1 bis zur ersten Motordrehzahl Ne* herunter. An dieser Stelle geht der Algorithmus vom Schritt S25 zum Schritt S26 in 2 weiter.
Zum Zeitpunkt T2 veranlasst die Steuerung 11 den Elektromotor 22 dazu, dem Motor 20 ein Drehmoment mit dem Level EIN zu liefern. Dadurch wird der Motor 20 neu gestartet, so dass die Motordrehzahl Ne unmittelbar nach dem Zeitpunkt T2 zunimmt. Auf diese Weise kann der Motor 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform neu gestartet werden bevor er zum völligen Stillstand kommt.
Bezugnehmend auf 4 wird in der Folge die zweite Ausführungsform beschrieben. Die zweite Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform, unterscheidet sich aber von der ersten Ausführungsform dadurch, dass ein neuer Schritt S24 zwischen den Schritt S23 und S25 eingefügt wird.
Das Ablaufdiagramm der 4 zeigt den Algorithmus 200. Der Algorithmus 200 umfasst die Schritte S21 bis S23 des in 2 gezeigten Algorithmus 100, sowie die Schritte S25 und S26 des Algorithmus 100. Folglich wird hier auf eine Beschreibung dieser Schritte verzichtet.
Das Ablaufdiagramm der 4 entspricht im Wesentlichen dem Ablaufdiagramm der 2 und der Algorithmus 200 beginnt, wie der Algorithmus 100, mit dem Schritt S21 und geht zum Schritt S23 weiter. Wenn im Schritt S23 bestimmt wird, dass die erfasste Motordrehzahl Ne größer als die dritte Motordrehzahl Ne1 und kleiner als die zweite Motordrehzahl Ne2 ist (JA), geht der Algorithmus 200 zum Schritt S24 weiter.
Im Schritt S24 bestimmt die Steuerung 11, ob der vom Kurbelwellenpositionssensor 13 erfasste Kurbelwinkel θ zwischen einem ersten vorbestimmten Kurbelwinkel θ1 und einem zweiten vorbestimmten Kurbelwinkel θ2 liegt.
Der erste vorbestimmte Kurbelwinkel θ1 ist ein bestimmter Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt der Verdichtung, d. h. ein Winkel zwischen 30° und 40° vor dem oberen Totpunkt der Verdichtung. Des Weiteren ist der zweite Kurbelwinkel θ2 ein Kurbelwinkel der den oberen Totpunkt der Verdichtung darstellt.
Da der Kolben des Motors 20 einen Verdichtungstakt ausführt, wenn der erfasste Kurbelwinkel θ größer als der erste Kurbelwinkel θ1 aber kleiner als der zweite Kurbelwinkel θ2 ist, könnte es sein, dass sich der Kolben des Motors 20 nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus bewegt, selbst wenn der Elektromotor 22 in der Lage wäre dem Motor 20 ein Drehmoment zu liefern.
Wenn also im Schritt S24 der erfasste Kurbelwinkel θ größer als der erste Kurbelwinkel θ1 aber kleiner als der zweite Kurbelwinkel θ2 ist (JA), geht der Algorithmus 200 zum Schritt S25 weiter. Im Schritt S25 bestimmt die Steuerung 11, ob die erfasste Motordrehzahl Ne kleiner oder gleich der ersten vorbestimmten Motordrehzahl Ne* ist.
Wenn im Schritt S25 die erfasste Motordrehzahl Ne kleiner oder gleich der ersten Motordrehzahl Ne* ist (JA), geht der Algorithmus 200 zum Schritt S26 weiter. Im Schritt S26 veranlasst die Steuerung 11 den Elektromotor 22 dazu, dem Motor 20 ein Drehmoment zu liefern, so dass der Motor 20 mit einer vorbestimmten Drehzahl gedreht wird und der Motor 20 durch Kraftstoffeinspritzung erneut gestartet wird.
Wenn im Schritt S24 der erfasste Kurbelwinkel θ nicht zwischen dem ersten Kurbelwinkel θ1 und dem zweiten Kurbelwinkel θ2 liegt (NEIN), geht der Algorithmus 200 zum Schritt S26 weiter. Im Schritt S26 veranlasst die Steuerung 11 den Elektromotor 22 dazu, dem Motor 20 ein Drehmoment zu liefern, so dass der Motor 20 mit einer vorbestimmten Drehzahl gedreht wird und der Motor 20 durch Kraftstoffeinspritzung erneut gestartet wird.
