DE102020103225A1

DE102020103225A1 - Verfahren und system zum stoppen und starten eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE102020103225A1
Application number: DE102020103225.0A
Authority: DE
Inventors: M. Scott Christensen; Michael Bastanipour; David Hancock; Alexander O'Connor Gibson
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-02-08
Filing date: 2020-02-07
Publication date: 2020-08-13
Also published as: US20200256262A1; CN111550344A; US11060464B2

Abstract

Die Offenbarung stellt Verfahren und ein System zum Stoppen und Starten eines Fahrzeugs bereit. Systeme und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine werden beschrieben. In einem Beispiel wird die Position eines Motors während eines Motorstopps so eingestellt, dass es weniger wahrscheinlich ist, dass der Motor bei einem Kurbelwellenwinkel stoppt, bei dem das Drehen einer Kraftstoffpumpe das Anlassdrehmoment des Motors aufgrund der von der Kraftstoffpumpe durchgeführten Arbeit erhöhen kann.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft Verfahren und ein System zum Stoppen und Starten eines Motors, der einen integrierten Startergenerator mit Riemenantrieb beinhaltet.
Allgemeiner Stand der Technik
Ein Fahrzeug kann einen integrierten Startergenerator mit Riemenantrieb (belt integrated starter/generator - BISG) zum Starten einer Brennkraftmaschine und zum Laden einer Batterie beinhalten. Der BISG kann zudem dem Motor Drehmoment bereitstellen, wenn der Motor in Betrieb ist (z. B. Kraftstoff verbrennt und sich dreht), um die Kraftübertragungsausgabe zu steigern. Der BISG und die zugehörige Batterie können so dimensioniert sein, dass sie einen zuverlässigen Motorstart bereitstellen, wenn der Motor an einer Position stoppt, an der eine größere Menge an Drehmoment erforderlich ist, um den Motor in Vorwärtsrichtung zu drehen und eine Anlassdrehzahl zu erreichen, die für einen Motorstart bei kalten Umgebungsbedingungen ausreichend ist. Ein derartiger BISG ist jedoch unter Umständen für einige Motoranwendungen nicht kosteneffektiv. Daher kann es wünschenswert sein, eine Möglichkeit zum Starten eines Motors mit einer reduzierten Menge an Drehmoment bereitzustellen, sodass ein kleinerer BISG und eine kleinere Batterie einen Motor zuverlässig starten können, ohne eine große Drehmomentüberschusskapazität aufzuweisen.
Kurzdarstellung
Die Erfinder haben die oben genannten Probleme erkannt und ein Motorbetriebsverfahren entwickelt, das Folgendes umfasst: Deaktivieren eines oder mehrerer Zylinder eines Motors über eine Steuerung als Reaktion auf eine Anforderung zum Stoppen des Motors; und Reaktivieren des einen oder der mehreren Zylinder des Motors über die Steuerung als Reaktion auf eine geschätzte Motorstoppposition, an der sich eine Kraftstoffpumpe in ihrem Kompressionstakt befindet.
Durch Reaktivieren eines oder mehrerer deaktivierter Zylinder nach einer Motorstoppanforderung und bevor der Motor stoppt, kann es möglich sein, das technische Ergebnis des Einstellens einer Motorstoppposition bereitzustellen, sodass der Motor während eines Kompressionstakts einer Direkteinspritzungskraftstoffpumpe nicht stoppt. Dementsprechend kann der Motor während eines Ansaugtakts oder während sich die Kraftstoffpumpe um einen Grundkreis eines Nockens der Direktkraftstoffeinspritzpumpe dreht, gestoppt werden, sodass der Motor unter Verwendung eines geringeren BISG-Drehmoments gedreht werden kann. Folglich kann der Motor mit einem BISG und/oder einer Batterie mit geringerer Kapazität gestartet werden. Die Trägheit des Motors kann verwendet werden, um die Kompression des Motorzylinderkolbens und die Kraftstoffpumpenkompression zu überwinden, sobald sich der Motor über den BISG zu drehen beginnt.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz die Zuverlässigkeit des Motorstarts verbessern. Zusätzlich kann der Ansatz die Systemkosten reduzieren, indem ein zuverlässiger Motorstart über einen BISG mit geringerer Drehmomentausgabekapazität ermöglicht wird. Ferner kann der Ansatz den BISG-Riemenverschleiß reduzieren, indem der Motor an einer gewünschten Position stoppt, ohne dass das BISG-Drehmoment zum Drehen des Motors verwendet werden muss. Weiterhin kann die Möglichkeit eines Wegfalls der BISG-Riemenspannung und eines Riemenablösens, die durch einen BISG, der die Motorstoppposition steuert, verursacht werden können, reduziert werden.
Die vorstehenden Vorteile sowie andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese für sich oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung genauer beschrieben werden. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile überwinden.
Figurenliste
Die hier beschriebenen Vorteile werden durch die Lektüre eines Beispiels für eine Ausführungsform, hier als detaillierte Beschreibung bezeichnet, umfassender ersichtlich, wenn diese für sich oder mit Bezug auf die Zeichnungen herangezogen wird, in denen Folgendes gilt:

1 ist eine schematische Darstellung eines Motors;
2 ist eine schematische Darstellung einer Fahrzeugkraftübertragung;
3 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Direkteinspritzungskraftstoffpumpe;
4 zeigt einen beispielhaften Motorbetriebsablauf gemäß dem Verfahren der 5; und
5 zeigt ein Verfahren zum Betreiben eines Motors.

Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Beschreibung betrifft das Steuern von Motorstopps, um die Möglichkeit des Motorstarts über einen BISG zu verbessern. Insbesondere betrifft die vorliegende Beschreibung das Einstellen einer Motorstoppposition durch Reaktivieren eines oder mehrerer deaktivierter Zylinder, um eine gewünschte Motorstoppposition zu erreichen, wenn eine geschätzte Motorstoppposition mit einem Kompressionstakt einer Kraftstoffeinspritzpumpe zusammenfällt. Ferner kann das Einstellen der Motorstoppposition ein zuverlässiges Starten des Motors über einen BISG mit geringerer Ausgangsdrehmomentkapazität ermöglichen. Der Motor kann der in 1 gezeigten Art sein. Der Motor kann in einer Kraftübertragung der in 2 gezeigten Art beinhaltet sein. Der Motor kann eine Kraftstoffpumpe der in 3 veranschaulichten Art beinhalten. Der Motor kann gemäß dem in 4 gezeigten Ablauf gestoppt werden. Der Motor kann gemäß dem Verfahren der 5 betrieben werden.
Unter Bezugnahme auf 1 wird eine Brennkraftmaschine 10, die eine Vielzahl von Zylindern umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch eine elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen in den 1 und 2 gezeigten Sensoren und setzt die in den 1 und 2 gezeigten Aktoren ein, um den Betrieb des Motors und der Kraftübertragung auf Grundlage der empfangenen Signale und von im Speicher der Steuerung 12 gespeicherten Anweisungen zu steuern.
Der Motor 10 besteht aus einem Zylinderkopf 35 und einem Block 33, die eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 beinhalten. Ein Kolben 36 ist darin positioniert und bewegt sich über eine Verbindung mit einer Kurbelwelle 40 hin und her. Der Darstellung nach kommuniziert die Brennkammer 30 über ein Einlassventil 52 bzw. Auslassventil 54 mit einem Ansaugkrümmer 44 und einem Abgaskrümmer 48. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betrieben werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden. Eine Zeitsteuerung des Einlassventils 52 kann über eine Nockenverstellungsvorrichtung 59 relativ zur Kurbelwelle 40 eingestellt werden. Eine Zeitsteuerung des Auslassventils 54 kann über eine Nockenverstellungsvorrichtung 50 relativ zur Kurbelwelle 40 eingestellt werden.
Der Darstellung nach ist eine Direktkraftstoffeinspritzung 66 so positioniert ist, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Der Darstellung nach ist eine Einlasskanal-Kraftstoffeinspritzung 67 so positioniert ist, dass sie Kraftstoff in den Einlasskanal des Zylinders 30 einspritzt, was dem Fachmann als Einspritzung mit einer Düse pro Einlasskanal bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzungen 66 und 67 geben flüssigen Kraftstoff proportional zu Impulsbreiten ab, die durch die Steuerung 12 bereitgestellt werden. Kraftstoff wird an die Kraftstoffeinspritzungen 66 und 67 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) abgegeben, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und ein Kraftstoffverteilerrohr, gezeigt in 3, beinhaltet.
Zusätzlich ist gezeigt, dass der Ansaugkrümmer 44 mit einem Turboladerverdichter 162 und einem Motorlufteinlass 42 kommuniziert. In anderen Beispielen kann der Verdichter 162 ein Kompressorverdichter sein. Eine Welle 161 koppelt eine Turboladerturbine 164 mechanisch an den Turboladerverdichter 162. Die optionale elektronische Drossel 62 stellt eine Position einer Drosselklappe 64 ein, um einen Luftstrom von dem Verdichter 162 zu dem Ansaugkrümmer 44 zu steuern. Der Druck in einer Ladedruckkammer 45 kann als Drosseleinlassdruck bezeichnet werden, da sich der Einlass der Drossel 62 innerhalb der Ladedruckkammer 45 befindet. Der Drosselauslass befindet sich in dem Ansaugkrümmer 44. In einigen Beispielen können die Drossel 62 und die Drosselklappe 64 zwischen dem Einlassventil 52 und dem Ansaugkrümmer 44 positioniert sein, sodass die Drossel 62 eine Einlasskanaldrossel ist. Ein Verdichterrückführungsventil 47 kann selektiv auf eine Vielzahl von Positionen zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen eingestellt werden. Ein Wastegate 163 kann über die Steuerung 12 eingestellt werden, um zu ermöglichen, dass Abgase die Turbine 164 selektiv umgehen, um die Drehzahl des Verdichters 162 zu steuern. Ein Luftfilter 43 reinigt in den Motorlufteinlass 42 einströmende Luft.
Ein verteilerloses Zündsystem 88 stellt der Brennkammer 30 als Reaktion auf die Steuerung 12 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken bereit. Der Darstellung nach ist eine Breitbandlambdasonde (Universal Exhaust Gas Oxygen sensor - UEGO-Sonde) 126 stromaufwärts eines Dreiwegekatalysators 70 an den Abgaskrümmer 48 gekoppelt. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126 durch eine binäre Lambdasonde ersetzt sein.
