DE102017114037A1 - Verfahren und system zur drehmomentsteuerung - Google Patents

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Thomas G. Leone
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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Verringern von Drehmomentschwankungen beim Abschalten und Wiederanlassen von Hybridverbrennungsmotoren bereitgestellt. Ein Ventilbetätigungsmechanismus kann betätigt werden, um einen Verbrennungsmotor bei Verbrennungsmotorwiederanlass- und -abschaltungsereignissen mit einem ausgewählten Ventilhubprofil zu betreiben, das sich von dem Ventilhubprofil unterscheidet, das während der Zylinderverbrennung angewendet wird. Mit dem ausgewählten Ventilhubprofil wird Zylinderdruck während des Abschaltens und Wiederanlassens eines Verbrennungsmotors verringert.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern von Ventilhubprofilen, um Drehmomentschwankungen während des Kurbelns und Abschaltens eines Verbrennungsmotors zu verringern.
  • Hintergrund/Kurzdarstellung
  • Es wurden Fahrzeuge entwickelt, um einen Verbrennungsmotorstopp bei Leerlaufbedingungen durchzuführen, wenn spezifische Bedingungen erfüllt werden und dann den Verbrennungsmotor automatisch wiederanzulassen, wenn Bedingungen für ein Wiederanlassen des Verbrennungsmotors erfüllt werden (auch als Start-/Stopp-Systeme bezeichnet). Derartige Leerlaufabschaltungssysteme ermöglichen Kraftstoffeinsparungen, verringerte Abgasemissionen, verringerte Fahrzeuggeräusche und Ähnliches. Gleichermaßen betreiben Hybridelektrofahrzeugsysteme ein Fahrzeug bei ausgewählten Bedingungen über einen Verbrennungsmotor und bei anderen Bedingungen über einen elektrischen Motor. Die Verringerung hinsichtlich der Betriebszeit des Verbrennungsmotors ermöglicht erhebliche Kraftstoffeinsparungen.
  • Jedoch kann es in derartigen Fahrzeugsystemen während des Wiederanlassens des Verbrennungsmotors, wenn der Verbrennungsmotor gekurbelt wird sowie während Abschaltungen des Verbrennungsmotors, wenn der Verbrennungsmotor in den Ruhezustand ausläuft, zu großen Drehmomentschwankungen kommen. Die Drehmomentschwankungen können Verdichtungs-/Expansionsarbeit in einzelnen Zylindern geschuldet sein. Zusätzlich macht das Kurbeln des Verbrennungsmotors ein beträchtliches Drehmoment und eine beträchtliche Leistung erforderlich, um die Spitzendrücke zu überwinden, teilweise da der Verbrennungsmotor im Vergleich zu höheren Verbrennungsmotordrehzahlen nicht viel Rotationsträgheit aufweist. Um die NVH und Probleme hinsichtlich der Leistung des Verbrennungsmotors zu verringern, die mit derartigen Drehmomentschwankungen verknüpft sind, wurden verschiedene Ansätze entwickelt, um das effektive Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors bei Verbrennungsmotoranlass- und -abschaltungsereignissen zu verringern.
  • Ein beispielhafter Ansatz wird von Gibson et al. in US 8,352,153 gezeigt. Darin wird die Zeitvorgabe für die Einlassventilschließung (IVC) während des Abschaltens eines Verbrennungsmotors und/oder während des Wiederanlassens für einen Zylinder verzögert, wobei die Kraftstoffversorgung während des Wiederanlassens wiederaufgenommen wird. Durch die resultierende Verzögerung hinsichtlich des Beginns der Verdichtung wird der maximale Zylinderdruck verringert, wodurch die Leistung verringert wird, die benötigt wird, um den Zylinderdruck zu überwinden und außerdem die zugehörige Drehmomentschwankung verringert wird. Ein anderes Beispiel wird von Gibson in US 8,412,443 gezeigt. Darin kann eine Luftladung während des Abschaltens eines Verbrennungsmotors über eine Drossel oder eine alternative Ladungssteuervorrichtung gesteuert werden, sodass sie nicht ein Niveau überschreitet, welches zu einem Verdichtungsdrehmoment führt, das den Verbrennungsmotor vor einem Wiederanlassen stoppen kann. In noch weiteren Beispielen, wie etwa in Hybridfahrzeugsystemen, kann Reserveleistung während des Abschaltens eines Verbrennungsmotors gespeichert werden, um die Drehmomentschwankungen während des anschließenden Kurbelns zu überwinden.
  • Die Erfinder haben hierin jedoch mögliche Probleme bei derartigen Systemen erkannt. Als ein Beispiel wird durch die Verwendung von Reserveleistung, um Drehmomentschwankungen beim Kurbeln des Verbrennungsmotors zu überwinden, die gesamte Leistung verringert, die für Fahrzeugräder verfügbar ist. Von daher werden dadurch die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit und die maximale Leistung verringert, die erreicht werden können, bevor der Verbrennungsmotor gestartet werden muss. Aufgrund der eingeschränkten Leistungsfähigkeit des elektrischen Motors kann der Verbrennungsmotor häufiger wiederangelassen werden, wie etwa bei niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeiten und einem niedrigeren Fahrerbedarf, was zu einem Abfall der Kraftstoffeffizienz führt. Als ein anderes Beispiel kann es sogar mit einem Niveau für die Luftladung, das während des Abschaltens eingestellt wird, aufgrund eines Wiederanlassens des Verbrennungsmotors wegen einer Umentscheidung des Fahrers zu auffälligen und störenden NVH kommen. Wenn der Verbrennungsmotor weiterläuft, um die NVH bei einem Wiederanlassen des Verbrennungsmotors wegen einer Umentscheidung zu verringern, kann die verringerte Frequenz des Abschaltens des Verbrennungsmotors zu einem Abfall der Kraftstoffeffizienz führen. Als noch ein anderes Beispiel sind die Anlassmotoren, die üblicherweise verwendet werden, um Probleme hinsichtlich des Drehmoments in Start-/Stopp-Systemen anzugehen, größer, schwerer und teurer, was zu den Komponentenkosten, der Komplexität und dem Kraftstoffverbrauch hinzukommt.
  • In einem Beispiel können die zuvor beschriebenen Probleme mit einem Verfahren angegangen werden, das Folgendes umfasst: als Reaktion auf ein Hybridverbrennungsmotorabschaltungs- oder -wiederanlassereignis in einem Hybridfahrzeug, Betätigen eines Nockenstellers, während des Drosselns oder Anziehens eines Verbrennungsmotors, um eines oder beide eines Einlassventils und eines Auslassventils gemäß einem eingestellten Ventilhubprofil zu betreiben, das sich von einem nicht eingestellten Ventilhubprofil unterscheidet, das während der Zylinderverbrennung verwendet wird, wobei das eingestellte Ventilhubprofil einen niedrigeren Zylinderverdichtungsdruck ermöglicht als das nicht eingestellte Ventilhubprofil; und Auswählen des eingestellten Profils auf Grundlage eines Ladestatus einer Energiespeichervorrichtung. Das Hybridverbrennungsmotorabschaltungs- oder -wiederanlassereignis in dem Hybridfahrzeug kann automatisch ohne eine Eingabe von dem Fahrer und ohne eine Änderung hinsichtlich des Fahrzeugstatus oder eines Schlüsselstatus eintreten. Auf diese Art und Weise können vorteilhafterweise einzigartige Ventilhubprofile verwendet werden, um den Zylinderdruck zu verringern und Drehmomentschwankungen bei Verbrennungsmotorabschaltungs- und -wiederanlassereignissen zu minimieren.
  • Als ein Beispiel kann während eines Drossel- oder Anziehereignisses eines Verbrennungsmotors in einem Hybridfahrzeugsystem (wie etwa, wenn sich ein Hybridfahrzeug bewegt und der Verbrennungsmotor abgeschaltet bzw. wiederangelassen wird, während das Fahrzeug weiter angetrieben wird) ein ausgewähltes Ventilhubprofil für eines oder mehrere des Einlassventils und des Auslassventils angewendet werden. Das ausgewählte Ventilhubprofil kann sich von einem Standardventilhubprofil unterscheiden, das während der Zylinderverbrennung angewendet wird und zusätzlich zu diesem oder anstelle davon angewendet werden. Das ausgewählte Ventilhubprofil kann in jedem Verbrennungsmotorzylinder während des Verbrennungsmotorwiederanlass-/abschaltungsereignisses über eines oder mehrere von Nockenprofilumschaltmechanismen, elektromagnetischen Ventilaktoren, elektrohydraulischen Ventilaktoren usw. umgesetzt werden. In einem Beispiel kann das ausgewählte Ventilhubprofil ein erstes Profil sein, das ein zusätzliches Auslassventilereignis während eines Verdichtungstakts (zusätzlich zu einem Ausstoßtaktauslassventilereignis) und ein zusätzliches Einlassventilereignis während eines Arbeitstakts (zusätzlich zu einem Ansaugtakteinlassventilereignis) liefert. In einem anderen Beispiel kann das ausgewählte Ventilhubprofil ein zweites Profil sein, das ein oder mehrere Ventile in jedem Zylinder mit einem konstanten Hub bei allen Takten eines Verbrennungsmotorzyklus offen hält, wobei der konstante Hub kleiner ist als ein Spitzenhub, der während des Standardventilhubprofils angewendet wird. In noch einem anderen Beispiel kann das ausgewählte Ventilhubprofil ein drittes Profil sein, welches das eine oder die mehreren Ventile in jedem Zylinder mit einem schwankenden Hub bei allen Takten eines Verbrennungsmotorzyklus offen hält, wobei der schwankende Hub eine Spitze in der Mitte jedes Takts aufweist, wobei der Spitzenhub kleiner ist als der Spitzenhub, der während des Standardventilhubprofils angewendet wird. In noch einem weiteren Beispiel kann das ausgewählte Ventilhubprofil ein viertes Profil mit einem schwankenden Hub sein, der bei UT-Positionen nicht verringert wird. Eine Steuerung kann während des Verbrennungsmotorwiederanlass-/-abschaltungsereignisses auf Grundlage von einem oder mehreren Parametern, wie etwa einem Ladestatus einer Energiespeichervorrichtung (einer Energiespeichervorrichtung, die an einen Elektromotor des Hybridfahrzeugsystems gekoppelt ist), Einschränkungen im Hinblick auf Verbrennungsmotordrehmomentaktoren (z. B. Position der Ansaugdrossel), Abstand vom Kolben zum Ventil usw. zwischen den unterschiedlichen Profilen auswählen. Darüber hinaus können für Verbrennungsmotorabschaltungsereignisse in Bezug auf Verbrennungsmotorwiederanlassereignisse unterschiedliche Profile ausgewählt werden. Zum Beispiel kann, wenn der Abstand vom Kolben zum Ventil kleiner ist, das vierte Ventilhubprofil ausgewählt werden. Als ein anderes Beispiel kann, wenn der Ladestatus der Energiespeichervorrichtung niedriger ist, eines der anderen alternativen Ventilhubprofile ausgewählt werden.
  • In einem alternativen Beispiel kann das Verbrennungsmotorsystem lediglich mit zwei Ventilhubprofilen betrieben werden, einschließend ein Standardventilhubprofil, das während der regulären Zylinderverbrennung angewendet wird plus ein alternatives Profil für Verbrennungsmotorabschaltungs- und -wiederanlassereignisse. Hierin kann das alternative zu verwendende Profil auf Grundlage von Problemen hinsichtlich der Konstruktion des Aktors und anderen Einschränkungen vorausgewählt werden. Die Steuerung wählt lediglich aus, wann das Standardventilhubprofil (z. B. normal) verwendet werden soll und wann das alternative Ventilhubprofil verwendet werden soll. Dadurch werden die Steuerkomplexität und Komponentenanforderungen des Verbrennungsmotorsystems verringert.
  • Auf diese Art und Weise kann der Zylinderdruck während des Kurbelns des Verbrennungsmotors und des Abschaltens des Verbrennungsmotors verringert werden, wodurch Drehmomentschwankungen und zugehörige NVH verringert werden. Ein anderer technischer Effekt der Verringerung des Zylinderdrucks während eines Wiederanlassens liegt darin, dass die Leistung, die erforderlich ist, um den Zylinderdruck zu überwinden, verringert wird, wodurch ein größerer Teil der Reserveleistung eines Fahrzeugs für das Raddrehmoment angewendet werden kann. Von daher wird dadurch die Frequenz von Anziehereignissen eines Verbrennungsmotors in einem Hybridfahrzeug verringert. Indem ein sanfteres Abschalten und Wiederanlassen ermöglicht wird, werden NVH, die mit einem Wiederanlassen wegen einer Umentscheidung des Fahrers verknüpft sind, verringert, und ein Hybridfahrzeug kann für längere Zeit bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor „segeln“ (oder gleiten). Folglich wird die Kraftstoffeffizienz verbessert. Indem auf ein oder mehrere alternative Ventilhubprofile gesetzt wird, um den Zylinderdruck während der Anziehereignisse eines Verbrennungsmotors zu verringern, kann ein sanfteres Kurbeln erreicht werden, während auf einen kleineren, leichteren und kostengünstigeren Anlassmotor gesetzt wird. Insgesamt kann die Qualität und Wiederholbarkeit des Abschaltens und Wiederanlassens eines Verbrennungsmotors deutlich verbessert werden, während außerdem die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verbessert wird.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um auf vereinfachte Art und Weise eine Auswahl an Konzepten einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weitergehend beschrieben werden. Es ist nicht beabsichtigt, wichtige oder maßgebliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands festzustellen, dessen Umfang einzig in den Patentansprüchen im Anschluss an die ausführliche Beschreibung definiert ist. Zudem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, welche die vorstehenden oder in jedwedem Teil dieser Offenbarung angemerkten Nachteile beheben.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Hybridfahrzeugsystems.
  • 2 zeigt eine Teilansicht des Verbrennungsmotors.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm auf höherer Ebene von einem Beispielverfahren zum Einstellen eines Ventilhubprofils bei Verbrennungsmotordrossel- und Verbrennungsmotoranziehereignissen, um Drehmomentschwankungen zu verringern.
  • 4 zeigt beispielhafte Ventilhubprofile, die bei Verbrennungsmotordrossel- und Verbrennungsmotoranziehereignissen verwendet werden können, im Vergleich zu denjenigen, die während der Zylinderverbrennung verwendet werden.
  • 5 zeigt eine beispielhafte Einstellung des Ventilhubs während des Betriebs eines Hybridfahrzeugs.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Verringern von Drehmomentschwankungen, die während Verbrennungsmotoranlass- und -abschaltungsereignissen in einem Hybridfahrzeugsystem, wie etwa dem Fahrzeugsystem aus 1, eintreten. Das Fahrzeugsystem kann einen Verbrennungsmotor einschließen, der mit einer variablen Ventilhubbetätigung konfiguriert ist, wie in Bezug auf das Verbrennungsmotorsystem aus 2 beschrieben. Eine Steuerung kann konfiguriert sein, um eine Steuerroutine, wie etwa die Beispielroutine aus 3, durchzuführen, um den Verdichtungsdruck des Verbrennungsmotors bei Verbrennungsmotoranzieh- und -drosselereignissen zu senken, um damit verknüpfte Pumpverluste, Drehmomentschwankungen und NVH zu verringern. Beispielhafte Ventilhubprofile, die von der Steuerung verwendet werden können, um den Zylinder zu verringern, werden in Bezug auf 4 gezeigt. Eine beispielhafte Einstellung des Ventilhubs im Verlauf des Fahrzeugbetriebs wird in Bezug auf die 5 gezeigt. Auf diese Art und Weise werden Drehmomentschwankungen beim Wiederanlassen und Abschalten des Verbrennungsmotors verringert.