An dieser Stelle endet der Algorithmus 200.
Die 5A, 5B und 5C stellen Veränderungen der Drehzahl Ne, Veränderungen des Kurbelwinkels θ und Veränderungen des vom Elektromotor 22 erzeugten Drehmoments dar, die während der Ausführung des im Ablaufdiagramm der 4 dargestellten Algorithmus 200 zum erneuten Starten des Motors bei Verzögerung auftreten.
Die in 5A und 5B dargestellten Veränderungen der Motordrehzahl Ne und des Drehmoments sind mit den in 3A und 3B gezeigten Veränderungen der Motordrehzahl Ne und des Drehmoments identisch. Die 5 stellt ein Beispiel einer Veränderung eines Kurbelwinkels θ dar, die in 3 nicht gezeigt ist. Das Ablaufdiagramm der 4 berücksichtigt den Kurbelwinkel θ beim Abgeben eines Drehmoments durch den Elektromotor 22.
5A zeigt Veränderungen der Motordrehzahl Ne bei Verzögerung des Fahrzeugs durch Betätigung des Bremspedals bis zum Zeitpunkt T1. Die Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt ab und wird zum Zeitpunkt T0 gleich oder weniger als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit (zum Beispiel, 9 km/h). Insbesondere ist die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt T0 gleich oder weniger als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt. Zu diesem Zeitpunkt geht der Algorithmus 200 vom Schritt S21 zum Schritt S22 in 4 weiter.
Da, wie in 3A gezeigt, zum Zeitpunkt T0 ein Motorautostopp eingeleitet wird, fällt die Motordrehzahl danach ab.
Ein Loslassen des Bremspedals zum Zeitpunkt T1 während des Abfallens der Motordrehzahl, veranlasst das bei Verzögerung arbeitende Start-Stopp-System 12 dazu, der Steuerung 11 eine Motorneustartanforderung zu schicken. Die Steuerung 11 erhält eine solche Motorneustartanforderung. An dieser Stelle geht der Algorithmus 200 vom Schritt S22 zum Schritt S23 in 4 weiter.
Zum Zeitpunkt T1 ist die Motordrehzahl Ne kleiner als die zweite Motordrehzahl Ne2, aber größer als die dritte Motordrehzahl Ne1. Demzufolge geht der Algorithmus 200 zum Zeitpunkt T1 vom Schritt S23 zum Schritt S24 in 4 weiter.
In diesem Beispiel ist der Kurbelwinkel θ zum Zeitpunkt T1 kleiner als der zweite Kurbelwinkel θ2, aber größer als der erste Kurbelwinkel θ1.
Somit könnte es sein, dass sich der Kolben des Motors 20 zum Zeitpunkt T1 nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus bewegt, selbst wenn der Elektromotor 22 in der Lage wäre dem Motor 20 ein Drehmoment zu liefern. Zu diesem Zeitpunkt geht der Algorithmus 200 vom Schritt S24 zum Schritt S25 weiter.
Obwohl der Kurbelwinkel θ zum Zeitpunkt T2 weiterhin zwischen dem zweiten Kurbelwinkel θ2 und dem ersten Kurbelwinkel θ1 liegt, fährt die Motordrehzahl Ne unter die dritte Motordrehzahl Ne1 bis zur ersten Motordrehzahl Ne* herunter.
Zu diesem Zeitpunkt geht der Algorithmus 200 vom Schritt S25 zum Schritt S26 in 4 weiter.
Zum Zeitpunkt T2 veranlasst die Steuerung 11 den Elektromotor 22 dazu, dem Motor 20 ein Drehmoment mit dem Level EIN zu liefern. Dadurch wird der Motor 20 neu gestartet, so dass die Motordrehzahl Ne unmittelbar nach dem Zeitpunkt T2 zunimmt. Auf diese Weise kann der Motor 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform neu gestartet werden bevor er zum völligen Stillstand kommt.
Bezugnehmend auf 6 wird in der Folge die dritte Ausführungsform beschrieben. Die dritte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform, unterscheidet sich aber von der ersten Ausführungsform dadurch, dass ein neuer Schritt S64 zwischen den Schritt S23 und S25 eingefügt wird.
Das Ablaufdiagramm der 6 zeigt den Algorithmus 300. Der Algorithmus 300 umfasst die Schritte S21 bis S23 des in 2 gezeigten Algorithmus 100, sowie die Schritte S25 und S26 des Algorithmus 100. Folglich wird hier auf eine Beschreibung dieser Schritte verzichtet.