Der Katalysator 70 kann beispielsweise mehrere Bricks und eine Dreiwegekatalysator-Beschichtung beinhalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen mit jeweils mehreren Bricks verwendet werden.
Die Steuerung 12 ist in 1 als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes beinhaltet: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, Festwertspeicher 106 (z.B. nichttransitorischen Speicher), Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Der Darstellung nach empfängt die Steuerung 12 zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von den an den Motor 10 gekoppelten Sensoren, einschließlich der folgenden: einer Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature- ECT) von einem Temperatursensor 112, der an eine Kühlhülse 114 gekoppelt ist; eines Positionssensors 134, der an ein Gaspedal 130 (z.B. eine Mensch-Maschine-Schnittstelle) gekoppelt ist, um eine durch einen menschlichen Fahrer 132 aufgebracht Kraft zu erfassen; eines Positionssensors 154, der an ein Bremspedal 150 (z.B. eine Mensch-Maschine-Schnittstelle) gekoppelt ist, um eine durch den menschlichen Fahrer 132 aufgebrachte Kraft zu erfassen; eines Messwerts des Motorkrümmerdrucks (manifold pressure- MAP) von einem an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122; eines Umgebungsluftdrucks von einem Umgebungsluftdrucksensor 121; eines Motorpositionssensors von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der eine Position der Kurbelwelle 40 erfasst; eines Messwerts der in den Motor einströmenden Luftmasse von einem Sensor 120; und eines Messwerts der Drosselposition von einem Sensor 68. Der Umgebungsluftdruck kann ebenfalls zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118 eine vorher festgelegte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, anhand derer sich die Motordrehzahl (RPM) bestimmen lässt.
Die Steuerung 12 kann außerdem eine Eingabe von der Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 empfangen. Eine Anforderung zum Starten des Motors oder des Fahrzeugs kann über einen Menschen und eine Eingabe in die Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 generiert werden. Bei der Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 kann es sich um eine Touchscreen-Anzeige, eine Drucktaste, einen Schlüsselschalter oder eine andere bekannte Eingabe-/Ausgabe-Vorrichtung handeln.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder im Motor 10 in der Regel einen Viertaktzyklus: Der Zyklus beinhaltet den Ansaugtakt, den Kompressionstakt, den Expansionstakt und den Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54 und das Einlassventil 52 öffnet sich. Luft wird über den Ansaugkrümmer 44 in die Brennkammer 30 eingebracht und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, damit sich das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 erhöht. Die Position, an der sich der Kolben 36 in der Nähe des Bodens des Zylinders und am Ende seines Takts befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet.
Während des Kompressionstakts sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfs, damit die Luft innerhalb der Brennkammer 30 verdichtet wird. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Takts und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Vorgang wird Kraftstoff in die Brennkammer eingebracht. In einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Vorgang wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie etwa die Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt.
Während des Expansionstakts drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36 zurück zum UT. Die Kurbelwelle 40 wandelt die Kolbenbewegung in eine Drehleistung der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich während des Ausstoßtakts das Auslassventil 54, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 48 freizusetzen, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es ist zu beachten, dass Vorstehendes lediglich als Beispiel gezeigt ist und dass die Zeitpunkte für das Öffnen und/oder Schließen des Einlass- und Auslassventils variieren können, wie etwa, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
2 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 225, das einen Antriebsstrang oder eine Kraftübertragung 200 beinhaltet. Der Antriebsstrang 200 der 2 beinhaltet den in 1 gezeigten Motor 10. Der Antriebsstrang beinhaltet der Darstellung nach eine Fahrzeugsystemsteuerung 255, eine Motorsteuerung 12, eine Steuerung 252 für eine elektrische Maschine, eine Getriebesteuerung 254, eine Steuerung 253 für eine Energiespeichervorrichtung und eine Bremssteuerung 250. Die Steuerungen können über ein Controller-Area-Network (CAN) 299 kommunizieren. Jede der Steuerungen kann anderen Steuerungen Informationen bereitstellen, wie etwa Leistungsausgabebeschränkungen (z. B. nicht zu überschreitende Leistungsausgabe der gesteuerten Vorrichtung oder Komponente), Leistungseingabebeschränkungen (z. B. nicht zu überschreitende Leistungseingabe der gesteuerten Vorrichtung oder Komponente), Leistungsausgabe der gesteuerten Vorrichtung, Sensor- und Aktordaten, Diagnoseinformationen (z. B. Informationen in Bezug auf ein beeinträchtigtes Getriebe, Informationen in Bezug auf einen beeinträchtigten Motor, Informationen in Bezug auf eine beeinträchtigte elektrische Maschine, Informationen in Bezug auf beeinträchtigte Bremsen). Ferner kann die Fahrzeugsystemsteuerung 255 der Motorsteuerung 12, der Steuerung 252 der elektrischen Maschine, der Getriebesteuerung 254 und der Bremssteuerung 250 Befehle bereitstellen, um Fahrereingabeanforderungen und andere Anforderungen, die auf Fahrzeugbetriebsbedingungen basieren, zu erfüllen.