  • 1 veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeugantriebssystem 100. Das Fahrzeugantriebssystem 100 schließt einen Kraftstoff verbrennenden Verbrennungsmotor 10 und einen Elektromotor 20 ein. Als ein nicht einschränkendes Beispiel umfasst der Verbrennungsmotor 10 einen internen Verbrennungsmotor und der Elektromotor 20 umfasst einen elektrischen Motor. Der Elektromotor 20 kann konfiguriert sein, um eine andere Energiequelle zu verwenden oder zu verbrauchen als der Verbrennungsmotor 10. Zum Beispiel kann der Verbrennungsmotor 10 einen flüssigen Kraftstoff (z. B. Benzin) verbrauchen, um eine Verbrennungsmotorausgabe zu erzeugen, während der Elektromotor 20 elektrische Energie verbrauchen kann, um eine Elektromotorausgabe zu erzeugen. Von daher kann ein Fahrzeug mit einem Antriebssystem 100 als ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) bezeichnet werden. Im Besonderen wird das Antriebssystem 100 hierin als ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) abgebildet.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann in Abhängigkeit von Fahrzeugbetriebsbedingungen in einer Vielzahl unterschiedlicher Modi betrieben werden. Einige dieser Modi können ermöglichen, dass der Verbrennungsmotor 10 in einem abgeschalteten Zustand (oder deaktivierten Zustand) gehalten wird, in dem die Verbrennung von Kraftstoff an dem Verbrennungsmotor unterbrochen wird. Zum Beispiel kann der Elektromotor 20 unter ausgewählten Betriebsbedingungen das Fahrzeug über das Antriebsrad 32 antreiben, während der Verbrennungsmotor 10 deaktiviert ist.
  • Bei anderen Betriebsbedingungen kann der Verbrennungsmotor 10 deaktiviert sein, während der Elektromotor 20 betrieben wird, um die Energiespeichervorrichtung 50 durch regeneratives Bremsen aufzuladen. Darin kann der Elektromotor 20 ein Raddrehmoment von dem Antriebsrad 32 empfangen und die kinetische Energie des Fahrzeugs zum Speichern in der Energiespeichervorrichtung 50 in elektrische Energie umwandeln. Demnach kann der Elektromotor 20 in einigen Ausführungsformen eine Generatorfunktion bereitstellen. Jedoch kann in anderen Ausführungsformen stattdessen eine dedizierte Energieumwandlungsvorrichtung, hierin Generator 60 genannt, ein Raddrehmoment von dem Antriebsrad 32 empfangen und die kinetische Energie des Fahrzeugs zum Speichern in der Energiespeichervorrichtung 50 in elektrische Energie umwandeln. Die Energiespeichervorrichtung 50 kann zum Beispiel eine Systembatterie oder eine Reihe von Batterien sein.
  • Bei weiteren Betriebsbedingungen kann der Verbrennungsmotor 10 betrieben werden, indem Kraftstoff verbrannt wird, der von dem Kraftstoffsystem 40 erhalten wird. Zum Beispiel kann der Verbrennungsmotor 10 betrieben werden, um das Fahrzeug über das Antriebsrad 32 anzutreiben, während der Elektromotor 20 deaktiviert ist. Bei anderen Betriebsbedingungen können sowohl jeweils der Verbrennungsmotor 10 als auch der Elektromotor 20 betrieben werden, um das Fahrzeug über das Antriebsrad 32 anzutreiben. Eine Konfiguration, bei der sowohl der Verbrennungsmotor als auch der Elektromotor selektiv das Fahrzeug antreiben können, kann als ein Fahrzeugantriebssystem vom Paralleltyp bezeichnet werden. Es wird vermerkt, dass der Elektromotor 20 in einigen Ausführungsformen das Fahrzeug über eine erste Reihe von Antriebsrädern antreiben kann und der Verbrennungsmotor 10 das Fahrzeug über eine zweite Reihe von Antriebsrädern antreiben kann.
  • In anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeugantriebssystem 100 als ein Fahrzeugantriebssystem vom Reihentyp konfiguriert sein, wodurch der Verbrennungsmotor die Antriebsräder nicht direkt antreibt. Vielmehr kann der Verbrennungsmotor 10 betrieben werden, um den Elektromotor 20 mit Energie zu versorgen, welcher wiederum über das Antriebsrad 32 das Fahrzeug antreiben kann. Zum Beispiel kann der Verbrennungsmotor 10 bei ausgewählten Betriebsbedingungen den Generator 60 antreiben, welcher wiederum eines oder mehrere von dem Elektromotor 20 oder der Energiespeichervorrichtung 50 mit elektrischer Energie versorgen kann. Als ein anderes Beispiel kann der Verbrennungsmotor 10 betrieben werden, um den Elektromotor 20 anzutreiben, welcher wiederum eine Generatorfunktion bereitstellen kann, um die Verbrennungsmotorausgabe in elektrische Energie umzuwandeln, wobei die elektrische Energie zur späteren Verwendung durch den Elektromotor in der Energiespeichervorrichtung 50 gespeichert werden kann. Das Fahrzeugantriebssystem kann konfiguriert sein, um zwischen zwei oder mehreren der zuvor beschriebenen Betriebsmodi in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen zu wechseln.
  • Das Kraftstoffsystem 40 kann einen oder mehrere Kraftstoffspeichertanks zum Speichern von Kraftstoff in dem Fahrzeug und zum Bereitstellen von Kraftstoff für den Verbrennungsmotor 10 einschließen. Zum Beispiel kann ein Kraftstofftank des Kraftstoffsystems 40 einen oder mehrere flüssige Kraftstoffe, einschließend unter anderem: Benzin, Diesel und Alkoholkraftstoffe, speichern. In einigen Beispielen kann der Kraftstoff in dem Fahrzeug als eine Mischung von zwei oder mehreren unterschiedlichen Kraftstoffen gespeichert werden. Weitere geeignete Kraftstoffe oder Kraftstoffgemische können dem Verbrennungsmotor 10 zugeführt werden, wobei sie in dem Verbrennungsmotor verbrannt werden können, um eine Verbrennungsmotorausgabe zu erzeugen. Die Verbrennungsmotorausgabe kann verwendet werden, um das Fahrzeug anzutreiben und/oder die Energiespeichervorrichtung 50 über den Elektromotor 20 oder den Generator 60 wiederaufzuladen.
  • Das Steuersystem 12 kann mit einem oder mehreren von dem Verbrennungsmotor 10, dem Elektromotor 20, dem Kraftstoffsystem 40, der Energiespeichervorrichtung 50 und dem Generator 60 kommunizieren. Im Besonderen kann das Steuersystem 12 eine Rückkopplung von einem oder mehreren von dem Verbrennungsmotor 10, dem Elektromotor 20, dem Kraftstoffsystem 40, der Energiespeichervorrichtung 50 und dem Generator 60 empfangen und als Reaktion Steuersignale zu einem oder mehreren von ihnen senden. Das Steuersystem 12 kann außerdem eine Anzeige einer von einem Fahrzeugführer angeforderten Ausgabe des Fahrzeugantriebssystems von einem Fahrzeugführer 130 empfangen. Zum Beispiel kann das Steuersystem 12 eine Rückkopplung von dem Pedalpositionssensor 134 empfangen, der mit dem Pedal 132 kommuniziert. Das Pedal 132 kann sich schematisch auf ein Gaspedal (wie gezeigt) oder ein Bremspedal beziehen.
  • Die Energiespeichervorrichtung 50 kann eine(n) oder mehrere Batterien und/oder Kondensatoren einschließen. Die Energiespeichervorrichtung 50 kann konfiguriert sein, um elektrische Energie zu speichern, die anderen elektrischen Verbrauchern zugeführt werden kann, die sich in dem Fahrzeug befinden (mit Ausnahme des Elektromotors), einschließend ein Kabinenheiz- und Klimatisierungssystem (z. B. HVAC-System), ein Verbrennungsmotoranlasssystem (z. B. Anlassmotor), Schweinwerfer, Kabinenaudio- und -videosysteme usw.
  • Die Energiespeichervorrichtung 50 kann periodisch elektrische Energie von einer externen Stromquelle 80 empfangen, die sich nicht in dem Fahrzeug befindet. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Fahrzeugantriebssystem 100 als ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) konfiguriert sein, wodurch elektrische Energie der Energiespeichervorrichtung 50 über ein Übertragungskabel 82 für elektrische Energie von der Stromquelle 80 zugeführt werden kann. Bei einem Wiederaufladebetrieb einer Energiespeichervorrichtung 50 von der Stromquelle 80 kann das elektrische Übertragungskabel 82 die Energiespeichervorrichtung 50 und die Stromquelle 80 elektrisch koppeln. Während das Fahrzeugantriebssystem betrieben wird, um das Fahrzeug anzutreiben, kann das elektrische Übertragungskabel 82 zwischen der Stromquelle 80 und der Energiespeichervorrichtung 50 abgezogen werden. Das Steuersystem 12 kann die Menge an elektrischer Energie, die in der Energiespeichervorrichtung gespeichert ist, hierin als der Ladestatus (SOC) bezeichnet, schätzen und/oder steuern.
  • In anderen Ausführungsformen kann das elektrische Übertragungskabel 82 entfallen, wobei elektrische Energie an der Energiespeichervorrichtung 50 drahtlos von der Stromquelle 80 empfangen werden kann. Zum Beispiel kann die Energiespeichervorrichtung 50 elektrische Energie von der Stromquelle 80 über eines oder mehrere von elektromagnetischer Induktion, Funkwellen und elektromagnetischer Resonanz empfangen. Von daher versteht es sich, dass ein beliebiger geeigneter Ansatz zum Wiederaufladen der Energiespeichervorrichtung 50 von der externen Stromquelle 80 verwendet werden kann. Auf diese Art und Weise kann der Elektromotor 20 das Fahrzeug antreiben, indem eine andere Energiequelle verwendet wird als der Kraftstoff, der von dem Verbrennungsmotor 10 verwendet wird.
  • 2 bildet eine beispielhafte Ausführungsform einer Brennkammer oder eines Zylinders eines internen Verbrennungsmotors 10 ab. In einem Beispiel kann der Verbrennungsmotor 10 in einem Antriebssystem, wie etwa dem Hybridfahrzeugsystem aus 1, gekoppelt sein. Der Verbrennungsmotor 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem, einschließend die Steuerung 12 und durch eine Eingabe von einem Fahrzeugführer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel schließt die Eingabevorrichtung 132 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP ein. Der Zylinder (d. h. die Brennkammer) 14 des Verbrennungsmotors 10 kann Brennkammerwände 136 einschließen, in denen der Kolben 138 positioniert ist. Der Kolben 138 kann an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, sodass eine Wechselbewegung des Kolbens in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebesystem an mindestens ein Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlassmotor über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Verbrennungsmotors 10 zu ermöglichen.
  • Der Zylinder 14 kann Ansaugluft über eine Reihe von Ansaugluftkanälen 142, 144 und 146 empfangen. Der Ansaugluftkanal 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Verbrennungsmotors 10 kommunizieren. In einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere von den Ansaugkanälen eine Aufladevorrichtung, wie etwa einen Turbolader oder einen mechanischen Lader, einschließen. Zum Beispiel zeigt 2 den Verbrennungsmotor 10, der mit einem Turbolader, einschließend einen Kompressor 174, der zwischen den Ansaugkanälen 142 und 144 angeordnet ist, und einer Abgasturbine 176 konfiguriert ist, die entlang des Abgaskanals 148 angeordnet ist. Der Kompressor 174 kann zumindest teilweise von der Abgasturbine 176 über eine Welle 180 mit Energie versorgt werden. In anderen Beispielen, wie etwa wenn der Verbrennungsmotor 10 mit einem mechanischen Lader versehen ist, kann die Abgasturbine 176 jedoch gegebenenfalls weggelassen werden, wobei der Kompressor 174 durch mechanische Eingaben von einem Elektromotor oder dem Verbrennungsmotor mit Energie versorgt werden kann. Eine Drossel 162, die eine Drosselplatte 164 einschließt, kann entlang eines Ansaugkanals des Verbrennungsmotors zum Variieren der Durchflussrate und/oder des Drucks der Ansaugluft bereitgestellt sein, die den Zylindern des Verbrennungsmotors bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann die Drossel 162 stromabwärts von dem Kompressor 174 angeordnet sein, wie in 2 gezeigt, oder kann alternativ stromaufwärts von dem Kompressor 174 bereitgestellt sein.
  • Der Abgaskanal 148 kann Abgase von anderen Zylindern des Verbrennungsmotors 10 zusätzlich zu dem Zylinder 14 empfangen. Ein Abgassensor 128 ist an den Abgaskanal 148 stromaufwärts von der Emissionssteuerungsvorrichtung 178 gekoppelt gezeigt. Bei dem Sensor 128 kann es sich um einen beliebigen geeigneten Sensor zum Bereitstellen einer Anzeige eines Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnisses handeln, wie etwa eine lineare Lambdasonde oder UEGO (Universal or Wide-Range Exhaust Gas Oxygen), eine Zweizustands-Lambdasonde oder EGO (wie abgebildet), eine HEGO (beheizte EGO), einen NOx-, HC- oder CO-Sensor. Bei der Emissionssteuerungsvorrichtung 178 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionssteuerungsvorrichtungen oder Kombinationen davon handeln.
  • Jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile einschließen. Zum Beispiel wird der Zylinder 14 als mindestens ein Einlasstellerventil 150 und mindestens ein Auslasstellerventil 156 einschließend gezeigt, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders 14 befinden. In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10, einschließend den Zylinder 14, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile einschließen, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders befinden.
  • Das Einlassventil 150 kann über den Aktor 152 von der Steuerung 12 gesteuert werden. Gleichermaßen kann das Auslassventil 156 über den Aktor 154 von der Steuerung 12 gesteuert werden. Unter einigen Bedingungen kann die Steuerung 12 die den Aktoren 152 und 154 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen der entsprechenden Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Position von Einlassventil 150 und Auslassventil 156 kann durch entsprechende Ventilpositionssensoren (nicht gezeigt) bestimmt werden. Die Ventilaktoren können vom Typ der elektrischen Ventilbetätigung oder dem Typ der Nockenbetätigung oder eine Kombination davon sein. Die Einlass- und die Auslassventilansteuerung können gleichzeitig gesteuert werden oder es kann eine beliebige von einer Möglichkeit zur variablen Einlassnockenansteuerung, zur variablen Auslassnockenansteuerung, zur dualen unabhängigen variablen Nockenansteuerung oder zur festgelegten Nockenansteuerung verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken einschließen und eines oder mehrere der Folgenden verwenden: Nockenprofilverstell-(CPS), variable Nockenansteuerungs-(VCT), variable Ventilansteuerungs-(VVT) und/oder variable Ventilhubsysteme (VVL), die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 alternativ ein über eine elektronische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über eine Nockenbetätigung, einschließend CPS und/oder VCT, gesteuertes Auslassventil einschließen. Bei anderen Ausführungsformen können die Einlass- und Auslassventile durch einen gemeinsamen Ventilaktor oder ein gemeinsames Betätigungssystem oder einen Aktor oder ein Betätigungssystem zur variablen Ventilansteuerung gesteuert werden. Der Verbrennungsmotor kann ferner einen Nockenpositionssensor einschließen, dessen Daten mit denen des Kurbelwellenpositionssensors zusammengeführt werden können, um eine Position des Verbrennungsmotors und eine Nockenansteuerung zu bestimmen.