Das Ablaufdiagramm der 6 entspricht im Wesentlichen dem Ablaufdiagramm der 2 und der Algorithmus 300 beginnt, wie der Algorithmus 100, mit dem Schritt S21 und geht zum Schritt S23 weiter. Wenn im Schritt S23 bestimmt wird, dass die erfasste Motordrehzahl Ne größer als die dritte Motordrehzahl Ne1 und kleiner als die zweite Motordrehzahl Ne2 ist (JA), geht der Algorithmus 300 zum Schritt S64 weiter.
Im Schritt S64 errechnet die Steuerung 11 eine Abnahmegeschwindigkeit Ned, mit der die Motordrehzahl von einer vom Motordrehzahlsensor 14 erfassten Motordrehzahl in vorbestimmten regelmäßigen Abständen abnimmt, liest eine vorbestimmte Abnahmegeschwindigkeit Ned* aus dem Speicher der Steuerung 11 aus und bestimmt, ob Ned kleiner als Ned* ist.
Da die Abnahmegeschwindigkeit unzureichend ist, wenn die Abnahmegeschwindigkeit Ned, mit der die Motordrehzahl abnimmt, kleiner als die vorbestimmte Abnahmegeschwindigkeit Ned* ist, könnte es sein, dass der Kolben des Motors 20 sich nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus bewegt, selbst wenn der Elektromotor 22 in der Lage wäre, dem Motor 20 zu diesem Zeitpunkt ein Drehmoment zu liefern.
Wenn also im Schritt S64 die Abnahmegeschwindigkeit Ned, mit der die Motordrehzahl abnimmt, kleiner als die vorbestimmte Abnahmegeschwindigkeit Ned* ist, geht der Algorithmus 300 weiter zum Schritt S25. Im Schritt S25 bestimmt die Steuerung 11, ob die erfasste Drehzahl Ne kleiner oder gleich der ersten vorbestimmten Motordrehzahl Ne* ist.
Wenn im Schritt S25 die erfasste Motordrehzahl Ne kleiner oder gleich der ersten Motordrehzahl Ne* ist (JA), geht der Algorithmus 200 weiter zum Schritt S26. Im Schritt S26 veranlasst die Steuerung 11 den Elektromotor 22 dazu, dem Motor 20 ein Drehmoment zu liefern, so dass der Motor 20 mit einer vorbestimmten Drehzahl gedreht wird und der Motor 20 durch Kraftstoffeinspritzung erneut gestartet wird.
Wenn im Schritt S64 die Abnahmegeschwindigkeit Ned, mit der die Motordrehzahl abnimmt, gleich oder größer als die vorbestimmte Abnahmegeschwindigkeit Ned* ist (NEIN), geht der Algorithmus 300 zum Schritt S26 weiter. Im Schritt S26 veranlasst die Steuerung 11 den Elektromotor 22 dazu, dem Motor 20 ein Drehmoment zu liefern, so dass der Motor 20 mit einer vorbestimmten Drehzahl gedreht wird und der Motor 20 durch Kraftstoffeinspritzung erneut gestartet wird.
An diese Stelle endet der Algorithmus 300.
Die vorliegend beschriebene Ausführungsform fokussierte auf den Kurbelwinkel θ eines Zylinders als Kurbelwinkel θ. Im Falle eines Dreizylindermotors zum Beispiel wird für jeden Zylinder während zweier Drehungen der Kurbelwelle bestimmt, ob der Elektromotor 22 Drehmoment liefern kann und wenn bestimmt wird, dass alle drei Zylinder dem Elektromotor 22 erlauben ein Drehmoment zu liefern, veranlasst die Steuerung 11 den Elektromotor 22 dazu, ein Drehmoment zu liefern.
Die vorliegend beschriebene erste Ausführungsform kann dadurch gekennzeichnet sein, dass sie folgendes umfasst: einen Elektromotor 22, der mit dem Motor 20 gekoppelt ist; und eine Steuerung 11, die dazu ausgebildet ist, in Reaktion auf eine Motorneustartanforderung bei Abfallen der Motordrehzahl in Folge eines durch die Verzögerung des Fahrzeugs begonnenen Motorautostopps, den Elektromotor 22 dazu zu veranlassen, dem Motor 20 Drehmoment zum Starten des Motors 20 zu liefern, bei Bestimmung, dass die Motordrehzahl gleich oder kleiner als die erste vorbestimmte Motordrehzahl Ne* ist, nachdem bestimmt worden ist, das der Motor 20 sich möglicherweise nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung bewegen wird, selbst wenn der Elektromotor 22 dem Motor 20 Drehmoment zur Verfügung stellen kann.