Beispielsweise kann die Fahrzeugsystemsteuerung 255 als Reaktion darauf, dass ein Fahrer ein Gaspedal freigibt, und auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit eine gewünschte Radleistung oder einen gewünschten Radleistungspegel anfordern, um eine gewünschte Fahrzeugabbremsrate bereitzustellen. Die angeforderte gewünschte Radleistung kann dadurch bereitgestellt werden, dass die Fahrzeugsystemsteuerung 255 eine erste Bremsleistung von der Steuerung 252 der elektrischen Maschine und eine zweite Bremsleistung von der Motorsteuerung 212 anfordert, wobei die erste und die zweite Leistung eine gewünschte Kraftübertragungsbremsleistung an den Fahrzeugrädern 216 bereitstellen. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann zudem eine Reibungsbremsleistung über die Bremssteuerung 250 anfordern. Die Bremsleistungen können als negative Leistungen bezeichnet werden, da sie die Kraftübertragung und die Raddrehung verlangsamen. Positive Leistung kann die Kraftübertragung und die Raddrehung beibehalten oder beschleunigen.
In anderen Beispielen kann die Aufteilung der Steuerung der Antriebsstrangvorrichtungen anders aufgeteilt sein als in 2 gezeigt. Zum Beispiel kann eine einzelne Steuerung an die Stelle der Fahrzeugsystemsteuerung 255, der Motorsteuerung 12, der Steuerung 252 der elektrischen Maschine, der Getriebesteuerung 254 und der Bremssteuerung 250 treten. Alternativ können die Fahrzeugsystemsteuerung 255 und die Motorsteuerung 12 eine einzelne Einheit sein, während die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 250 eigenständige Steuerungen sind.
In diesem Beispiel kann der Antriebsstrang 200 durch den Motor 10 und den integrierten Startergenerator mit Riemenantrieb (BISG) 219 mit Leistung versorgt werden. Der Motor 10 kann über den BISG 219 gestartet werden. Eine Drehzahl des BISG 219 kann über einen optionalen BISG-Drehzahlsensor 203 bestimmt werden. Der BISG 219 kann auch als elektrische Maschine, Elektromotor und/oder Generator bezeichnet werden. Ferner kann die Leistung des Motors 10 über einen Leistungsaktor 204 eingestellt werden, wie etwa eine Kraftstoffeinspritzung, eine Drossel usw. Die Steuerung 252 für die elektrische Maschine kann den BISG 219 durch Anweisen eines Wechselrichters 276 in einem Generatormodus oder einem Elektromotormodus betreiben. Der Wechselrichter 276 kann Gleichstrom (direct current - DC) aus der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie in Wechselstrom (alternating current - AC) zum Versorgen des BISG 219 mit Leistung umwandeln. Alternativ kann der Wechselrichter 276 Wechselstrom in Gleichstrom zum Laden der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie umwandeln.
Der BISG 219 ist über einen Riemen 231 mechanisch an den Motor 10 gekoppelt. Der BISG 219 kann an die Kurbelwelle 40 oder eine Nockenwelle (z.B. 51 oder 53 aus 1) gekoppelt sein. Der BISG 219 kann als Elektromotor betrieben werden, wenn ihm über die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie über den Wechselrichter 276 elektrische Leistung zugeführt wird. Der BISG 219 kann als Generator betrieben werden, welcher der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie über den Wechselrichter 276 elektrische Leistung zuführt.
Eine Motorausgangsleistung und eine BISG-Ausgangsleistung können an ein Drehmomentwandlerturbinenrad 286 übertragen werden, das die Motorleistung an eine Getriebeeingangswelle 270 ausgibt. Die Getriebeeingangswelle 270 koppelt den Drehmomentwandler 206 mechanisch an ein Automatikgetriebe 208. Der Drehmomentwandler 206 beinhaltet zudem eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 (torque converter bypass lock-up clutch - TCC). Leistung wird direkt von einem Pumpenrad 285 an das Turbinenrad 286 übertragen, wenn die TCC verriegelt ist. Die TCC wird von der Steuerung 12 elektrisch betätigt. Alternativ kann die TCC hydraulisch verriegelt werden. In einem Beispiel kann der Drehmomentwandler als Komponente des Getriebes bezeichnet werden.
Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 vollständig ausgerückt ist, überträgt der Drehmomentwandler 206 über Fluidübertragung zwischen dem Drehmomentwandlerturbinenrad 286 und dem Drehmomentwandlerpumpenrad 285 Motorleistung an das Automatikgetriebe 208, wodurch eine Leistungsvervielfachung ermöglicht wird. Dagegen wird, wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 vollständig eingerückt ist, die Motorausgangsleistung über die Drehmomentwandlerkupplung direkt an die Eingangswelle 270 des Getriebes 208 übertragen. Alternativ kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 teilweise eingerückt sein, was es ermöglicht, die Leistungsmenge, die direkt an das Getriebe weitergegeben wird, einzustellen. Die Getriebesteuerung 254 kann dazu konfiguriert sein, die durch den Drehmomentwandler 212 übertragene Leistungsmenge durch Einstellen der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung als Reaktion auf verschiedene Motorbetriebsbedingungen oder auf Grundlage einer fahrerbasierten Motorbetriebsanforderung einzustellen.
Der Drehmomentwandler 206 beinhaltet zudem eine Pumpe 283, die Fluid unter Druck setzt, um eine Vorwärtskupplung 210 und Gangkupplungen 211 zu betreiben. Die Pumpe 283 wird über das Pumpenrad 285 angetrieben, das sich mit der gleichen Drehzahl dreht wie die Motorkurbelwelle 40.