  • Wie hierin ausgearbeitet, können eines oder mehrere der Einlass- und Auslassventile mit einem Ventilhubprofil betrieben werden, das auf Grundlage von Betriebsbedingungen ausgewählt wird. Zum Beispiel kann ein erstes Ventilhubprofil während der Verbrennung angewendet werden, ein zweites, anderes Ventilhubprofil kann während des Anlassens des Verbrennungsmotors (während der Verbrennungsmotor gekurbelt wird) angewendet werden, und ein drittes Ventilhubprofil mit einem anderen Profil kann während des Abschaltens des Verbrennungsmotors (während der Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffversorgung in den Ruhezustand ausläuft) angewendet werden. Alternativ kann das zweite Ventilhubprofil ebenso während des Abschaltens des Verbrennungsmotors angewendet werden. Wie hierin verwendet, können die zweiten und dritten Ventilhubprofile unterschiedliche Zeitpunkte für das Öffnen und Schließen eines Einlass- und/oder Auslassventils, und/oder einen unterschiedlichen Grad der Öffnung (einschließend einen unterschiedlichen Spitzenhub während des Öffnens des Ventils und/oder ein verschiedenartiges Ventilhubprofil als eine Funktion des Kurbelwinkels) einschließen. Eine Steuerung kann zwischen den Ventilhubprofilen auf Grundlage einer Bestimmung auswählen, dass der Verbrennungsmotor in ein Drosseln (Abschalten) oder Anziehen (Wiederanlassen) eintritt. Die Bestimmung kann auf Hybridfahrzeugbetriebsbedingungen, wie etwa dem Ladestatus einer Energiespeichervorrichtung (z. B. Batterie) basieren, die an einen elektrischen Motor des Hybridfahrzeugs gekoppelt ist. Als ein anderes Beispiel kann die Bestimmung auf einem Fahrerdrehmomentbedarf (oder einer Anforderung hinsichtlich der Fahrzeuggeschwindigkeit) basieren. Die Steuerung kann ein Signal zu einem Ventilbetätigungsmechanismus senden, um die Ventile gemäß dem ausgewählten Ventilhubprofil zu betreiben. Der Ventilbetätigungsmechanismus kann eine Nockenprofilverstellung, elektromagnetische Ventilaktoren, elektrohydraulische Ventilaktoren und/oder eine Kombination davon einschließen.
  • Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, bei dem es sich um das Verhältnis der Volumina handelt, wenn sich der Kolben 138 am unteren Totpunkt befindet, bis hin zum oberen Totpunkt. Herkömmlicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen andere Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht sein.
  • In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10 eine Zündkerze 192 einschließen, um die Verbrennung zu initiieren. Das Zündsystem 190 kann der Brennkammer 14 über die Zündkerze 192 einen Zündfunken als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA von der Steuerung 12 bei ausgewählten Betriebsmodi bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann die Zündkerze 192 jedoch entfallen, wie etwa, wenn der Verbrennungsmotor 10 die Verbrennung durch eine Selbstzündung oder durch das Einspritzen von Kraftstoff initiieren kann, was bei einigen Dieselverbrennungsmotoren der Fall sein kann. In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen konfiguriert sein, um dafür Kraftstoff bereitzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist der Zylinder 14 so gezeigt, dass er eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 einschließt, die direkt an den Zylinder 14 gekoppelt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 kann Kraftstoff darin proportional zur Pulsbreite eines Signals FPW-1 direkt einspritzen, das von der Steuerung 12 über den elektronischen Treiber 168 empfangen wird. So stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 das bereit, was als eine direkte Einspritzung (im Folgenden als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 14 bekannt ist. Wenngleich 2 die Einspritzvorrichtung 166 als eine seitliche Einspritzvorrichtung zeigt, kann sie sich auch über dem Kolben befinden, wie etwa in der Nähe der Position der Zündkerze 192. Alternativ kann sich die Einspritzvorrichtung oberhalb und in der Nähe des Einlassventils befinden. Der Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 über ein Hochdruckkraftstoffsystem 172 zugeführt werden, einschließend einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen und einen Kraftstoffzuteiler. Alternativ kann Kraftstoff bei niedrigerem Druck von einer einstufigen Kraftstoffpumpe abgegeben werden. Ferner kann der Kraftstofftank, wenngleich nicht gezeigt, einen Druckwandler aufweisen, welcher der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt.
  • Es versteht sich, dass die Einspritzvorrichtung 166 in einer alternativen Ausführungsform eine Saugrohreinspritzvorrichtung sein kann, die Kraftstoff in das Saugrohr stromaufwärts von dem Zylinder 14 bereitstellt. Es versteht sich außerdem, dass der Zylinder 14 Kraftstoff von einer Vielzahl von Einspritzvorrichtungen, wie etwa einer Vielzahl von Saugrohreinspritzvorrichtungen, einer Vielzahl von Direkteinspritzvorrichtungen oder einer Kombination davon, erhalten kann.
  • Die Steuerung 12 wird in 2 als ein Mikrocomputer gezeigt, einschließend eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, in diesem bestimmten Beispiel als Nurlesespeicherchip 110 gezeigt, Direktzugriffsspeicher 112, Keep-Alive-Speicher 114 und einen Datenbus. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Verbrennungsmotor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließend die Messung von eingeleitetem Luftmassenstrom (MAF) von dem Luftmassenstromsensor 122; die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur (ECT) von dem Temperatursensor 116, der mit der Kühlhülse 118 gekoppelt ist; ein Profilzündungsaufnahmesignal (PIP) von dem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder anderer Art, wie etwa ein Kurbelwellenpositionssensor), der mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; die Drosselposition (TP) von einem Drosselpositionssensor; und das Krümmerabsolutdrucksignal (MAP) von dem Sensor 124. Das Verbrennungsmotordrehzahlsignal, UpM, kann durch die Steuerung 12 aus dem Signal PIP (oder dem Kurbelwellenpositionssensor) generiert werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Anzeige des Vakuums, oder Drucks, in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen. Ein Speichermedium eines Nurlesespeichers 110 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die vom Prozessor 106 zum Durchführen der unten beschriebenen Verfahren sowie anderer Varianten, die vorausgesetzt, jedoch nicht explizit aufgezählt werden, ausführbar sind.
  • Wie zuvor beschrieben zeigt 2 nur einen Zylinder eines Mehrzylinderverbrennungsmotors. Von daher kann jeder Zylinder gleichermaßen seinen eigenen Satz Einlass-/Auslassventile, Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), Zündkerzen usw. einschließen. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und 2 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1 und 2 ein, um den Fahrzeugbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und der in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen einzustellen. Zum Beispiel kann die Steuerung als Reaktion auf eine Anfrage des Fahrzeugführers zum Abschalten des Verbrennungsmotors ein Signal senden, um die Kraftstoffversorgung und Funken zu den Zylindern des Verbrennungsmotors zu blockieren, während ein Ventilhubaktor betätigt wird, um Ventile des Verbrennungsmotors gemäß einem Ventilhubprofil zu betreiben, das für das Abschalten des Verbrennungsmotors ausgewählt wurde.
  • Auf diese Weise ermöglicht das System aus 1–2 ein Hybridfahrzeugsystem, umfassend: einen Verbrennungsmotor; einen Elektromotor, der an eine Energiespeichervorrichtung gekoppelt ist; einen Nockenprofilumschaltmechanismus zum Umschalten zwischen einer Vielzahl von Nockenprofilen, wobei jedes der Vielzahl von Nockenprofilen mit einem alternativen Ventilhubprofil verknüpft ist; und eine Steuerung. Die Steuerung kann mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen für Folgendes konfiguriert sein: als Reaktion auf ein Wiederanlassen des Hybridverbrennungsmotors (wobei der Verbrennungsmotor ohne Eingaben von dem Fahrer und ohne eine Änderung hinsichtlich des Fahrzeugstatus oder des Zündschlüsselstatus gestartet wird), Kurbeln des Verbrennungsmotors mit einem ersten der Vielzahl von Nockenprofilen, das ausgewählt ist, um alle Einlassventile und Auslassventile aller Verbrennungsmotorzylinder zumindest mit einem minimalen Ventilhub durch alle Takte eines Zylinderzyklus zu betreiben; nachdem die Verbrennungsmotordrehzahl höher ist als eine Schwellendrehzahl, Übergehen zu einem Standardventilhubprofil, um alle Einlassventile aller Verbrennungsmotorzylinder mit einem schwankenden Hub lediglich durch einen Ansaugtakt des Zylinderzyklus zu betreiben, und alle Auslassventile aller Verbrennungsmotorzylinder mit einem schwankenden Hub lediglich durch einen Ausstoßtakt des Zylinderzyklus zu betreiben. Zusätzlich oder gegebenenfalls kann die Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes einschließen: als Reaktion auf ein Stoppen oder Abschalten des Hybridverbrennungsmotors (wobei der Verbrennungsmotor ohne Eingaben von dem Fahrer und ohne eine Änderung hinsichtlich des Fahrzeugstatus oder des Zündschlüsselstatus gestoppt oder abgeschaltet wird), Auslaufen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffversorgung, und wenn die Verbrennungsmotordrehzahl niedriger ist als der Schwellenwert, Auslaufen des Verbrennungsmotors in den Ruhezustand mit einem zweiten der Vielzahl von Nockenprofilen, das ausgewählt ist, um alle Einlassventile und Auslassventile aller Verbrennungsmotorzylinder zumindest mit dem minimalen Ventilhub durch alle Takte eines Zylinderzyklus zu betreiben. Zusätzlich oder gegebenenfalls kann der minimale Ventilhub bei einem Betrieb mit dem ersten oder zweiten Nockenprofil größer sein als der minimale Ventilhub bei einem Betrieb mit dem Standardventilhubprofil.
  • In Bezug auf 3 wird nun eine beispielhafte Routine 300 zum Einstellen eines Ventilhubprofils für ein oder mehrere Ventile eines Verbrennungsmotors während eines Verbrennungsmotoranzieh- und -drosselereignisses beschrieben. Das Verfahren ermöglicht eine Verringerung von NVH und Pumpverlusten bei Hybridverbrennungsmotoranzieh- und -drosselereignissen in dem Hybridfahrzeug, während ebenso damit verknüpfte Drehmomentschwankungen und die Leistung verringert werden, die für ein Anziehen des Verbrennungsmotors erforderlich ist. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 300 sowie der anderen hierin eingeschlossenen Verfahren können von einer Steuerung auf Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Verbrennungsmotorsystems empfangenen Signalen ausgeführt werden, wie etwa die vorstehend in Bezug auf 1–2 beschriebenen Sensoren. Die Steuerung kann gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren Verbrennungsmotoraktoren des Verbrennungsmotorsystems einsetzen, um den Verbrennungsmotorbetrieb einzustellen.
  • Bei 302 schließt die Routine das Schätzen und/oder Messen von Fahrzeugbetriebsbedingungen ein. Diese können zum Beispiel Fahrerdrehmomentbedarf (wie etwa auf Grundlage einer Ausgabe eines Pedalpositionssensors, der an ein Fahrzeugführerpedal gekoppelt ist), Fahrzeuggeschwindigkeit, Verbrennungsmotordrehzahl, Umgebungstemperatur, -druck und -feuchtigkeit, Verbrennungsmotortemperatur, Ladestatus einer Energiespeichervorrichtung (wie etwa einer Batterie), Kraftstoffpegel in einem Kraftstofftank, Kraftstoffoktangehalt von zur Verfügung stehendem Kraftstoff/zur Verfügung stehenden Kraftstoffen usw. einschließen. Zusätzlich können Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, wie etwa Krümmerdruck (MAP), Krümmerdurchflussgeschwindigkeit (MAF), Verbrennungsmotortemperatur, Katalysatortemperatur, Ansaugtemperatur, Klopfbeschränkungen usw. geschätzt werden.
  • Bei 304 schließt das Verfahren das Bestimmen eines Fahrzeugbetriebsmodus auf Grundlage der geschätzten Fahrzeugbetriebsbedingungen ein. Dies schließt das Wechseln zwischen dem Antreiben des Fahrzeugs mit dem Elektromotordrehmoment und dem Verbrennungsmotordrehmoment als Reaktion auf die Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, einschließend den Fahrerbedarf, ein. Zum Beispiel kann ein elektrischer Betriebsmodus ausgewählt werden, wenn der Drehmomentbedarf niedriger ist, wenn der Kraftstoffpegel in dem Kraftstofftank niedriger ist und/oder wenn der Batterieladestatus höher ist. In dem elektrischen Modus können die Fahrzeugräder nur über das Elektromotordrehmoment von einem Elektromotor, wie etwa einem elektrischen Motor, angetrieben werden, der durch eine Systemenergiespeichervorrichtung, wie etwa eine Systembatterie, angetrieben wird. Als ein anderes Beispiel kann ein Verbrennungsmotorbetriebsmodus ausgewählt werden, wenn der Drehmomentbedarf höher ist, wenn der Kraftstoffpegel in dem Kraftstofftank höher ist und/oder wenn der Batterieladestatus niedriger ist. In dem Verbrennungsmotormodus können die Fahrzeugräder nur über das Verbrennungsmotordrehmoment von einem Verbrennungsmotor angetrieben werden. Darüber hinaus kann ein Hilfsmodus ausgewählt werden, wenn das Drehmoment höher ist als ein Niveau, das nur über das Verbrennungsmotordrehmoment bereitgestellt werden kann. In diesem können die Fahrzeugräder über eine Kombination von dem Elektromotordrehmoment und dem Verbrennungsmotordrehmoment angetrieben werden.
  • Bei 306 kann bestätigt werden, ob der elektrische Modus ausgewählt wurde. Hierin kann der elektrische Modus ein rein elektrischer Modus sein, wobei ein Fahrzeug lediglich unter Verwendung des Elektromotordrehmoments angetrieben wird. Falls ja, so schließt das Verfahren bei 310 ein Antreiben des Fahrzeugs lediglich über das Elektromotordrehmoment ein. Bei 312 kann während des Betriebs in dem elektrischen Modus bestimmt werden, ob Bedingungen für das Wiederanlassen des Hybridverbrennungsmotors (hierin auch als Anziehen des Verbrennungsmotors bezeichnet) erfüllt werden. Das Wiederanlassen eines Hybridverbrennungsmotors schließt ein Wiederanlassen ein, bei dem der Verbrennungsmotor in einem Hybridfahrzeug ohne Eingaben von dem Fahrer und ohne eine Änderung hinsichtlich des Fahrzeugstatus oder des Zündschlüsselstatus gestartet wird.
  • Zum Beispiel kann bestimmt werden, ob eine Änderung der Betriebsbedingungen vorliegt, die einen Übergang in den Verbrennungsmotormodus (das heißt, einen reinen Verbrennungsmotormodus, wobei das Fahrzeug lediglich über das Verbrennungsmotordrehmoment angetrieben wird) oder einen Hilfsmodus (wobei das Fahrzeug primär über ein Verbrennungsmotordrehmoment angetrieben wird und das Elektromotordrehmoment das Verbrennungsmotordrehmoment ergänzt) rechtfertigt. Als ein Beispiel kann ein Übergang in den Verbrennungsmotormodus erforderlich sein, wenn der Batterieladestatus unter einen Schwellenwert sinkt und die Batterie wiederaufgeladen werden muss. Als ein anderes Beispiel kann ein Übergang in den Verbrennungsmotormodus oder den Hilfsmodus erforderlich sein, wenn der Fahrerdrehmomentbedarf über einen Schwellenwertbedarf ansteigt, dem der Elektromotor allein nicht gerecht werden kann. Ist kein Übergang in den Verbrennungsmotormodus oder den Hilfsmodus erforderlich, kann das Fahrzeug weiterhin lediglich über das Elektromotordrehmoment angetrieben werden. Ansonsten kann die Routine zu 314 übergehen, um den Verbrennungsmotor, wie nachfolgend beschrieben, wieder anzulassen. Wenn ein elektrischer Modus nicht bestätigt wird, kann bei 308 bestätigt werden, ob der Verbrennungsmotormodus ausgewählt wurde. Alternativ kann bestimmt werden, ob der Hilfsmodus ausgewählt wurde. Falls ja, schließt das Verfahren bei 314 das Auswählen eines alternativen Ventilhubprofils für das bevorstehende Verbrennungsmotorwiederanlass-/-anziehereignis ein. Das alternative Ventilprofil weist einen Ventilhub auf, der sich von dem Ventilhub des nicht eingestellten oder Standardventilprofils unterscheidet. Die Steuerung kann ein alternatives Ventilhubprofil aus einer Vielzahl alternativer Ventilhubprofile auswählen, wobei jedes davon den Zylinderdruck während des Verdichtungs-/Arbeitstakts verringert, während ein Verbrennungsmotor gekurbelt wird. Indem der Zylinderdruck verringert wird, wird die Arbeit des Verbrennungsmotors verringert, die erforderlich ist, um den Zylinderdruck zu überwinden, wodurch die Ausgabe des Fahrzeugantriebsstrangs verbessert wird. Zusätzlich werden Drehmomentschwankungen und NVH verringert, die mit dem Anlaufen des Verbrennungsmotors verknüpft sind. Von daher kann sich die Vielzahl alternativer Ventilhubprofile von einem Standardventilhubprofil unterscheiden, das während der Zylinderverbrennung angewendet wird, das ein Einlassventilereignis während des Ansaugtakts eines Zylinderzyklus und ein Auslassventilereignis während des Ausstoßtakts des Zylinderzyklus einschließt.