Gemäß diesem Merkmal wird der Motor 20 neu gestartet, indem dem Motor 20 mittels des Elektromotors 22 ein Drehmoment geliefert wird, wenn bestimmt wird, dass die Motordrehzahl gleich oder kleiner als die erste vorbestimmte Motordrehzahl Ne* ist, nachdem bestimmt worden ist, dass sich der Motor 20 möglicherweise nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus bewegen wird, selbst wenn der Elektromotor 22 dem Motor 20 Drehmoment zur Verfügung stellen kann. Dadurch wird eine Überhitzung des Elektromotors 22 beim erneuten Starten des Motors 20, Stromverluste seitens der Batterie 16 und eine Verlängerung der zum erneuten Starten des Motors 20 erforderlichen Zeit vermieden.
Eine Bestimmung, dass sich der Motor möglicherweise nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus bewegen wird, ist möglich, wenn die Motordrehzahl des Motors 20 geringer ist als die zweite vorbestimmte Motordrehzahl, die größer als die erste vorbestimmte Motordrehzahl ist, da sich der Zylinder im Verdichtungstakt befindet.
Dies ermöglicht es, anhand der Motordrehzahl ein Versagen des Motorneustarts zu bestimmen, der für den Motor 20 erforderlich ist, um sich über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus zu bewegen.
Obwohl mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist es für den Fachmann verständlich, dass Modifikationen durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Sämtliche solche Modifikationen und Äquivalente sind als von den folgenden Ansprüchen umfasst zu betrachten.
Bezugszeichenliste

10: Fahrzeug
11: Steuerung
12: bei Verzögerung arbeitendes Start-Stopp-System
13: Kurbelwellenpositionssensor
14: Drehzahlsensor
16: Batterie
20: Motor
22: Elektromotor
30: Reifen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006-46279 A [0005]

Claims

System zur Steuerung eines Neustarts eines Motors (20) bei Verzögerung eines Fahrzeugs, umfassend einen Elektromotor (22), der mit dem Motor (20) gekoppelt ist; und eine Steuerung (11), die dazu ausgebildet ist, in Reaktion auf eine Motorneustartanforderung bei Abfallen der Motordrehzahl in Folge eines durch die Verzögerung des Fahrzeugs begonnenen Motorautostopps, den Elektromotor (22) bei Bestimmung, dass die Motordrehzahl (Ne) gleich oder kleiner als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist, dazu zu veranlassen, dem Motor (20) Drehmoment zum Starten des Motors (20) zu liefern, nachdem bestimmt worden ist, dass der Motor (20) sich möglicherweise nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung bewegen wird, selbst wenn der Elektromotor (22) dem Motor (20) Drehmoment zur Verfügung stellen kann.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (11) bestimmt, dass sich der Motor (20) möglicherweise nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus bewegen wird, selbst wenn der Elektromotor (22) dem Motor (20) ein Drehmoment zur Verfügung stellen kann, wenn die Motordrehzahl unter eine zweite vorbestimmte Motordrehzahl (Ne2) fällt, die größer als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist, und sich ein Kolben im Verdichtungstakt befindet.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (11) bestimmt, dass sich der Motor (20) möglicherweise nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus bewegen wird, selbst wenn der Elektromotor (22) dem Motor (20) ein Drehmoment zur Verfügung stellen kann, wenn die Motordrehzahl (Ne) unter eine zweite vorbestimmte Motordrehzahl (Ne2) fällt, die größer als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist, und größer als eine dritte vorbestimmte Motordrehzahl (Ne1) bleibt, die kleiner als die zweite vorbestimmte Motordrehzahl (Ne2), aber höher als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (11) bestimmt, dass sich der Motor (20) möglicherweise nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus bewegen wird, selbst wenn der Elektromotor (22) dem Motor (20) ein Drehmoment zur Verfügung stellen kann, wenn die Motordrehzahl (Ne) unter eine zweite vorbestimmte Motordrehzahl (Ne2) fällt, die größer als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist, und größer als eine dritte vorbestimmte Motordrehzahl (Ne1) bleibt, die kleiner als die zweite vorbestimmte Motordrehzahl (Ne2), aber höher als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist, und ein Kurbelwinkel (θ) des Motors (20) in einem Bereich zwischen einem ersten Kurbelwinkel (θ1) vor dem oberen Totpunkt der Verdichtung und einem zweiten Kurbelwinkel (θ2), der dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts entspricht, liegt.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (11) bestimmt, dass sich der Motor (20) möglicherweise nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus bewegen wird, selbst wenn der Elektromotor (22) dem Motor (20) ein Drehmoment zur Verfügung stellen kann, wenn die Motordrehzahl (Ne) unter eine zweite vorbestimmte Motordrehzahl (Ne2) fällt, die größer als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist, und größer als eine dritte vorbestimmte Motordrehzahl (Ne1) bleibt, die kleiner als die zweite vorbestimmte Motordrehzahl (Ne2), aber höher als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist, und eine Abnahmegeschwindigkeit (Ned) mit der die Motordrehzahl (Ne) abnimmt, langsamer als eine vorbestimmte Abnahmegeschwindigkeit (Ned*) ist.