Das Automatikgetriebe 208 beinhaltet die Gangkupplungen (z. B. Gänge 1-10) 211 und die Vorwärtskupplung 210. Das Automatikgetriebe 208 ist ein Getriebe mit festen Übersetzungsverhältnissen. Alternativ kann das Getriebe 208 ein stufenloses Getriebe sein, das die Fähigkeit hat, ein Getriebe mit festen Übersetzungsverhältnissen und feste Übersetzungsverhältnisse zu simulieren. Die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 können selektiv eingerückt werden, um ein Übersetzungsverhältnis von einer tatsächlichen Gesamtzahl von Drehungen der Eingangswelle 270 zu einer tatsächlichen Gesamtzahl von Drehungen der Räder 216 zu ändern. Die Gangkupplungen 211 können durch Einstellen eines Fluids, das den Kupplungen über Schaltsteuerungs-Elektromagnetventile 209 zugeführt wird, ein- oder ausgerückt werden. Die Leistungsausgabe von dem Automatikgetriebe 208 kann zudem an die Räder 216 weitergegeben werden, um das Fahrzeug über die Ausgangswelle 260 anzutreiben. Insbesondere kann das Automatikgetriebe 208 als Reaktion auf Fahrzeugfahrtbedingungen eine Eingangsantriebsleistung an die Eingangswelle 270 übertragen, bevor es eine Ausgangsantriebsleistung an die Räder 216 überträgt. Die Getriebesteuerung 254 aktiviert selektiv die TCC 212, die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 oder rückt diese selektiv ein. Die Getriebesteuerung deaktiviert zudem selektiv die TCC 212, die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 oder rückt diese selektiv aus.
Ferner kann durch das Betätigen der Reibungsradbremsen 218 eine Reibungskraft auf die Räder 216 ausgeübt werden. In einem Beispiel können die Reibungsradbremsen 218 als Reaktion darauf, dass ein menschlicher Fahrer mit dem Fuß auf ein Bremspedal (nicht gezeigt) drückt, und/oder als Reaktion auf Anweisungen innerhalb der Bremssteuerung 250 betätigt werden. Ferner kann die Bremssteuerung 250 die Bremsen 218 als Reaktion auf Informationen und/oder Anforderungen, die durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 erfolgen, betätigen. In gleicher Weise kann eine Reibungskraft auf die Räder 216 als Reaktion darauf, dass der menschliche Fahrer den Fuß von einem Bremspedal nimmt, als Reaktion auf Bremssteuerungsanweisungen und/oder Fahrzeugsystemsteuerungsanweisungen und/oder - informationen durch Lösen der Radbremsen 218 reduziert werden. Zum Beispiel können die Fahrzeugbremsen als Teil eines automatisierten Motorstoppvorgangs über die Steuerung 250 eine Reibungskraft auf die Räder 216 ausüben.
Als Reaktion auf eine Anforderung zum Beschleunigen des Fahrzeugs 225 kann die Fahrzeugsystemsteuerung eine Fahrerbedarfsleistung oder Leistungsanforderung von einem Gaspedal oder einer anderen Vorrichtung erhalten. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 weist dann einen Teil der angeforderten Fahrerbedarfsleistung dem Motor und den verbleibenden Teil dem BISG 219 zu. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 fordert die Motorleistung von der Motorsteuerung 12 und die BISG-Leistung von der Steuerung 252 der elektrischen Maschine an. Wenn die BISG-Leistung zuzüglich der Motorleistung geringer ist als eine Eingabeleistungsbeschränkung des Getriebes (z. B. ein nicht zu überschreitender Schwellenwert), wird die Leistung an den Drehmomentwandler 206 abgegeben, der dann zumindest einen Teil der angeforderten Leistung an die Getriebeeingangswelle 270 weitergibt. Die Getriebesteuerung 254 verriegelt selektiv die Drehmomentwandlerkupplung 212 und kuppelt Gänge über die Gangkupplungen 211 als Reaktion auf Schaltpläne und TCC-Überbrückungspläne ein, die auf der Eingangswellenleistung und der Fahrzeuggeschwindigkeit basieren können. Bei einigen Bedingungen, bei denen ein Laden der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie erwünscht sein kann, kann eine Lade- oder Regenerationsleistung (z. B. eine negative BISG-Leistung) angefordert werden, während die Fahrerbedarfsleistung nicht bei null liegt. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann eine erhöhte Motorleistung anfordern, die über die Ladeleistung hinausgeht, um die Fahrerbedarfsleistung zu erfüllen.