  • Die Vielzahl alternativer Ventilhubprofile kann zum Beispiel ein erstes alternatives Ventilhubprofil einschließen, das ein Einlassventilereignis während jedes eines Ansaugtakts und eines Arbeitstakts des Zyklus und ein Auslassventilereignis während jedes eines Ausstoßtakts und eines Verdichtungstakts des Zyklus einschließt. Das heißt, dass das erste alternative Ventilhubprofil im Vergleich zu dem Standardventilhubprofil ein zusätzliches Einlassventilereignis und ein zusätzliches Auslassventilereignis einschließt. Das duplizierte Einlassventilereignis und Auslassventilereignis, die zu dem Verdichtungs- und Arbeitstakt hinzugefügt werden, können im Wesentlichen den gleichen Grad der Ventilöffnung aufweisen wie ihre Gegenstücke in den Ansaug- und Ausstoßtakten, einschließend den gleichen Spitzenwert der Ventilöffnung in der Mitte des Kolbenhubs.
  • Die Vielzahl alternativer Ventilhubprofile kann ferner ein zweites alternatives Ventilhubprofil einschließen, das einen festen Hub für eines oder mehrere der Einlass- und Auslassventilereignisse einschließt, wobei der feste Hub für alle Takte des Zylinderzyklus beibehalten wird. Ein Grad der Ventilöffnung in dem Profil mit festem Hub kann kleiner sein als ein Spitzenwert der Ventilöffnung des Standardventilhubprofils. Der Betrag des festen Hubs kann niedrig genug sein, um eine Störung von dem Kolben zum Ventil an dem OT zu vermeiden, zum Beispiel ein Hub von annähernd 3 Millimetern. Indem das eine oder die mehreren Ventile jedes Zylinders mit dem festen niedrigen Hub offen gehalten werden, können Verdichtungsimpulse bei niedriger UpM, die gemeinhin beim Kurbeln auftreten, verringert werden.
  • Die Vielzahl alternativer Ventilhubprofile kann ferner ein Ventilhubprofil einschließen, das einen schwankenden niedrigen Hub für eines oder mehrere der Einlass- und Auslassventilereignisse aufweist. Das Profil mit schwankendem Hub kann einen Spitzenhub (oder maximalen Grad der Öffnung) in der Mitte jedes Kolbenhubs des Zylinderzyklus einschließen, wobei der Hub (zu einem minimalen Grad der Öffnung) abfällt, wenn der Kolben den OT oder UT an jedem Ende eines Kolbenhubs des Zylinderzyklus erreicht. Ein Spitzenwert der Ventilöffnung in dem Profil mit schwankendem Hub kann kleiner sein als ein Spitzenwert der Ventilöffnung des Standardventilhubprofils. Hierin werden Pumpverluste und Druckschwankungen verringert, indem in der Mitte jedes Kolbenhubs, wenn die Kolbengeschwindigkeit hoch ist, mehr Ventilhub bereitgestellt wird. Das Profil mit schwankendem niedrigen Hub kann für Verbrennungsmotoren mit einem geringen Abstand vom Kolben zum Ventil verwendet werden, bei denen das vorherige Beispiel mit einem festen Ventilhub nicht machbar ist.
  • Die Vielzahl alternativer Ventilhubprofile kann ferner ein viertes alternatives Ventilhubprofil einschließen, das einen schwankenden Hub für eines oder alle der Einlass- und Auslassventilereignisse aufweist. Das vierte schwankende alternative Hubprofil kann einen Spitzenhub (oder maximalen Grad der Öffnung) in der Mitte jedes Kolbenhubs des Zylinderzyklus einschließen, wobei der Hub (zu einem minimalen Grad der Öffnung) abfällt, wenn der Kolben den OT eines Kolbenhubs des Zylinderzyklus erreicht. Zusätzlich kann das vierte alternative Ventilhubprofil den Hub einschließen, der nicht zu dem minimalen Grad der Öffnung verringert wird, wenn der Kolben den UT eines Kolbenhubs des Zylinderzyklus erreicht. Ein Spitzenwert der Ventilöffnung in dem vierten Profil mit schwankendem Hub kann dem für das dritte Profil mit schwankendem Hub entsprechen (das heißt, kleiner als ein Spitzenwert der Ventilöffnung des Standardventilhubprofils, kleiner oder gleich dem Spitzenwert der Ventilöffnung des ersten Ventilhubprofils und größer oder gleich dem Spitzenwert der Ventilöffnung des zweiten Ventilhubprofils (fester Hub)). Hierin werden Pumpverluste und Druckschwankungen verringert, indem in der Mitte jedes Kolbenhubs, wenn die Kolbengeschwindigkeit hoch ist, mehr Ventilhub gehalten wird. Das Profil mit schwankendem niedrigen Hub kann für Verbrennungsmotoren mit einem geringen Abstand vom Kolben zum Ventil verwendet werden, bei denen das vorherige Beispiel mit einem festen Ventilhub nicht machbar ist.
  • Die Steuerung kann eines der Vielzahl von den Zylinderdruck verringernden alternativen Ventilhubprofilen auf Grundlage eines Ladestatus der Energiespeichervorrichtung sowie auf der Grundlage von Einschränkungen im Hinblick auf Verbrennungsmotoraktoren auswählen. Das Auswählen kann ferner auf einem Abstand vom Kolben zum Ventil basieren. Darüber hinaus kann das Auswählen auf einer gewünschten Verbrennungsmotorstartposition zu einem Zeitpunkt des Wiederanlassens basieren. Die Verbrennungsmotorstartposition schließt die Position eines Kolbens in einem Zylinder ein, die für ein erstes Verbrennungsereignis während des Wiederanlassens ausgewählt wurde. Als ein Beispiel kann ein Ventilhubprofil ausgewählt werden, dass es einem Zylinder mit einem Kolben in der gewünschten Startposition ermöglicht, der Zylinder zu sein, der Kraftstoff während des Verbrennungsmotorwiederanlassereignisses zuerst erhält. Als nicht einschränkende Beispiele kann das Auswählen eines Ventilhubprofils auf einem Batterieladestatus zum Zeitpunkt des Anziehens des Hybridverbrennungsmotors, dem Abstand von Kolben zum Ventil zum Zeitpunkt des Anziehens des Hybridverbrennungsmotors usw. basieren. Wie hierin weiter ausgearbeitet, können im Vergleich zu einem Verbrennungsmotorabschaltungsereignis verschiedenartige alternative Ventilhubprofile während eines Verbrennungsmotoranziehereignisses ausgewählt werden.
  • Das Auswählen des Ventilhubprofils kann ferner das Auswählen einer Anzahl und einer Identität von einem oder beiden eines Einlassventils und eines Auslassventils einschließen. Insbesondere kann die Steuerung bestimmen, ob das alternative Ventilhubprofil für ein oder mehrere Einlassventile, ein oder mehrere Auslassventile oder alle Ventile aller Zylinder angewendet werden soll. In einem Beispiel kann das ausgewählte Ventilhubprofil bei einer ersten Bedingung lediglich für das Einlassventil aller Zylinder angewendet werden. In einem anderen Beispiel kann das ausgewählte Ventilhubprofil bei einer ersten Bedingung lediglich für das Auslassventil aller Zylinder angewendet werden. In noch einem anderen Beispiel kann das ausgewählte Ventilhubprofil bei einer dritten Bedingung für alle Ventile aller Zylinder angewendet werden.
  • In einem alternativen Beispiel kann das Verbrennungsmotorsystem lediglich mit zwei Ventilhubprofilen betrieben werden, einschließend ein Standardventilhubprofil, das während der regulären Zylinderverbrennung angewendet wird plus ein alternatives Profil für Verbrennungsmotorwiederanlassereignisse. Hierin kann das zu verwendende alternative Profil auf Grundlage von Problemen hinsichtlich der Konstruktion des Aktors und anderen Einschränkungen vorausgewählt werden (aus den zuvor aufgelisteten ersten bis vierten alternativen Ventilhubprofilen). Die Steuerung kann auswählen, wann das Standardventilhubprofil (z. B. normal) verwendet werden soll und wann das alternative Ventilhubprofil verwendet werden soll. Dadurch werden die Steuerkomplexität und Komponentenanforderungen des Verbrennungsmotorsystems verringert.
  • Bei 316 schließt das Verfahren das Anziehen oder Wiederanlassen des Verbrennungsmotors während eines Betriebs mit dem ausgewählten alternativen Ventilhubprofil ein. Während des Anziehens des Hybridverbrennungsmotors wird eine Zufuhr und Verbrennung von Kraftstoff in den Verbrennungsmotorzylindern eingeleitet, um den Verbrennungsmotor aus dem Ruhezustand anlaufen zu lassen. Das Anziehen des Verbrennungsmotors schließt das Kurbeln des Verbrennungsmotors ein, indem die Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern des Verbrennungsmotors eingeleitet wird und die Kraftstoffverbrennung in allen Zylindern des Verbrennungsmotors eingeleitet wird, während die Einlass- und Auslassventile von jedem Zylinder gemäß dem ausgewählten alternativen Ventilhubprofil betrieben werden, um den Verdichtungsdruck zu verringern, der zumindest während der Verdichtungs- und Arbeitstakte des Zylinders auftritt. Zum Beispiel kann der Verbrennungsmotor angezogen werden, wobei alle Ventile aller Zylinder für alle Takte aller Verbrennungsereignisse mit einem Hub betrieben werden, der höher ist als der Schwellenwert, bis eine Zielverbrennungsmotordrehzahl erreicht wird. Von daher werden durch das Anziehen des Verbrennungsmotors mit dem alternativen Ventilhubprofil die Drehmomentschwankungen und NVH-Probleme verringert, die andernfalls mit dem Anziehen eines Verbrennungsmotors verknüpft wären.
  • Es versteht sich, dass während des Anziehereignisses des Verbrennungsmotors das Hybridfahrzeug weiter angetrieben werden kann, wie etwa unter Verwendung eines Elektromotordrehmoments. Insbesondere kann bei 318 während des Anziehens des Verbrennungsmotors eine Elektromotordrehmomentausgabe von dem Elektromotor des Fahrzeugs eingestellt werden, um ein Defizit hinsichtlich des Drehmomentbedarfs auszugleichen, das sich aus der Verwendung des alternativen Ventilhubprofils ergibt. Zum Beispiel kann ein positives Elektromotordrehmoment ausgegeben werden, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug während des Anziehens des Verbrennungsmotors weiterhin gemäß dem Fahrerbedarf angetrieben wird. Auf diese Art und Weise können Fehler ausgeglichen werden, die durch die Ventileinstellung ausgelöst werden. Von daher wird der Verbrennungsmotor während des Wiederanlassens des Hybridverbrennungsmotors wieder angelassen und läuft mit Kraftstoffversorgung aus einem Ruhezustand (Drehzahl gleich null) an, ohne Eingaben von dem Fahrzeugführer zu empfangen und ohne eine Änderung hinsichtlich des Fahrzeugstatus oder des Zündschlüsselstatus.
  • Bei 320 kann bestimmt werden, ob die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) über einer Schwellendrehzahl liegt. Zum Beispiel kann bestimmt werden, ob die Verbrennungsmotordrehzahl über einer Schwellendrehzahl liegt, die nicht null ist, wie etwa bei oder über einer Leerlaufdrehzahl, die anzeigt, dass das Kurbeln abgeschlossen ist. Zum Beispiel kann die Schwellendrehzahl in dem Bereich von 600–1000 UpM oder in dem Bereich der hohen Leerlaufdrehzahl liegen. Wenn die Schwellendrehzahl nicht erreicht wird, wird das alternative Ventilhubprofil bei 322 beibehalten, bis die Schwellendrehzahl überschritten wird. Das alternative Hubprofil senkt den negativen IMEP in der Schleife aus Verdichtung und Ausdehnung, wodurch Drehmomentschwankungen verringert werden, die aufgrund der Zyklen aus Verdichtung und Ausdehnung des Zylinders ansonsten aufgetreten wären, während der Verbrennungsmotor den Bereich von Drehzahlen in dem Kurbelbereich durchläuft. Zusätzlich kann der Verbrennungsmotor mit einer geringeren Reibung, weniger Wärmeübertragungsverlusten und geringeren Pumpverlusten wiederangelassen werden. Darüber hinaus werden durch den niedrigeren Zylinderdruck die Kolbenringreibung und Kolbenseitenlasten verringert.
  • Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl bei oder über der Schwellendrehzahl liegt, schließt das Verfahren bei 324 den Übergang des Verbrennungsmotors zu einem Ventilhubprofil für die Verbrennung ein. Der Ventilhub für die Verbrennung kann ein Standardventilhubprofil sein. Das Standardventilhubprofil kann ein Einlassventilereignis während des Ansaugtakts eines Zylinderzyklus und ein Auslassventilereignis während des Ausstoßtakts des Zylinderzyklus einschließen. Ferner kann der Ventilhub in dem Standardventilhubprofil in der Mitte eines Takts seinen Höhepunkt erreichen und an jedem Ende eines Takts abfallen, wo sich der Kolben in dem OT oder UT befindet. Auf diese Weise wird der Verbrennungsmotor während des Verbrennungsmotoranziehereignisses mit dem eingestellten Ventilhubprofil betrieben, bis eine Verbrennungsmotordrehzahl über der Schwellendrehzahl liegt und geht dann zu dem nicht eingestellten/Standardventilhubprofil über.
  • Gegebenenfalls können während des Übergangs von dem alternativen Ventilhubprofil zu dem Standardventilhubprofil Drehmomenttransienten unter Verwendung des Elektromotordrehmoments geglättet werden. Auf diese Weise kann die Batterieleistung verwendet werden, um Drehmomenttransienten durch das Füllen von Drehmomentlücken zu glätten, die durch die Änderung des Ventilhubprofils verursacht werden. Dies hat weitere Verbesserungen in Bezug auf die Kraftstoffeffizienz zur Folge, indem die Notwendigkeit zur Spätzündung reduziert wird, die ansonsten erforderlich gewesen wäre, um die Drehmomenttransienten zu glätten.
  • Bei 326 kann bestimmt werden, ob die Bedingungen für ein Abschalten des Verbrennungsmotors erfüllt sind. Zum Beispiel kann bestimmt werden, ob eine Änderung der Betriebsbedingungen vorliegt, die einen Übergang zu dem elektrischen Modus erforderlich macht, wobei das Fahrzeug mit dem Elektromotordrehmoment angetrieben wird. In einem Beispiel können Bedingungen für das Abschalten des Verbrennungsmotors erfüllt werden, wenn der Drehmomentbedarf des Fahrers einen Schwellenwert unterschreitet und/oder wenn der Batterieladestatus hoch genug ist, um den elektrischen Betriebsmodus zu unterstützen. Wenn Bedingungen für das Abschalten des Verbrennungsmotors nicht erfüllt werden, dann schließt das Verfahren bei 328 das Beibehalten des Verbrennungsmotorbetriebs mit dem Standardventilhubprofil ein.