Verfahren zur Steuerung eines Neustarts eines Motors (20) bei Verzögerung eines Fahrzeugs, umfassend: Koppeln eines Elektromotors (22) mit dem Motor (20); und in Reaktion auf eine Motorneustartanforderung bei Abfallen der Motordrehzahl in Folge eines durch die Verzögerung des Fahrzeugs begonnenen Motorautostoppvorgangs, den Elektromotor (22) bei Bestimmung, dass die Motordrehzahl (Ne) gleich oder kleiner als eine erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist, dazu zu veranlassen, dem Motor (20) Drehmoment zum Starten des Motors (20) zu liefern, nachdem bestimmt worden ist, dass der Motor (20) sich möglicherweise nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung bewegen wird, selbst wenn der Elektromotor (22) dem Motor (20) Drehmoment zur Verfügung stellen kann.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Bestimmung, dass sich der Motor (20) möglicherweise nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus bewegen wird, selbst wenn der Elektromotor (22) dem Motor (20) ein Drehmoment zur Verfügung stellen kann, erfolgt, wenn die Motordrehzahl (Ne) unter eine zweite vorbestimmte Motordrehzahl (Ne2) fällt, die größer als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist, und sich ein Kolben im Verdichtungstakt befindet.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Bestimmung, dass sich der Motor (20) möglicherweise nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus bewegen wird, selbst wenn der Elektromotor (22) dem Motor (20) ein Drehmoment zur Verfügung stellen kann, erfolgt, wenn die Motordrehzahl (Ne) unter eine zweite vorbestimmte Motordrehzahl (Ne2) fällt, die größer als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist, und größer als eine dritte vorbestimmte Motordrehzahl (Ne1) bleibt, die kleiner als die zweite vorbestimmte Motordrehzahl (Ne2), aber höher als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Bestimmung, dass sich der Motor (20) möglicherweise nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus bewegen wird, selbst wenn der Elektromotor (22) dem Motor (20) ein Drehmoment zur Verfügung stellen kann, erfolgt, wenn die Motordrehzahl (Ne) unter eine zweite vorbestimmte Motordrehzahl (Ne2) fällt, die größer als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist, und größer als eine dritte vorbestimmte Motordrehzahl (Ne1) bleibt, die kleiner als die zweite vorbestimmte Motordrehzahl (Ne2), aber höher als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist, und ein Kurbelwinkel (θ) des Motors (20) in einem Bereich zwischen einem ersten Kurbelwinkel (θ1) vor dem oberen Totpunkt der Verdichtung und einem zweiten Kurbelwinkel (θ2), der dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts entspricht, liegt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Bestimmung, dass sich der Motor (20) möglicherweise nicht über den oberen Totpunkt der Verdichtung hinaus bewegen wird, selbst wenn der Elektromotor (22) dem Motor (20) ein Drehmoment zur Verfügung stellen kann, dann stattfindet, wenn die Motordrehzahl (Ne) unter eine zweite vorbestimmte Motordrehzahl (Ne2) fällt, die größer als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist, aber größer als eine dritte vorbestimmte Motordrehzahl (Ne1) bleibt, die kleiner als die zweite vorbestimmte Motordrehzahl (Ne2), aber höher als die erste vorbestimmte Motordrehzahl (Ne*) ist, und eine Abnahmegeschwindigkeit (Ned), mit der die Motordrehzahl (Ne) abnimmt, langsamer als eine vorbestimmte Abnahmegeschwindigkeit (Ned*) ist.