Als Reaktion auf eine Anforderung zum Abbremsen des Fahrzeugs 225 kann die Fahrzeugsystemsteuerung 255 auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Bremspedalposition eine negative gewünschte Radleistung (z. B. gewünschte oder angeforderte Antriebsstrangradleistung) bereitstellen. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 weist dann dem BISG 219 und dem Motor 10 einen Teil der negativen gewüschten Radleistung zu. Die Fahrzeugsystemsteuerung kann zudem einen Teil der angeforderten Bremsleistung den Reibungsbremsen 218 zuweisen (z. B. gewünschte Reibungsbremsradleistung). Ferner kann die Fahrzeugsystemsteuerung die Getriebesteuerung 254 benachrichtigen, dass sich das Fahrzeug in einem regenerativen Bremsmodus befindet, damit die Getriebesteuerung 254 die Gänge 211 auf Grundlage eines einzigartigen Schaltplans wechselt, um die Regenerationseffizienz zu erhöhen. Der Motor 10 und der BISG 219 können der Getriebeeingangswelle 270 eine negative Leistung zuführen, doch die durch den BISG 219 und den Motor 10 bereitgestellte negative Leistung (z. B. von der Kraftübertragung absorbierte Leistung) kann durch die Getriebesteuerung 254 beschränkt werden, die eine Beschränkung für die negative Leistung der Getriebeeingangswelle ausgibt (z. B. einen nicht zu überschreitenden Schwellenwert). Außerdem kann die negative Leistung des BISG 219 durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 oder die Steuerung 252 der elektrischen Maschine auf Grundlage von Betriebsbedingungen der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie beschränkt (z. B. auf unter einen Schwellenwert der negativen Leistung eingegrenzt) werden. Jeder Teil der gewünschten negativen Radleistung, der aufgrund von Getriebe- oder BISG-Einschränkungen nicht durch den BISG 219 bereitgestellt werden kann, kann dem Motor 10 und/oder den Reibungsbremsen 218 zugewiesen werden, sodass die gewünschte Radleistung durch eine Kombination von negativer Leistung (z. B. absorbierter Leistung) über die Reibungsbremsen 218, den Motor 10 und den BISG 219 bereitgestellt wird.
Dementsprechend kann die Leistungssteuerung der verschiedenen Antriebsstrangkomponenten durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 beaufsichtigt werden, wobei die lokale Leistungssteuerung für den Motor 10, das Getriebe 208, den BISG 219 und die Bremsen 218 über die Motorsteuerung 12, die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 250 bereitgestellt wird.
Als ein Beispiel kann eine Motorleistungsausgabe durch Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitpunkt und/oder Luftladung, durch Steuern von Drosselöffnung und/oder Ventilansteuerung, Ventilhub und Aufladung für turboaufgeladene oder mit Kompressor aufgeladene Motoren gesteuert werden. Im Fall eines Dieselmotors kann die Steuerung 12 die Motorleistungsausgabe durch Steuern einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitpunkt und Luftladung steuern. Motorbremsleistung oder negative Motorleistung kann durch Drehen des Motors bereitgestellt werden, wobei der Motor Leistung erzeugt, die nicht ausreicht, um den Motor zu drehen. Somit kann der Motor eine Bremsleistung erzeugen, indem er mit einer geringen Leistung betrieben wird, während er Kraftstoff verbrennt, wobei ein oder mehrere Zylinder deaktiviert sind (z. B. keinen Kraftstoff verbrennen) oder wobei alle Zylinder deaktiviert sind und während der Motor gedreht wird. Die Menge an Motorbremsleistung kann über das Einstellen der Motorventilsteuerung eingestellt werden. Die Motorventilsteuerung kann eingestellt werden, um die Motorkompressionsarbeit zu erhöhen oder zu verringern. Ferner kann die Motorventilsteuerung eingestellt werden, um die Motorexpansionsarbeit zu erhöhen oder zu verringern. In allen Fällen kann die Motorsteuerung auf einer Zylinder-für-Zylinder-Basis durchgeführt werden, um die Motorleistungsausgabe zu steuern.
Die Steuerung 252 der elektrischen Maschine kann die Leistungsausgabe und die Erzeugung elektrischer Energie vom BISG 219 steuern, indem sie den Strom einstellt, der zu und von Feld- und/oder Ankerwicklungen 220 des BISG fließt, wie auf dem Gebiet bekannt.
Die Getriebesteuerung 254 empfängt die Position der Getriebeeingangswelle über einen Positionssensor 271. Die Getriebesteuerung 254 kann die Position der Getriebeeingangswelle über das Differenzieren eines Signals von dem Positionssensor 271 oder Zählen einer Anzahl bekannter Winkelabstandsimpulse über ein vorher festgelegtes Zeitintervall hinweg in die Eingangswellendrehzahl umwandeln. Die Getriebesteuerung 254 kann das Drehmoment der Getriebeausgangswelle von einem Drehmomentsensor 272 empfangen. Alternativ kann es sich bei dem Sensor 272 um einen Positionssensor oder Drehmoment- und Positionssensoren handeln. Wenn der Sensor 272 ein Positionssensor ist, kann die Steuerung 254 Wellenpositionsimpulse über ein vorher festgelegtes Zeitintervall hinweg zählen, um die Geschwindigkeit der Getriebeausgangswelle zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254 kann zudem die Geschwindigkeit der Getriebeausgangswelle differenzieren, um die Beschleunigung der Getriebeausgangswelle zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254, die Motorsteuerung 12 und die Fahrzeugsystemsteuerung 255 können zudem zusätzliche Getriebeinformationen von Sensoren 277 empfangen, die unter anderem Drucksensoren für die Pumpenausgabeleitung, Hydraulikdrucksensoren für das Getriebe (z. B. Drucksensoren für das Gangkupplungsfluid), BISG-Temperatursensoren und BISG-Temperaturen, Gangschalthebelsensoren und Umgebungstemperatursensoren beinhalten können. Die Getriebesteuerung 254 kann zudem eine angeforderte Gangeingabe von dem Gangschalthebel 290 (z. B. einer Mensch-Maschine-Schnittstellenvorrichtung) empfangen. Der Gangschalthebel kann Positionen für die Gänge 1-N (wobei N eine obere Gangzahl ist), D (Fahren) und P (Parken) beinhalten.