  • Falls Bedingungen für das Abschalten des Verbrennungsmotors erfüllt werden, schließt das Verfahren bei 330 das Auswählen eines alternativen Ventilhubprofils für das bevorstehende Verbrennungsmotordrosselereignis ein. Die Steuerung kann ein alternatives Ventilhubprofil aus der Vielzahl alternativer Ventilhubprofile, wie etwa den zuvor erörterten, auswählen, wobei jedes davon den Zylinderdruck während des Verdichtungs-/Arbeitstakts verringert, während ein Verbrennungsmotor in den Ruhezustand ausläuft. Indem der Zylinderdruck verringert wird, wird die Arbeit des Verbrennungsmotors verringert, die erforderlich ist, um den Zylinderdruck zu überwinden, wodurch die Ausgabe des Fahrzeugantriebsstrangs verbessert wird. Zusätzlich werden Drehmomentschwankungen und NVH verringert, die mit dem Auslaufen des Verbrennungsmotors verknüpft sind. Von daher kann sich die Vielzahl alternativer Ventilhubprofile von dem Standardventilhubprofil unterscheiden, das während der Zylinderverbrennung angewendet wird.
  • Zum Beispiel kann die Steuerung während des Abschaltens eines Verbrennungsmotors das erste alternative Ventilhubprofil auswählen, das ein Einlassventilereignis während jedes eines Ansaugtakts und eines Arbeitstakts des Zyklus und ein Auslassventilereignis während jedes eines Ausstoßtakts und eines Verdichtungstakts des Zyklus einschließt. Alternativ kann die Steuerung das zweite alternative Ventilhubprofil auswählen, das einen festen Hub für eines oder alle der Ventilereignisse einschließt, wobei der feste Hub für alle Takte des Zylinderzyklus beibehalten wird. Darüber hinaus kann die Steuerung das dritte alternative Ventilhubprofil auswählen, das einen schwankenden niedrigen Hub aufweist. Das Profil mit schwankendem niedrigen Hub kann angewendet werden, wenn der Abstand vom Kolben zum Ventil während des Abschaltens des Verbrennungsmotors kleiner ist, wobei der Abstand den Ventilhub auf einen Wert beschränkt, der unter dem Schwellenwert liegt. Darüber hinaus kann die Steuerung das vierte alternative Ventilhubprofil auswählen, das einen schwankenden Hub für eines oder alle der Ventilereignisse aufweist, wobei der Ventilhub nicht abfällt, wenn der Kolben den UT eines Kolbenhubs des Zylinderzyklus erreicht. Das Profil mit schwankendem niedrigen Hub ohne Abfall des Ventilhubs beim UT kann angewendet werden, wenn der Abstand vom Kolben zum Ventil kleiner ist, wobei der Abstand den Ventilhub auf einen Wert beschränkt, der unter dem Schwellenwert liegt. In einem Beispiel basiert der Abstand vom Kolben zum Ventil auf jedem von dem Kurbelwinkel, dem Grad des Ventilhubs und der Kolbenposition.
  • Die Steuerung kann eines der Vielzahl von den Zylinderdruck verringernden alternativen Ventilhubprofilen auf Grundlage eines Ladestatus der Energiespeichervorrichtung sowie auf der Grundlage von Einschränkungen im Hinblick auf Verbrennungsmotoraktoren, wie etwa eines Abstands vom Kolben zum Ventil, auswählen. Darüber hinaus kann das Auswählen auf einer gewünschten Verbrennungsmotorstartposition zu einem Zeitpunkt eines anschließenden Wiederanlassens oder einer gewünschten Verbrennungsmotorstoppposition zu einem Zeitpunkt des Drosselns des Verbrennungsmotors basieren. Die gewünschte Verbrennungsmotorstartposition kann eine gewünschte Position eines Kolbens in einem Zylinder einschließen, die für ein erstes Verbrennungsereignis während des anschließenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors ausgewählt wurde. Die gewünschte Verbrennungsmotorstoppposition kann eine gewünschte Position eines Kolbens in einem Zylinder einschließen, die für ein erstes Verbrennungsereignis während des anschließenden Wiederanlassens des Verbrennungsmotors ausgewählt wurde. In einem Beispiel kann ein Ventilhubprofil so ausgewählt werden, dass der Verbrennungsmotor am Ende des Abschaltens des Verbrennungsmotors in einen Ruhezustand gelangt, wobei sich der Kolben des Zylinders, für den geplant ist, dass er Kraftstoff während des anschließenden Wiederanlassens zuerst erhält, in der gewünschten Position befindet. Als nicht einschränkende Beispiele kann die Auswahl des Ventilhubprofils auf einem Batterieladestatus zum Zeitpunkt des Drosselns des Verbrennungsmotors, dem Abstand vom Kolben zum Ventil zum Zeitpunkt des Drosselns des Verbrennungsmotors usw. basieren.
  • In einem alternativen Beispiel kann das Verbrennungsmotorsystem lediglich mit zwei Ventilhubprofilen betrieben werden, einschließend ein Standardventilhubprofil, das während der regulären Zylinderverbrennung angewendet wird plus ein alternatives Profil für Verbrennungsmotorabschaltungsereignisse. Hierin kann das zu verwendende alternative Profil auf Grundlage von Problemen hinsichtlich der Konstruktion des Aktors und anderen Einschränkungen vorausgewählt werden (aus den zuvor aufgelisteten ersten bis vierten alternativen Ventilhubprofilen). Die Steuerung kann auswählen, wann das Standardventilhubprofil (z. B. normal) verwendet werden soll und wann das alternative Ventilhubprofil verwendet werden soll. Dadurch werden die Steuerkomplexität und Komponentenanforderungen des Verbrennungsmotorsystems verringert.
  • In einem Beispiel stellt die Routine Folgendes ein: welche Nocke ausgewählt wird und/oder eine Nockenansteuerung auf Grundlage eines Signals, das anzeigt, welches Ventilhubprofil angewendet werden soll. Zum Beispiel kann die Steuerung ein Steuersignal bestimmen, das zu einem Aktor gesendet werden soll, der an die Nockenprofilumschaltvorrichtung gekoppelt ist, wie etwa ein gewünschtes Nockenprofil, um den Nocken, der mit (einem von) den alternativen Ventilhubprofilen verknüpft ist, auf Grundlage einer Bestimmung zu betreiben, dass eine Bedingung für das Wiederanlassen des Hybridverbrennungsmotors oder eine Bedingung für das Abschalten des Hybridverbrennungsmotors erfüllt wurde. Als ein anders Beispiel kann die Steuerung ein Steuersignal bestimmen, das zu dem Aktor gesendet werden soll, der an die Nockenprofilumschaltvorrichtung gekoppelt ist, wie etwa ein gewünschtes Nockenprofil, um den Nocken, der mit dem bzw. den Standardventilhubprofil(en) verknüpft ist, auf Grundlage einer Bestimmung zu betreiben, dass eine Schwellendrehzahl nach dem Wiederanlassen des Hybridverbrennungsmotors überschritten wurde oder der Verbrennungsmotor beim Abschalten des Hybridverbrennungsmotors nicht zu der Schwellendrehzahl ausgelaufen ist.
  • Das Auswählen des Ventilhubprofils kann ferner das Auswählen einschließen, ob das alternative Ventilhubprofil für ein oder mehrere Einlassventile, ein oder mehrere Auslassventile oder alle Ventile aller Zylinder angewendet werden soll. In einem Beispiel kann das ausgewählte Ventilhubprofil bei einer ersten Bedingung lediglich für das Einlassventil aller Zylinder angewendet werden. In einem anderen Beispiel kann das ausgewählte Ventilhubprofil bei einer zweiten Bedingung lediglich für das Auslassventil aller Zylinder angewendet werden. In noch einem anderen Beispiel kann das ausgewählte Ventilhubprofil bei einer dritten Bedingung für alle Ventile aller Zylinder angewendet werden. In einem Beispiel können sich die Anzahl und Identität von Einlassventilen und Auslassventilen, die während des Auslaufens des Verbrennungsmotors ausgewählt werden, von der Anzahl und Identität von Einlassventilen und Auslassventilen unterscheiden, die während des Wiederanlassens des Verbrennungsmotors ausgewählt werden.
  • Bei 332 schließt das Verfahren nach dem Auswählen eines alternativen Ventilhubprofils für das Abschalten des Verbrennungsmotors, das Drosseln des Verbrennungsmotors während des Betriebs mit dem ausgewählten alternativen Ventilhubprofil ein. Insbesondere wird der Verbrennungsmotor während des Verbrennungsmotordrosselereignisses mit dem nicht eingestellten Ventilhubprofil betrieben, bis die Verbrennungsmotordrehzahl bei oder unter der Schwellendrehzahl liegt und geht dann zu dem eingestellten Ventilhubprofil über. Demnach läuft der Verbrennungsmotor ohne Kraftstoffversorgung in den Ruhezustand aus, wobei ein oder mehrere Ventile gemäß dem ausgewählten alternativen Ventilhubprofil betrieben werden. Während des Drosselns des Verbrennungsmotors wird die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor unterbrochen. Zusätzlich wird die Zylinderverbrennung unterbrochen. Von daher kann der Verbrennungsmotor vor dem Drosseln Kraftstoff verbrennen und mit einer Verbrennungsmotordrehzahl laufen und dann wird während des Drosselns die Verbrennung von Kraftstoff in dem Verbrennungsmotor unterbrochen und der Verbrennungsmotor läuft in den Ruhezustand aus. Das Drosseln des Verbrennungsmotors kann eine Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu Verbrennungsmotorzylindern einschließen, während das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotordrehmoments angetrieben wird, welches von dem elektrischen Motor bezogen wird, der unter Verwendung von Strom von der Systembatterie angetrieben wird. Von daher wird der Verbrennungsmotor während des Abschaltens des Hybridverbrennungsmotors abgeschaltet und läuft ohne Kraftstoffversorgung in den Ruhezustand (Drehzahl gleich null) aus, ohne Eingaben von dem Fahrzeugführer zu empfangen und ohne eine Änderung hinsichtlich des Fahrzeugstatus oder des Zündschlüsselstatus.
  • Es versteht sich, dass während des Drosselereignisses des Verbrennungsmotors das Hybridfahrzeug weiter angetrieben werden kann, wie etwa unter Verwendung eines Elektromotordrehmoments. Insbesondere kann bei 334, wie bei 318, während des Drosselns des Verbrennungsmotors ein beliebiges Defizit hinsichtlich des Fahrerdrehmomentbedarfs, das sich aus der Verwendung des alternativen Ventilhubprofils ergibt, durch Einstellungen im Hinblick auf ein Elektromotordrehmoment von einem Elektromotor ausgeglichen werden, der an eine Energiespeichervorrichtung in dem Hybridfahrzeug gekoppelt ist. Zum Beispiel kann ein positives Elektromotordrehmoment ausgegeben werden, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug während des Drosselns des Verbrennungsmotors weiterhin gemäß dem Fahrerbedarf angetrieben wird. Auf diese Art und Weise können Fehler ausgeglichen werden, die durch die Ventileinstellung ausgelöst werden.
  • Auf diese Art und Weise kann eine Fahrzeugsteuerung während eines Wechsels von einem elektrischen Modus zu einem Verbrennungsmotormodus des Fahrzeugbetriebs das Fahrzeug antreiben, während alle Ventile jedes Verbrennungsmotorzylinders gemäß einem ersten eingestellten Ventilhubprofil betrieben werden, bevor zu einem Standardventilhubprofil übergegangen wird. Im Vergleich dazu kann die Fahrzeugsteuerung während eines Wechsels von einem Verbrennungsmotormodus zu einem elektrischen Modus des Fahrzeugbetriebs das Fahrzeug antreiben, während von einem Standardventilhubprofil zum Betrieb aller Ventile jedes Verbrennungsmotorzylinders gemäß einem zweiten, anderen eingestellten Ventilhubprofil übergegangen wird, wobei ein Zylinderverdichtungsdruck in jedem des ersten und zweiten eingestellten Profils in Bezug auf das Standardventilhubprofil niedriger ist. Ferner kann die Steuerung sowohl während des Wechsels von einem elektrischen Modus zu einem Verbrennungsmotormodus als auch des Wechsels von einem Verbrennungsmotormodus zu einem elektrischen Modus ein Defizit hinsichtlich des Fahrerbedarfs über ein Elektromotordrehmoment von einem Elektromotor ausgleichen, der an eine Energiespeichervorrichtung gekoppelt ist. Der Betrieb aller Ventile gemäß dem ersten eingestellten Ventilhubprofil schließt das Betätigen eines Nockenstellers ein, um ein erstes Nockenprofil auszuwählen, der Betrieb aller Ventile gemäß dem zweiten eingestellten Ventilhubprofil schließt das Betätigen des Nockenstellers ein, um ein zweites, anderes Nockenprofil auszuwählen, und der Betrieb aller Ventile gemäß dem Standardventilhubprofil schließt das Betätigen des Nockenstellers ein, um ein Standardnockenprofil auszuwählen. Hierin wird das erste eingestellte Ventilhubprofil angewendet, bis eine Verbrennungsmotordrehzahl während des Wechsels von einem elektrischen Modus zu einem Verbrennungsmotormodus höher ist als ein Schwellenwert, während das zweite eingestellte Ventilhubprofil angewendet wird, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl während des Wechsels von einem Verbrennungsmotormodus zu einem elektrischen Modus niedriger ist als der Schwellenwert.
  • In einem Beispiel können das erste und zweite eingestellte Ventilhubprofil, die jeweils während des Wechsels von einem elektrischen Modus zu einem Verbrennungsmotormodus und von einem Verbrennungsmotormodus zu einem elektrischen Modus verwendet werden, aus einer Vielzahl eingestellter Ventilhubprofile ausgewählt werden, die ein erstes Profil einschließen, das ein Auslassventilereignis in jedem eines Ausstoßtakts und eines Verdichtungstakts eines Zylinderzyklus und ein Einlassventilereignis in jedem eines Ansaugtakts und eines Arbeitstakts des Zylinderzyklus aufweist, wobei ein Spitzenventilhub des ersten Profils einem Spitzenventilhub des nicht eingestellten Standardventilhubprofils entspricht. Die Vielzahl eingestellter Ventilhubprofile kann ferner ein zweites Profil einschließen, wobei das eine oder beide eines Einlassventils und eines Auslassventils von jedem Zylinder während jedes Takts des Zylinderzyklus mit einem festen Hub offen gehalten werden, wobei der feste Hub kleiner ist als der Spitzenventilhub des ersten Profils. Die Vielzahl eingestellter Ventilhubprofile kann ferner ein drittes Profil einschließen, wobei das eine oder beide eines Einlassventils und eines Auslassventils von jedem Zylinder während jedes Takts des Zylinderzyklus mit einem schwankenden Hub offen gehalten werden, wobei der schwankende Hub einen anfänglichen Hub zu einem Beginn und an einem Ende jedes Takts des Zylinderzyklus und einen Spitzenventilhub in einer Mitte jedes Takts des Zylinderzyklus einschließt, wobei der Spitzenventilhub des dritten Profils dem Spitzenventilhub des ersten Profils entspricht oder kleiner als dieser ist, wobei der anfängliche Hub des dritten Profils dem festen Hub des zweiten Profils entspricht oder kleiner als dieser ist. Die Vielzahl eingestellter Ventilhubprofile kann außerdem ferner ein viertes Profil einschließen, wobei das eine oder beide eines Einlassventils und eines Auslassventils von jedem Zylinder während jedes Takts des Zylinderzyklus mit einem schwankenden Hub offen gehalten werden, wobei der schwankende Hub einen anfänglichen Hub, wenn sich ein Kolben in jedem Takt des Zylinderzyklus im OT befindet und einen Spitzenventilhub in einer Mitte jedes Takts des Zylinderzyklus und wenn sich der Kolben in jedem Takt des Zylinderzyklus im UT befindet, einschließt, wobei der Spitzenventilhub des vierten Profils dem Spitzenventilhub des ersten Profils entspricht oder kleiner als dieser ist, wobei der anfängliche Hub des vierten Profils dem festen Hub des zweiten Profils entspricht oder kleiner als dieser ist.
  • Auf diese Weise werden Drehmomentschwankungen und NVH verringert, die mit einem Drosseln des Verbrennungsmotors und einem Anziehen des Verbrennungsmotors verknüpft sind.
  • 4 zeigt eine Abbildung 400 beispielhafter Ventilhubprofile. Jedes Ventilhubprofil 410–450 zeigt eine Ventilansteuerung und einen Ventilhub in Bezug auf eine Kolbenposition in einem Verbrennungsmotorzyklus für einen gegebenen Verbrennungsmotorzylinder an. Während des Anlassens eines Verbrennungsmotors kann eine Verbrennungsmotorsteuerung, während der Verbrennungsmotor gekurbelt wird, konfiguriert sein, um eines der Ventilhubprofile auszuwählen, um Zylinderdrehmomentschwankungen zu verringern. Zusätzlich kann die Verbrennungsmotorsteuerung, während des Abschaltens eines Verbrennungsmotors, während der Verbrennungsmotor in den Ruhezustand ausläuft, konfiguriert sein, um ein anderes der Ventilhubprofile auszuwählen, um Zylinderdrehmomentschwankungen zu verringern. Die Verbrennungsmotorposition wird entlang der x-Achse in Kurbelwinkelgrad (CAD) abgebildet.
  • Die Kurve 408 bildet Kolbenpositionen (entlang der y-Achse) ab, in Bezug auf ihre Lage vom oberen Totpunkt (OT) und/oder vom unteren Totpunkt (UT), und ferner in Bezug auf ihre Lage innerhalb der vier Takte (Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstoßen) eines Verbrennungsmotorzyklus. Wie durch die sinusförmige Kurve 408 angezeigt, bewegt sich ein Kolben vom OT allmählich nach unten, wobei er am Ende des Arbeitstakts am UT abflacht. Der Kolben kehrt dann am Ende des Ausstoßtakts nach oben zum OT zurück. Der Kolben bewegt sich dann während des Ansaugtakts wieder zurück nach unten zum UT, wobei er am Ende des Verdichtungstakts zu seiner ursprünglichen oberen Position beim OT zurückkehrt.
  • Ein erstes Ventilhubprofil wird bei 410 gezeigt. Das erste Ventilhubprofil kann ein Standardventilhubprofil sein, das während der Zylinderverbrennung verwendet wird. Die Kurven 402 und 404 bilden Ventilansteuerungen für ein Auslassventil (gestrichelte Kurve 402) und ein Einlassventil (durchgehende Kurve 404) während eines normalen Verbrennungsmotorbetriebs ab. Wie veranschaulicht, kann ein Auslassventil genau dann geöffnet werden, wenn der Kolben am Ende des Arbeitstakts abflacht. Das Auslassventil kann sich dann schließen, wenn der Kolben den Ausstoßtakt abschließt, wobei es zumindest geöffnet bleibt, bis ein anschließender Ansaugtakt begonnen hat. Ein Spitzenhub des Ventils (der für einen höchsten Grad der Öffnung oder des Hubs des Auslassventils repräsentativ ist) tritt in der Mitte des Ausstoßtakts auf, wenn sich der Kolben ungefähr auf der Hälfte des Weges zwischen dem OT und dem UT befindet. Auf die gleiche Art und Weise kann ein Einlassventil zu Beginn eines Ansaugtakts oder davor geöffnet werden und zumindest geöffnet bleiben, bis ein anschließender Verdichtungstakt begonnen hat. Ein Spitzenhub des Ventils (der für einen höchsten Grad der Öffnung oder des Hubs des Einlassventils repräsentativ ist) tritt in der Mitte des Ansaugtakts auf, wenn sich der Kolben ungefähr auf der Hälfte des Weges zwischen dem OT und dem UT befindet. In dem abgebildeten Beispiel weisen beide Ventile einen Spitzenventilhub L1 auf.
  • Als eine Folge der Unterschiede hinsichtlich der zeitlichen Ansteuerung zwischen dem Schließen des Auslassventils und dem Öffnen des Einlassventils können sowohl das Einlass- als auch das Auslassventil vor dem Ende des Ausstoßtakts und nach dem Beginn des Ansaugtakts für kurze Zeit geöffnet sein. Dieser Zeitraum, in dem beide Ventile geöffnet sein können, wird als ein positive Überschneidung 406 vom Einlass- zum Auslassventil (oder lediglich als positive Ventilüberschneidung) bezeichnet, was durch einen schraffierten Bereich an dem Schnittpunkt der Kurven 402 und 404 dargestellt wird. In einem Beispiel kann die positive Überschneidung 406 vom Einlass- zum Auslassventil einer Standardnockenposition des Verbrennungsmotors während eines Kaltstarts des Verbrennungsmotors entsprechen.
  • Ein zweites Ventilhubprofil wird bei 420 gezeigt. Das zweite Ventilhubprofil kann eines von einer Vielzahl von alternativen Ventilhubprofilen sein, die während eines Verbrennungsmotordrossel- oder eines Verbrennungsmotoranziehereignisses verwendet werden. Die Kurven 422 und 428 (gestrichelte Kurven) bilden Ventilansteuerungen für ein Auslassventil ab, während die Kurven 424 und 426 Ventilansteuerungen für ein Einlassventil (durchgehende Kurven) während des Kurbelns des Verbrennungsmotors und außerdem während des Auslaufens des Verbrennungsmotors in den Ruhezustand abbilden. Wie veranschaulicht, kann ein Auslassventil genau dann geöffnet werden, wenn der Kolben am Ende des Arbeitstakts abflacht. Das Auslassventil kann sich dann schließen, wenn der Kolben den Ausstoßtakt abschließt, wobei es zumindest geöffnet bleibt, bis ein anschließender Ansaugtakt begonnen hat. Auf die gleiche Art und Weise kann ein Einlassventil zu Beginn eines Ansaugtakts oder davor geöffnet werden und zumindest geöffnet bleiben, bis ein anschließender Verdichtungstakt begonnen hat. Eine zusätzliche Reihe von Einlass- und Auslassventilereignissen wird in den Verdichtungs- und Arbeitstakten des Zyklus dupliziert. Insbesondere kann das Auslassventil außerdem genau dann geöffnet werden, wenn der Kolben am Ende des Ansaugtakts abflacht. Das Auslassventil kann sich dann schließen, wenn der Kolben den Verdichtungstakt abschließt, wobei es zumindest geöffnet bleibt, bis ein anschließender Arbeitstakt begonnen hat. Auf die gleiche Art und Weise kann das Einlassventil außerdem zu Beginn eines Arbeitstakts oder davor geöffnet werden und zumindest geöffnet bleiben, bis ein anschließender Ausstoßtakt begonnen hat. Das heißt, dass das alternative Ventilhubprofil 420 in Bezug auf das Standardventilhubprofil ein zusätzliches Einlassventilereignis und Auslassventilereignis einschließt. Ein Spitzenhub des Auslassventils tritt in der Mitte des Ausstoßtakts und des Verdichtungstakts auf, wenn sich der Kolben ungefähr auf der Hälfte des Weges zwischen dem OT und dem UT befindet. Ein Spitzenhub des Einlassventils tritt in der Mitte des Ansaugtakts und des Arbeitstakts auf, wenn sich der Kolben ungefähr auf der Hälfte des Weges zwischen dem OT und dem UT befindet. Das duplizierte Einlassventilereignis und Auslassventilereignis, die zu dem Arbeits- bzw. Verdichtungstakt hinzugefügt werden, weisen den gleichen Grad der Ventilöffnung auf wie ihre Gegenstücke in den Ansaug- und Ausstoßtakten, einschließend den gleichen Spitzenhub L1 in der Mitte des entsprechenden Kolbenhubs.
  • Ein drittes Ventilhubprofil wird bei 430 gezeigt. Das dritte Ventilhubprofil kann ebenso eines von einer Vielzahl von alternativen Ventilhubprofilen sein, die während eines Verbrennungsmotordrossel- oder eines Verbrennungsmotoranziehereignisses verwendet werden. Die Linie 432 bildet Ventilansteuerungen für eines oder mehrere von dem Einlassventil und dem Auslassventil während des Kurbelns des Verbrennungsmotors und außerdem während des Auslaufens des Verbrennungsmotors in den Ruhezustand ab. Wie veranschaulicht, werden die Einlass- und Auslassventile für alle Ventilereignisse mit einem festen Hub betrieben, wobei der feste Hub für alle Takte des Zylinderzyklus beibehalten wird. Anders ausgedrückt, bleiben das Einlassventil und Auslassventil für alle Takte des Zylinders mit dem Ventilhub L2 geöffnet. Der Ventilhub L2 ist kleiner als der Spitzenhub L1, der in jedem der Ventilhubprofile 410 und 420 angewendet wird. Der Ventilhub L2 ist konzipiert um niedrig genug zu sein, um eine Störung von dem Kolben zum Ventil an dem OT zu vermeiden. Indem die Ventile jedes Zylinders mit dem festen niedrigen Hub offen gehalten werden, können Verdichtungsimpulse bei niedriger UpM, die gemeinhin beim Kurbeln und Auslaufen des Verbrennungsmotors auftreten, verringert werden.
  • Ein viertes Ventilhubprofil wird bei 440 gezeigt. Das vierte Ventilhubprofil kann ebenso eines von einer Vielzahl von alternativen Ventilhubprofilen sein, die während eines Verbrennungsmotordrossel- oder eines Verbrennungsmotoranziehereignisses verwendet werden. Das vierte Ventilhubprofil 440 weist für alle der bei Kurve 442 abgebildeten Ventilereignisse einen schwankenden niedrigen Hub auf. In dem vierten Ventilhubprofil werden die Einlass- und Auslassventile für alle Ventilereignisse in allen Takten des Zylinderzyklus zumindest mit einem minimalen Hub L3 betrieben, wobei der minimale Hub in der Mitte jedes Kolbenhubs auf einen Spitzenhub L4 ansteigt. Hierin kann jedes Ventil mit dem minimalen Hub offen gehalten werden, wenn der Kolben am Ende jedes Takts abflacht, wobei der Ventilhub durch die Mitte jedes Kolbenhubs ansteigt und dann zu dem minimalen Hub zurückkehrt, wenn der Kolben den Takt abschließt. Der minimale Hub L3 kann dem Ventilhub L2 des Profils mit festem Hub entsprechen, das bei 430 gezeigt wird oder kleiner als dieser sein. Der Spitzenhub L4 kann dem Ventilhub L1 des zweiten Hubprofils entsprechen, das bei 420 gezeigt wird oder kleiner als dieser sein.
  • Ein fünftes Ventilhubprofil wird bei 450 gezeigt. Das fünfte Ventilhubprofil kann ebenso eines von einer Vielzahl von alternativen Ventilhubprofilen sein, die während eines Verbrennungsmotordrossel- oder eines Verbrennungsmotoranziehereignisses verwendet werden. Das fünfte Ventilhubprofil 450 weist außerdem für alle der Ventilereignisse, wie bei Kurve 452 abgebildet, einen schwankenden niedrigen Hub auf. In dem fünften Ventilhubprofil werden die Einlass- und Auslassventile für alle Ventilereignisse in allen Takten des Zylinderzyklus zumindest mit einem minimalen Hub L3 betrieben, wobei der minimale Hub in der Mitte jedes Kolbenhubs auf einen Spitzenhub L4 ansteigt. Jedoch wird der Ventilhub bei dem Spitzenhub gehalten, wenn der Kolben am Ende der Arbeits- und Ansaugtakte den UT erreicht und selektiv auf den minimalen Hub verringert, wenn der Kolben am Ende der Ausstoß- und Verdichtungstakte den OT erreicht. Das heißt, dass der Ventilhub nicht verringert wird, wenn der Kolben den UT erreicht. Der minimale Hub L3 kann dem Ventilhub L2 des Profils mit festem Hub entsprechen, das bei 430 gezeigt wird oder kleiner als dieser sein. Der Spitzenhub L4 kann dem Ventilhub L1 des zweiten Hubprofils entsprechen, das bei 420 gezeigt wird oder kleiner als dieser sein.
  • Es versteht sich, dass das Profil für jedes alternative Ventilhubprofil für alle vier Zylindertakte (Ansaug-, Verdichtungs-, Arbeits-, Ausstoßtakt) während eines Zylinderereignisses gleich (oder wie angezeigt) sein kann. Das alternative Ventilhubprofil kann für alle Einlass- und Auslassventile oder lediglich die zwei Einlassventile oder lediglich die zwei Auslassventile oder lediglich für ein Ventil (entweder Einlass- oder Auslassventil) angewendet werden. In einem Beispiel kann diese Entscheidung während der Phase der Konstruktion des Verbrennungsmotors getroffen werden, sodass das bestimmte Profil dann für das- bzw. diejenigen Ventil(e) für jedes Verbrennungsmotorwiederanlass-/-anzieh- und jedes Verbrennungsmotorabschaltungs-/-drosselereignis angewendet wird. Alternativ kann die Steuerung auswählen, für welche Ventile das ausgewählte Profil während des Verbrennungsmotorwiederanlass- oder -abschaltungsereignisses auf Grundlage von Verbrennungsmotor- und Fahrzeugbedingungen zu diesem Zeitpunkt angewendet werden soll.
  • In Bezug auf 5 werden nun beispielhafte Einstellungen von Ventilhubprofilen während des Betriebs eines Hybridelektrofahrzeugs in Abbildung 500 gezeigt. Die Abbildung 500 bildet Folgendes ab: Änderungen einer Position des Fahrzeugführerpedals (PP) bei Diagramm 502, die Verbrennungsmotordrehzahl bei Diagramm 504, die Kraftstoffversorgung des Verbrennungsmotors (ein- oder abgeschaltet) bei Diagramm 508, die Verbrennungsmotordrehmomentausgabe bei Diagramm 510, einen Batterieladestatus (SOC) bei Diagramm 512, die Elektromotordrehmomentausgabe bei Diagramm 514 und die Fahrzeuggeschwindigkeit bei Diagramm 516. Die Auswahl eines Ventilhubprofils wird bei Diagramm 506 abgebildet, wobei ein Ventilhubprofil aus Profil_1 bis Profil_5 ausgewählt wird. Hierin kann Profil_5 ein Standardprofil sein, das während der Zylinderverbrennung ausgewählt wird, während die Profile_1–4 alternative Ventilhubprofile sind, die bei Verbrennungsmotoranzieh- und -drosselereignissen ausgewählt werden. Zum Beispiel können die Profile_1–4 ein beliebiges der Profile 420–450 aus 4 einschließen. Alle Diagramme werden gegenüber der Zeit (entlang der x-Achse) gezeigt. Wesentliche Zeitpunkte während des Fahrzeugbetriebs werden bei t1–t9 gezeigt.
  • Vor t1 wird das Hybridfahrzeug in einem ausschließlich elektrischen Modus betrieben, in dem die Fahrzeugräder unter Verwendung des Elektromotordrehmoments angetrieben werden. In einem Beispiel erfolgt der Fahrzeugbetrieb im elektrischen Modus als Reaktion auf einen geringeren Fahrerbedarf (Diagramm 502). Da das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotordrehmoments angetrieben wird, wird die Kraftstoffversorgung des Verbrennungsmotors deaktiviert (Diagramm 508), und der SOC der Batterie kann stufenweise abnehmen, da Batterieleistung entzogen wird, um das Elektromotordrehmoment bereitzustellen (Diagramm 512).
  • Bei t1 kann das Fahrzeug als Reaktion auf einen Anstieg des Fahrerbedarfs (wie etwa aufgrund einer Betätigung des Gaspedals durch den Fahrzeugführer) in einen Verbrennungsmotormodus überführt werden, wobei lediglich das Verbrennungsmotordrehmoment verwendet wird, um das Fahrzeug anzutreiben und den Fahrerbedarf zu decken. Hierin ist der Übergang zu dem Verbrennungsmotormodus dem Anstieg des Fahrerbedarfs geschuldet, der ein Drehmoment übersteigt, das von dem Elektromotor erzeugt werden kann. Insbesondere wird bei t1 der Verbrennungsmotor angezogen, wobei der Verbrennungsmotor wiederangelassen wird, während das Fahrzeug über den Elektromotor angetrieben wird. Das Anziehen des Verbrennungsmotors schließt das Wiederaufnehmen der Kraftstoffzufuhr und der Kraftstoffverbrennung in den Zylindern des Verbrennungsmotors und den Anstieg einer Verbrennungsmotordrehmomentausgabe auf Grundlage des Fahrerbedarfs ein.