Die Bremssteuerung 250 empfängt Raddrehzahlinformationen über den Raddrehzahlsensor 221 und Bremsanforderungen von der Fahrzeugsystemsteuerung 255. Die Bremssteuerung 250 kann zudem Bremspedalpositionsinformationen von dem in 1 gezeigten Bremspedalsensor 154 direkt oder über das CAN 299 empfangen. Die Bremssteuerung 250 kann als Reaktion auf einen Radleistungsbefehl von der Fahrzeugsystemsteuerung 255 Bremsung bereitstellen. Die Bremssteuerung 250 kann zudem Antiblockier- und Fahrzeugstabilitätsbremsung bereitstellen, um die Fahrzeugbremsung und - stabilität zu verbessern. Daher kann die Bremssteuerung 250 der Fahrzeugsystemsteuerung 255 eine Radleistungsbeschränkung bereitstellen (z. B. einen nicht zu überschreitenden Schwellenwert für die negative Radleistung), damit die negative BISG-Leistung nicht dazu führt, dass die Radleistungsbeschränkung überschritten wird. Zum Beispiel wird, wenn die Steuerung 250 eine Beschränkung der negativen Radleistung auf 10 N-m ausgibt, die BISG-Leistung so eingestellt, dass weniger als 10 N-m (z. B. 9 N-m) Negativleistung an den Rädern bereitgestellt wird, wobei auch die Getriebeübersetzung berücksichtigt wird.
Somit stellt das System der 1 und 2 ein System bereit, das Folgendes umfasst: einen Motor mit einem integrierten Startergenerator mit Riemenantrieb (BISG) und einer Kurbelwelle; eine Kraftstoffpumpe, die mechanisch über den Motor angetrieben wird; und eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen beinhaltet, die in nicht-transitorischem Speicher gespeichert sind, um einen oder mehrere Zylinder des Motors über die Steuerung als Reaktion auf eine Anforderung zum Stoppen des Motors zu deaktivieren und den einen oder die mehreren Zylinder des Motors über die Steuerung zu reaktivieren, bevor der Motor stoppt, als Reaktion auf eine geschätzte Motorstoppposition, an der sich die Kraftstoffpumpe in ihrem Kompressionstakt befindet. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um den einen oder die mehreren Zylinder als Reaktion darauf, dass die geschätzte Motorstoppposition eine Stelle ist, an der sich die Kraftstoffpumpe nicht in ihrem Kompressionstakt befindet, nicht zu reaktivieren. In einigen Beispielen umfasst das System ferner zusätzliche Anweisungen, um den Motor über den BISG als Reaktion auf eine Anforderung zum Starten des Motors zu drehen. Das System umfasst ferner ein Elektromagnetventil in Fluidverbindung mit der Kraftstoffpumpe.
Bezugnehmend nun auf 3 wird ein nicht einschränkendes Beispiel einer Direkteinspritzungkraftstoffpumpe 300 gezeigt. Einem Einlass 303 einer Kompressionskammer 308 der Direkteinspritzungkraftstoffpumpe wird über eine Niederdruckkraftstoffpumpe 340 Kraftstoff zugeführt. Der Niederdruckkraftstoffpumpe 340 wird Kraftstoff über einen Kraftstofftank 333 zugeführt. Der Kraftstoff kann bei seinem Durchfluss durch die Kraftstoffpumpe 300 unter Druck gesetzt und durch einen Pumpenauslass 304 zum Kraftstoffverteilerrohr 335 zugeführt werden. In dem dargestellten Beispiel kann die Direkteinspritzpumpe 300 eine mechanisch angetriebene Verdrängerpumpe sein, die einen Pumpenkolben 306 und eine Kolbenstange 320, eine Pumpenkompressionskammer 308 (hier auch als Kompressionskammer bezeichnet) und einen Stufenraum 318 beinhaltet. Der Kolben 306 beinhaltet eine Oberseite 305 und eine Unterseite 307. Der Stufenraum und die Kompressionskammer können Hohlräume beinhalten, die an gegenüberliegenden Seiten des Pumpenkolbens positioniert sind. In einem Beispiel kann der Motor 10 konfiguriert sein, um den Kolben 306 in der Direkteinspritzpumpe 300 durch Antreiben eines Nockens 310 anzutreiben. Der Nocken 310 beinhaltet der Darstellung nach zwei Nockenerhebungen, und der Nocken vollendet eine Umdrehung bei jeweils zwei Motorkurbelwellendrehungen. Der Nocken 310 kann jedoch eine andere tatsächliche Gesamtanzahl von Nockenerhebungen (z. B. 1, 3 oder 4) aufweisen. Der Nocken 310 kann über die Kurbelwelle 40, den Auslassnocken 53 oder den Einlassnocken 51 angetrieben werden. Der Nocken 310 beinhaltet zwei Nockenerhebungen 310a, die eine Höhen- oder Huberhöhung des Nockenprofils zum vertikalen Bewegen einer Stange 320 und des Kolbens 306 bereitstellen, um Kompressions- und Ansaugtakte zu erzeugen. Der Nocken 310 beinhaltet zudem einen Grundkreis (Null-Nockenhub) 310b, in dem sich der Nocken dreht, ohne die Stange 320 und den Kolben 306 vertikal zu bewegen.