  • Um Pumpverluste während des Anziehens des Verbrennungsmotors zu verringern, kann der Verbrennungsmotor mit einem ausgewählten Ventilhubprofil_1 gekurbelt werden (Diagramm 506). Zwischen t1 und t2 wird, während der Verbrennungsmotor kurbelt und sich zu der Schwellendrehzahl 505 bewegt, das Profil_1 beibehalten. Bei t2 kann der Ventilhub, sobald die Schwellendrehzahl 505 überschritten ist und der Verbrennungsmotor eine Leerlaufdrehzahl erreicht, über eine Betätigung eines Nockenprofilaktors zu Profil_2 übergehen. Hierin wird Profil_1 während des Kurbelns angewendet, während Profil_2 während des Leerlaufs angewendet wird. Profil_1 schließt eines der Ventilhubprofile 420–450 aus 4 ein und Profil_2 schließt ein anderes der Ventilhubprofile 420–450 aus 4 ein. Danach kann der Ventilhub, während das Verbrennungsmotordrehmoment angehoben wird, um dem Fahrerbedarf gerecht zu werden, über eine Betätigung des Nockenprofilaktors zu Profil_5, dem Standardventilhubprofil für die Verbrennung, übergehen. Profil_5 wird dann beibehalten. Während der Verbrennungsmotor wiederangelassen und gekurbelt wird, werden Drehmomenttransienten unter Verwendung eines Elektromotordrehmoments angegangen, um die vom Fahrer angeforderte Fahrzeuggeschwindigkeit beizubehalten. Dann wird der Elektromotor, sobald der Verbrennungsmotor ausreichend angelaufen und dazu in der Lage ist, dem Drehmomentbedarf gerecht zu werden, deaktiviert, was dazu führt, dass die Elektromotordrehmomentausgabe unterbrochen und der SOC der Batterie beibehalten wird. Bei t13 liegt ein Abfall des Drehmomentbedarfs und der angeforderten Fahrzeuggeschwindigkeit vor, und das Fahrzeug geht in einen Hilfsmodus über, wobei ein Teil des angeforderten Drehmoments unter Verwendung des Verbrennungsmotordrehmoments gedeckt wird und ein restlicher Teil des Drehmoments unter Verwendung des Elektromotordrehmoments gedeckt wird, wodurch der Kraftstoffverbrauch verringert wird. Da die Verbrennung im Verbrennungsmotor fortgesetzt wird, wird Profil_5 beibehalten, während die Verbrennungsmotordrehmomentausgabe verringert wird und die Elektromotordrehmomentausgabe mit einem entsprechenden Abfall des SOC der Batterie erhöht wird.
  • Bei t4 liegt ein weiterer Abfall des Drehmomentbedarfs und der angeforderten Fahrzeuggeschwindigkeit vor, und das Fahrzeug kehrt in den elektrischen Modus zurück, wobei das gesamte angeforderte Drehmoment unter Verwendung des Elektromotordrehmoments gedeckt wird. Hierin ist der Übergang zu dem elektrischen Modus dem Abfall des Fahrerbedarfs auf ein Niveau geschuldet, das von dem Elektromotor allein erzeugt werden kann. Insbesondere wird bei t4 der Verbrennungsmotor gedrosselt, wobei der Verbrennungsmotor abgeschaltet wird, während das Fahrzeug über den Elektromotor angetrieben wird. Das Drosseln des Verbrennungsmotors schließt die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr und der Kraftstoffverbrennung in den Zylindern des Verbrennungsmotors und das Auslaufen des Verbrennungsmotors in den Ruhezustand ein. Als Folge des Drosselns wird die Verbrennungsmotordrehmomentausgabe verringert.
  • Um Pumpverluste während des Drosselns des Verbrennungsmotors zu verringern, kann Profil_5 beibehalten werden, bis die Verbrennungsmotordrehzahl die Schwellendrehzahl 505 erreicht und dann geht der Ventilhub über eine Betätigung des Nockenprofilaktors zu Profil_3 über. Profil_3 wird dann beibehalten, bis der Verbrennungsmotor in den Ruhezustand ausläuft. Profil_3 schließt noch ein anderes der Ventilhubprofile 420–450 aus 4 ein und ermöglicht, dass der Verbrennungsmotor bei einer gewünschten Stoppposition in den Ruhezustand ausläuft. Profil_3 unterscheidet sich von dem Ventilhubprofil, das während des Anziehens des Verbrennungsmotors angewendet wird. Während der Verbrennungsmotor gedrosselt wird, werden Drehmomenttransienten unter Verwendung eines Elektromotordrehmoments angegangen, um die vom Fahrer angeforderte Fahrzeuggeschwindigkeit beizubehalten. Bei t5 wird der Elektromotor als Reaktion auf eine Anfrage zum Abschalten des Fahrzeugs ebenso deaktiviert, woraus sich eine Unterbrechung der Elektromotordrehmomentausgabe ergibt.
  • Es versteht sich, dass, wenn die Anfrage zum Abschalten des Fahrzeugs bei t4 empfangen worden wäre, während der Verbrennungsmotor läuft und Kraftstoff verbrennt, der Verbrennungsmotor hätte abgeschaltet werden können, indem der Ventilhub zu einem alternativen Abschaltungsprofil, wie etwa Profil_4, übergeht, nachdem die Verbrennungsmotordrehzahl zu der Schwellendrehzahl abgefallen ist. Alternativ kann das gleiche Ventilhubprofil (Profil_3) für alle Verbrennungsmotorabschaltungsereignisse angewendet werden.
  • Bei t6 wird eine Anfrage zum Wiederanlassen des Fahrzeugs empfangen. Als Reaktion auf die Anfrage zum Wiederanlassen des Fahrzeugs wird der Verbrennungsmotor wiederangelassen und gekurbelt und das Fahrzeug wird in den Verbrennungsmotormodus bewegt. Insbesondere wird der Verbrennungsmotor bei t6 wiederangelassen, um das Fahrzeug anzutreiben. Das Wiederanlassen des Verbrennungsmotors schließt das Wiederaufnehmen der Kraftstoffzufuhr und der Kraftstoffverbrennung in den Zylindern des Verbrennungsmotors und den Anstieg einer Verbrennungsmotordrehmomentausgabe auf Grundlage des Fahrerbedarfs ein. Um Pumpverluste während des Wiederanlassens des Verbrennungsmotors zu verringern, kann der Verbrennungsmotor mit einem ausgewählten Ventilhubprofil_4 gekurbelt werden. Profil_4 schließt noch ein anderes der Ventilhubprofile 420–450 aus 4 ein. Hierin unterscheidet sich das Profil, das während des Wiederanlassens eines Verbrennungsmotors während des Anlassens eines Fahrzeugs ausgewählt wird, von dem Profil, das während des Anziehens eines Verbrennungsmotors ausgewählt wird, wobei das Fahrzeug unter Verwendung eines Elektromotordrehmoments angetrieben wird. Profil_4 wird beibehalten, während der Verbrennungsmotor kurbelt und sich zu der Schwellendrehzahl 505 sowie in einen Bereich mit einer Leerlaufdrehzahl bewegt. Bei t7 kann der Ventilhub, sobald jede der Schwellendrehzahl 505 und der Leerlaufdrehzahl überschritten wird, über eine Betätigung des Nockenprofilaktors zu Profil_5 übergehen. Profil_5 wird dann beibehalten.
  • Während des Verbrennungsmotorbetriebs mit Profil_5 wird eine Verbrennungsmotorausgabe eingestellt, um die angeforderte Fahrzeuggeschwindigkeit bereitzustellen und die Batterie aufzuladen. Folglich beginnt der SOC zu steigen.
  • Bei t8 wird das Fahrzeug als Reaktion auf einen Abfall des Drehmomentbedarfs sowie darauf, dass ein ausreichender SOC der Batterie verfügbar ist, in den elektrischen Modus bewegt, wobei das gesamte angeforderte Drehmoment unter Verwendung des Elektromotordrehmoments gedeckt wird. Insbesondere wird bei t8 der Verbrennungsmotor gedrosselt, wobei der Verbrennungsmotor abgeschaltet wird, während das Fahrzeug über den Elektromotor angetrieben wird. Das Drosseln des Verbrennungsmotors schließt die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr und der Kraftstoffverbrennung in den Zylindern des Verbrennungsmotors und das Auslaufen des Verbrennungsmotors in den Ruhezustand ein. Als Folge des Drosselns wird die Verbrennungsmotordrehmomentausgabe verringert.
  • Um Pumpverluste während des Drosselns des Verbrennungsmotors zu verringern, geht der Ventilhub über eine Betätigung des Nockenprofilaktors als Reaktion auf den Abfall des Fahrerbedarfs zu Profil_3 über. Profil_3 wird dann beibehalten, bis der Verbrennungsmotor in den Ruhezustand ausläuft. Profil_3 ermöglicht, dass der Verbrennungsmotor bei einer gewünschten Stoppposition in den Ruhezustand ausläuft. Während der Verbrennungsmotor gedrosselt wird, werden Drehmomenttransienten unter Verwendung eines Elektromotordrehmoments angegangen, um die vom Fahrer angeforderte Fahrzeuggeschwindigkeit beizubehalten. Danach wird lediglich das Elektromotordrehmoment verwendet, um das Fahrzeug anzutreiben.
  • In einem alternativen Beispiel kann das Verbrennungsmotorsystem lediglich mit zwei Ventilhubprofilen betrieben werden, einschließend ein Standardventilhubprofil, das während der regulären Zylinderverbrennung angewendet wird plus ein alternatives Profil für Verbrennungsmotorwiederanlass- und abschaltungsereignisse. Hierin kann das zu verwendende alternative Profil auf Grundlage von Problemen hinsichtlich der Konstruktion des Aktors und anderen Einschränkungen vorausgewählt werden (aus den zuvor aufgelisteten ersten bis vierten alternativen Ventilhubprofilen). Die Steuerung kann auswählen, wann das Standardventilhubprofil (z. B. normal) verwendet werden soll und wann das alternative Ventilhubprofil verwendet werden soll. Dadurch werden die Steuerkomplexität und Komponentenanforderungen des Verbrennungsmotorsystems verringert.
  • Auf diese Art und Weise können alternative Ventilhubprofile während des Kurbelns des Verbrennungsmotors und während Verbrennungsmotorabschaltungsereignissen verwendet werden, um Zylinderdrücke zu verringern. Folglich werden Drehmomentschwankungen, die während dieser Ereignisse auftreten sowie zugehörige NVH verringert. Der technische Effekt der Verringerung des Zylinderdrucks liegt darin, dass weniger Verbrennungsmotorleistung beim Versuch verlorengeht, den Zylinderdruck zu überwinden, wodurch die Fahrzeugleistung verbessert wird. Im Zusammenhang eines Hybridfahrzeugs kann die Verringerung des Zylinderdrucks dazu führen, dass das Hybridfahrzeug für längere Zeit in einem elektrischen betrieben wird, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird. Zusätzlich kann das Wiederanlassen eines Verbrennungsmotors aufgrund des Wiederanlassens wegen einer Umentscheidung des Fahrers nahtloser mit weniger unangenehmen Geräuschen für den Fahrzeugführer durchgeführt werden. Darüber hinaus können das Abschalten und Wiederanlassen des Verbrennungsmotors mit einer höheren Wiederholbarkeit durchgeführt werden.
  • Ein beispielhaftes Verfahren für ein Hybridfahrzeug umfasst Folgendes: als Reaktion auf ein Verbrennungsmotordrossel- oder -anziehereignis, Betätigen eines Nockenstellers, während des Drosselns oder Anziehens eines Verbrennungsmotors, um eines oder beide eines Einlassventils und eines Auslassventils von jedem Zylinder gemäß einem eingestellten Ventilhubprofil zu betreiben, das sich von einem nicht eingestellten Ventilhubprofil unterscheidet, das während der Zylinderverbrennung verwendet wird, wobei das eingestellte Ventilhubprofil einen niedrigeren Zylinderverdichtungsdruck ermöglicht als das nicht eingestellte Ventilhubprofil; und Auswählen des eingestellten Profils auf Grundlage eines Ladestatus einer Energiespeichervorrichtung. In dem vorhergehenden Beispiel schließt das Anziehen des Verbrennungsmotors das Einleiten der Kraftstoffzufuhr und Kraftstoffverbrennung in dem Verbrennungsmotor ein, um den Verbrennungsmotor aus dem Ruhezustand anlaufen zu lassen, und schließt das Drosseln des Verbrennungsmotors das Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr zu und Kraftstoffverbrennung in dem Verbrennungsmotor ein, um den Verbrennungsmotor in den Ruhezustand auslaufen zu lassen. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele weist das eingestellte Ventilhubprofil zusätzlich oder optional einen Ventilhub auf, der sich von dem Ventilhub des nicht eingestellten Profils unterscheidet, und das Auswählen basiert ferner auf einem oder mehreren von einem Abstand vom Kolben zum Ventil und einer gewünschten Verbrennungsmotorstoppposition. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele schließt das Auswählen zusätzlich oder optional das Auswählen aus einer Vielzahl eingestellter Ventilhubprofile ein, einschließend ein erstes eingestelltes Ventilhubprofil, das ein Auslassventilereignis in jedem eines Ausstoßtakts und eines Verdichtungstakts eines Zylinderzyklus und ein Einlassventilereignis in jedem eines Ansaugtakts und eines Arbeitstakts des Zylinderzyklus aufweist, wobei ein Spitzenventilhub des ersten eingestellten Ventilhubprofils einem Spitzenventilhub des eingestellten Ventilhubprofils entspricht. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele schließt die Vielzahl eingestellter Ventilhubprofile zusätzlich oder optional ferner ein zweites eingestelltes Ventilhubprofil ein, wobei das eine oder beide eines Einlassventils und eines Auslassventils von jedem Zylinder während jedes Takts des Zylinderzyklus mit einem festen Hub offen gehalten werden, wobei der feste Hub kleiner ist als der Spitzenventilhub des ersten eingestellten Ventilhubprofils. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele schließt die Vielzahl eingestellter Ventilhubprofile zusätzlich oder optional ferner ein drittes eingestelltes Ventilhubprofil ein, wobei das eine oder beide eines Einlassventils und eines Auslassventils von jedem Zylinder während jedes Takts des Zylinderzyklus mit einem schwankenden Hub offen gehalten werden, wobei der schwankende Hub einen anfänglichen Hub zu einem Beginn und an einem Ende jedes Takts des Zylinderzyklus und einen Spitzenventilhub in einer Mitte jedes Takts des Zylinderzyklus einschließt, wobei der Spitzenventilhub des dritten Profils dem Spitzenventilhub des ersten eingestellten Ventilhubprofils entspricht oder kleiner als dieser ist, wobei der anfängliche Hub des dritten Profils dem festen Hub des zweiten eingestellten Ventilhubprofils entspricht oder kleiner als dieser ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele schließt die Vielzahl eingestellter Ventilhubprofile zusätzlich oder optional ferner ein viertes eingestelltes Ventilhubprofil ein, wobei das eine oder beide eines Einlassventils und eines Auslassventils von jedem Zylinder während jedes Takts des Zylinderzyklus mit einem schwankenden Hub offen gehalten werden, wobei der schwankende Hub einen anfänglichen Hub, wenn sich ein Kolben in jedem Takt des Zylinderzyklus im OT befindet und einen Spitzenventilhub in einer Mitte jedes Takts des Zylinderzyklus und wenn sich der Kolben in jedem Takt des Zylinderzyklus im UT befindet, einschließt, wobei der Spitzenventilhub des vierten Profils dem Spitzenventilhub des ersten eingestellten Ventilhubprofils entspricht oder kleiner als dieser ist, wobei der anfängliche Hub des vierten Profils dem festen Hub des zweiten eingestellten Ventilhubprofils entspricht oder kleiner als dieser ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele schließt das Auswählen zusätzlich oder optional Folgendes ein: Auswählen von einem des ersten, zweiten, dritten und vierten Profils, wenn der Ladestatus höher ist und Auswählen eines anderen des ersten, zweiten, dritten und vierten Profils, wenn der Ladestatus niedriger ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele schließt das Verfahren ferner zusätzlich oder optional Folgendes ein: Auswählen von einem des ersten, zweiten, dritten und vierten Profils während des Verbrennungsmotordrosselereignisses und Auswählen eines anderen des ersten, zweiten, dritten und vierten Profils während des Verbrennungsmotoranziehereignisses. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele schließt das Auswählen zusätzlich oder optional ferner das Auswählen einer Anzahl und einer Identität von dem einen oder beiden eines Einlassventils und eines Auslassventils von jedem Zylinder ein. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional Folgendes: während des Verbrennungsmotoranziehereignisses, Betreiben mit dem eingestellten Ventilhubprofil, bis eine Verbrennungsmotordrehzahl über einer Schwellendrehzahl liegt und dann Übergehen zu dem nicht eingestellten Ventilhubprofil; und während des Verbrennungsmotordrosselereignisses, Betreiben mit dem nicht eingestellten Ventilhubprofil, bis die Verbrennungsmotordrehzahl unter der Schwellendrehzahl liegt und dann Übergehen zu dem eingestellten Ventilhubprofil. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional ferner Folgendes: während des Betriebs mit dem nicht eingestellten Ventilhubprofil, Ausgleichen eines Defizits des Fahrerbedarfs über ein Elektromotordrehmoment von einem an die Energiespeichervorrichtung gekoppelten Elektromotor.
  • Ein anderes beispielhaftes Verfahren für ein Hybridfahrzeug umfasst Folgendes: während eines Wechsels von einem elektrischen Modus zu einem Verbrennungsmotormodus des Fahrzeugbetriebs, Betreiben aller Ventile jedes Verbrennungsmotorzylinders gemäß einem ersten eingestellten Ventilhubprofil vor dem Übergang zu einem Standardventilhubprofil; und während eines Wechsels von einem Verbrennungsmotormodus zu einem elektrischen Modus des Fahrzeugbetriebs, Übergehen von einem Standardventilhubprofil zu dem Betrieb aller Ventile jedes Verbrennungsmotorzylinders gemäß einem zweiten, anderen eingestellten Ventilhubprofil, wobei ein Zylinderverdichtungsdruck in jedem des ersten und zweiten eingestellten Profils in Bezug auf das Standardventilhubprofil niedriger ist. In dem vorhergehenden Beispiel sowohl während des Wechsels von einem elektrischen Modus zu einem Verbrennungsmotormodus als auch während des Wechsels von einem Verbrennungsmotormodus zu einem elektrischen Modus, zusätzlich oder optional Ausgleichen eines Defizits hinsichtlich des Fahrerbedarfs über ein Elektromotordrehmoment von einem Elektromotor, der an eine Energiespeichervorrichtung gekoppelt ist. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele finden zusätzlich oder optional sowohl der Wechsel von dem elektrischen Modus zu dem Verbrennungsmotormodus als auch der Wechsel von dem Verbrennungsmotormodus zu dem elektrischen Modus automatisch statt, ohne dass eine Eingabe von einem Fahrer des Fahrzeugs empfangen wird und ohne eine Änderung hinsichtlich des Fahrzeugstatus oder eines Schlüsselstatus. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele schließt der Betrieb aller Ventile gemäß dem ersten eingestellten Ventilhubprofil zusätzlich oder optional das Betätigen eines Nockenstellers ein, um ein erstes Nockenprofil auszuwählen, der Betrieb aller Ventile gemäß dem zweiten eingestellten Ventilhubprofil schließt das Betätigen des Nockenstellers ein, um ein zweites, anderes Nockenprofil auszuwählen, und wobei der Betrieb aller Ventile gemäß dem Standardventilhubprofil das Betätigen des Nockenstellers einschließt, um ein Standardnockenprofil auszuwählen. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird das erste eingestellte Ventilhubprofil zusätzlich oder optional angewendet, bis die Verbrennungsmotordrehzahl höher ist als ein Schwellenwert, und wobei das zweite eingestellte Ventilhubprofil angewendet wird, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl niedriger ist als der Schwellenwert.
  • sEin anderes beispielhaftes Hybridfahrzeugsystem umfasst Folgendes: einen Verbrennungsmotor; einen an eine Energiespeichervorrichtung gekoppelten Elektromotor; einen Nockenprofilumschaltmechanismus zum Umschalten zwischen einer Vielzahl von Nockenprofilen, wobei jedes der Vielzahl von Nockenprofilen mit einem alternativen Ventilhubprofil verknüpft ist; und eine Steuerung mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen für Folgendes: als Reaktion auf ein Wiederanlassen des Verbrennungsmotors, das ohne Eingaben von einem Fahrzeugführer ausgelöst wird, Kurbeln des Verbrennungsmotors mit einem ersten der Vielzahl von Nockenprofilen, das ausgewählt ist, um alle Einlassventile und Auslassventile aller Verbrennungsmotorzylinder zumindest mit einem minimalen Ventilhub durch alle Takte eines Zylinderzyklus zu betreiben; nachdem die Verbrennungsmotordrehzahl höher ist als eine Schwellendrehzahl, Übergehen zu einem Standardventilhubprofil, um alle Einlassventile aller Verbrennungsmotorzylinder mit einem schwankenden Hub lediglich durch einen Ansaugtakt des Zylinderzyklus zu betreiben, und alle Auslassventile aller Verbrennungsmotorzylinder mit einem schwankenden Hub lediglich durch einen Ausstoßtakt des Zylinderzyklus zu betreiben. In dem vorhergehenden Beispiel schließt die Steuerung zusätzlich oder optional ferner Anweisungen für Folgendes ein: als Reaktion auf ein Abschalten des Verbrennungsmotors, das ohne Eingaben von einem Fahrzeugführer ausgelöst wird, Auslaufen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffversorgung, und wenn die Verbrennungsmotordrehzahl niedriger ist als der Schwellenwert, Auslaufen des Verbrennungsmotors in den Ruhezustand mit einem zweiten der Vielzahl von Nockenprofilen, das ausgewählt ist, um alle Einlassventile und Auslassventile aller Verbrennungsmotorzylinder zumindest mit dem minimalen Ventilhub durch alle Takte eines Zylinderzyklus zu betreiben. In beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der minimale Ventilhub bei einem Betrieb mit dem ersten oder zweiten Nockenprofil zusätzlich oder optional größer als der minimale Ventilhub bei einem Betrieb mit dem Standardventilhubprofil.
  • Es wird vermerkt, dass die hierin eingeschlossenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Verbrennungsmotor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, einschließend die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Verbrennungsmotorhardware, ausgeführt werden. Die spezifischen hierin beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multi-Tasking, Multi-Threading und Ähnliches. Daher können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Ein(e) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen kann bzw. können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einem nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Verbrennungsmotorsteuersystem programmiert werden soll, in dem die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, einschließend die verschiedenen Verbrennungsmotorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung, ausgeführt werden.
  • Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technologie auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Verbrennungsmotortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und weitere hierin offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein.
  • Die folgenden Patentansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschließen und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Schutzumfang im Vergleich zu den ursprünglichen Ansprüchen aufweisen, darüber hinaus als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 8352153 [0004]
    • US 8412443 [0004]

Claims (15)

  1. Verfahren für ein Hybridfahrzeug, umfassend: als Reaktion auf ein Hybridverbrennungsmotorabschaltungs- oder -wiederanlassereignis, Betätigen eines Nockenstellers, während des Drosselns oder Anziehens eines Verbrennungsmotors, um eines oder beide eines Einlassventils und eines Auslassventils von jedem Zylinder gemäß einem eingestellten Ventilhubprofil zu betreiben, das sich von einem nicht eingestellten Ventilhubprofil unterscheidet, das während der Zylinderverbrennung verwendet wird, wobei das eingestellte Ventilhubprofil einen niedrigeren Zylinderverdichtungsdruck ermöglicht als das nicht eingestellte Ventilhubprofil; und Auswählen des eingestellten Profils auf Grundlage eines Ladestatus einer Energiespeichervorrichtung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Hybridverbrennungsmotorabschaltungs- und Hybridverbrennungsmotorwiederanlassereignis automatisch eintreten, ohne dass eine Eingabe von einem Fahrer des Fahrzeugs empfangen wird und ohne eine Änderung hinsichtlich des Fahrzeugstatus oder eines Schlüsselstatus, und wobei das Wiederanlassen des Verbrennungsmotors das Einleiten der Kraftstoffzufuhr und der Kraftstoffverbrennung in dem Verbrennungsmotor einschließt, um den Verbrennungsmotor aus dem Ruhezustand anlaufen zu lassen, und wobei das Abschalten des Verbrennungsmotors das Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr zu und der Kraftstoffverbrennung in dem Verbrennungsmotor einschließt, um den Verbrennungsmotor in den Ruhezustand auslaufen zu lassen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das eingestellte Ventilhubprofil einen Ventilhub aufweist, der sich von dem Ventilhub des nicht eingestellten Ventilhubprofils unterscheidet, und wobei das Auswählen ferner auf jedem von einem Abstand vom Kolben zum Ventil und einer gewünschten Verbrennungsmotorstoppposition basiert.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auswählen das Auswählen aus einer Vielzahl eingestellter Ventilhubprofile einschließt, einschließend ein erstes eingestelltes Ventilhubprofil, das ein Auslassventilereignis in jedem eines Ausstoßtakts und eines Verdichtungstakts eines Zylinderzyklus und ein Einlassventilereignis in jedem eines Ansaugtakts und eines Arbeitstakts des Zylinderzyklus aufweist, wobei ein Spitzenventilhub des ersten eingestellten Ventilhubprofils einem Spitzenventilhub des nicht eingestellten Ventilhubprofils entspricht.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl eingestellter Ventilhubprofile ferner ein zweites eingestelltes Ventilhubprofil einschließt, wobei das eine oder beide eines Einlassventils und eines Auslassventils von jedem Zylinder während jedes Takts des Zylinderzyklus mit einem festen Hub offen gehalten werden, wobei der feste Hub kleiner ist als der Spitzenventilhub des ersten eingestellten Ventilhubprofils.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Vielzahl eingestellter Ventilhubprofile ferner ein drittes eingestelltes Ventilhubprofil einschließt, wobei das eine oder beide eines Einlassventils und eines Auslassventils von jedem Zylinder während jedes Takts des Zylinderzyklus mit einem schwankenden Hub offen gehalten werden, wobei der schwankende Hub einen anfänglichen Hub zu einem Beginn und an einem Ende jedes Takts des Zylinderzyklus und einen Spitzenventilhub in einer Mitte jedes Takts des Zylinderzyklus einschließt, wobei der Spitzenventilhub des dritten Profils dem Spitzenventilhub des ersten eingestellten Ventilhubprofils entspricht oder kleiner als dieser ist, wobei der anfängliche Hub des dritten Profils dem festen Hub des zweiten eingestellten Ventilhubprofils entspricht oder kleiner als dieser ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Vielzahl eingestellter Ventilhubprofile ferner ein viertes eingestelltes Ventilhubprofil einschließt, wobei das eine oder beide eines Einlassventils und eines Auslassventils von jedem Zylinder während jedes Takts des Zylinderzyklus mit einem schwankenden Hub offen gehalten werden, wobei der schwankende Hub einen anfänglichen Hub, wenn sich ein Kolben in jedem Takt des Zylinderzyklus im OT befindet und einen Spitzenventilhub in einer Mitte jedes Takts des Zylinderzyklus und wenn sich der Kolben in jedem Takt des Zylinderzyklus im UT befindet, einschließt, wobei der Spitzenventilhub des vierten Profils dem Spitzenventilhub des ersten eingestellten Ventilhubprofils entspricht oder kleiner als dieser ist, wobei der anfängliche Hub des vierten Profils dem festen Hub des zweiten eingestellten Ventilhubprofils entspricht oder kleiner als dieser ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Auswählen Folgendes einschließt: Auswählen von einem des ersten, zweiten, dritten und vierten Ventilhubprofils, wenn der Ladestatus höher ist und Auswählen eines anderen des ersten, zweiten, dritten und vierten Ventilhubprofils, wenn der Ladestatus niedriger ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, ferner Folgendes umfassend: Auswählen von einem des ersten, zweiten, dritten und vierten Ventilhubprofils während des Drosselereignisses des Verbrennungsmotors und Auswählen eines anderen des ersten, zweiten, dritten und vierten Ventilhubprofils während des Anziehereignisses des Verbrennungsmotors.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auswählen ferner das Auswählen einer Anzahl und einer Identität von dem einen oder beiden eines Einlassventils und eines Auslassventils von jedem Zylinder einschließt.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, ferner Folgendes umfassend: während des Verbrennungsmotorwiederanlassereignisses, Betreiben mit dem eingestellten Ventilhubprofil, bis eine Verbrennungsmotordrehzahl über einer Schwellendrehzahl liegt und dann Übergehen zu dem nicht eingestellten Ventilhubprofil; und während des Verbrennungsmotorabschaltungsereignisses, Betreiben mit dem nicht eingestellten Ventilhubprofil, bis die Verbrennungsmotordrehzahl unter der Schwellendrehzahl liegt und dann Übergehen zu dem eingestellten Ventilhubprofil.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, ferner Folgendes umfassend: während des Betriebs mit dem nicht eingestellten Ventilhubprofil, Ausgleichen eines Defizits hinsichtlich des Fahrerbedarfs über ein Elektromotordrehmoment von einem Elektromotor, der an die Energiespeichervorrichtung gekoppelt ist.
  13. Hybridfahrzeugsystem, umfassend: einen Verbrennungsmotor; einen an eine Energiespeichervorrichtung gekoppelten Elektromotor; einen Nockenprofilumschaltmechanismus zum Umschalten zwischen einer Vielzahl von Nockenprofilen, wobei jedes der Vielzahl von Nockenprofilen mit einem alternativen Ventilhubprofil verknüpft ist; und eine Steuerung mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen für Folgendes: als Reaktion auf ein Wiederanlassen des Verbrennungsmotors, das ohne Eingaben von einem Fahrzeugführer ausgelöst wird, Kurbeln des Verbrennungsmotors mit einem ersten der Vielzahl von Nockenprofilen, das ausgewählt ist, um alle Einlassventile und Auslassventile aller Verbrennungsmotorzylinder zumindest mit einem minimalen Ventilhub durch alle Takte eines Zylinderzyklus zu betreiben; nachdem die Verbrennungsmotordrehzahl höher ist als eine Schwellendrehzahl, Übergehen zu einem Standardventilhubprofil, um alle Einlassventile aller Verbrennungsmotorzylinder mit einem schwankenden Hub lediglich durch einen Ansaugtakt des Zylinderzyklus zu betreiben, und alle Auslassventile aller Verbrennungsmotorzylinder mit einem schwankenden Hub lediglich durch einen Ausstoßtakt des Zylinderzyklus zu betreiben.
  14. System nach Anspruch 13, wobei die Steuerung weitere Anweisungen für Folgendes einschließt: als Reaktion auf ein Abschalten des Verbrennungsmotors, das ohne Eingaben von dem Fahrzeugführer ausgelöst wird, Auslaufen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffversorgung, und wenn die Verbrennungsmotordrehzahl niedriger ist als der Schwellenwert, Auslaufen des Verbrennungsmotors in den Ruhezustand mit einem zweiten der Vielzahl von Nockenprofilen, das ausgewählt ist, um alle Einlassventile und Auslassventile aller Verbrennungsmotorzylinder zumindest mit dem minimalen Ventilhub durch alle Takte eines Zylinderzyklus zu betreiben.
  15. System nach Anspruch 14, wobei der minimale Ventilhub bei einem Betrieb mit dem ersten oder zweiten Nockenprofil größer ist als der minimale Ventilhub bei einem Betrieb mit dem Standardventilhubprofil.
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