Ein elektromagnetisch aktiviertes Einlassrückschlagventil 312 kann an den Pumpeneinlass 303 gekoppelt sein. Die Steuerung 12 kann dazu konfiguriert sein, den Kraftstofffluss durch das Einlassrückschlagventil 312 durch Ansteuern oder Absteuern des Elektromagnetventils (auf Grundlage der Elektromagnetventilkonfiguration) synchron mit der Motorposition und dem Nocken der Direktkraftstoffeinspritzung zu regeln. Dementsprechend kann das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil 312 in zwei Modi betrieben werden. In einem ersten Modus ist das elektromagnetisch aktivierte Rückschlagventil 312 innerhalb des Einlasses 303 positioniert, um die Kraftstoffmenge, die sich stromaufwärts des elektromagnetisch aktivierten Rückschlagventils 312 bewegt, zu begrenzen (z. B. zu hemmen). Im Vergleich dazu ist das elektromagnetisch aktivierte Rückschlagventil 312 im zweiten Modus wirksam deaktiviert und Kraftstoff kann stromaufwärts und stromabwärts des Einlassrückschlagventils fließen.
Somit kann das elektromagnetisch aktivierte Rückschlagventil 312 dazu konfiguriert sein, die Kraftstoffmasse, die in die Direkteinspritzungskraftstoffpumpe komprimiert wird, zu regeln. In einem Beispiel kann die Steuerung 12 eine Öffnungszeit und eine Schließzeit des elektromagnetisch aktivierten Rückschlagventils einstellen, um die komprimierte Kraftstoffmasse zu regeln. Zum Beispiel kann ein spätes Schließen des Einlassrückschlagventils die Menge der Kraftstoffmasse, die in die Kompressionskammer 308 eingelassen wird, reduzieren. Die Öffnungs- und Schließzeiten des elektromagnetisch aktivierten Rückschlagventils können in Bezug auf Taktzeitpunkte der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe und des Motors koordiniert werden. Durch kontinuierliches Drosseln des Durchflusses von der Niederdruckkraftstoffpumpe in die Direkteinspritzungskraftstoffpumpe kann Kraftstoff in die Direkteinspritzungskraftstoffpumpe eingelassen werden, ohne dass eine Zumessung der Kraftstoffmasse erforderlich ist.
Der Pumpeneinlass 399 lässt Kraftstoff zu einem Rückschlagventil 302 und einem Druckbegrenzungsventil 301 fließen. Das Rückschlagventil 302 ist stromaufwärts des elektromagnetisch aktivierten Rückschlagventils 312 entlang eines Durchlasses 335 positioniert. Das Rückschlagventil 302 ist vorgespannt, um ein Ausströmen von Kraftstoff aus dem elektromagnetisch aktivierten Rückschlagventil 312 und dem Pumpeneinlass 399 zu verhindern. Das Rückschlagventil 302 ermöglicht den Durchfluss von der Niederdruckkraftstoffpumpe zum elektromagnetisch aktivierten Rückschlagventil 312. Das Rückschlagventil 302 ist parallel zum Druckbegrenzungsventil 301 gekoppelt. Das Druckbegrenzungsventil 301 ermöglicht einen Kraftstofffluss aus dem elektromagnetisch aktivierten Rückschlagventil 312 in Richtung der Niederdruckkraftstoffpumpe, wenn der Druck zwischen dem Druckbegrenzungsventil 301 und dem magnetisch betätigten Rückschlagventil 312 größer als ein vorbestimmter Druck (z. B. 10 bar) ist. Wenn das elektromagnetisch betätigte Rückschlagventil 312 deaktiviert ist (z. B. nicht elektrisch angesteuert wird), arbeitet das elektromagnetisch betriebene Rückschlagventil in einem Durchlaufmodus und das Druckbegrenzungsventil 301 regelt den Druck in der Kompressionskammer 308 auf die einzelne Druckbegrenzungseinstellung des Druckbegrenzungsventils 301 (z. B. 15 bar). Durch Regeln des Drucks in der Kompressionskammer 308 kann sich ein Druckunterschied von der Kolbenoberseite 305 zur Kolbenunterseite 307 bilden. Der Druck im Stufenraum 318 liegt auf dem Druck des Auslasses der Niederdruckpumpe (z. B. 5 bar), während der Druck an der Kolbenoberseite auf dem Druck des Druckbegrenzungsventils (z. B. 15 bar) liegt. Die Druckdifferenz ermöglicht, dass Kraftstoff von der Kolbenoberseite 305 zu der Kolbenunterseite 307 durch den Zwischenraum zwischen dem Kolben 306 und der Pumpenzylinderwand 350 sickert, wodurch die Direkteinspritzungskraftstoffpumpe 300 geschmiert wird.
Der Kolben 306 kann sich abwechselnd nach oben und unten bewegen. Die Direktkraftstoffeinspritzpumpe 300 befindet sich in einem Kompressionstakt, wenn sich der Kolben 306 in einer Richtung bewegt, die das Volumen der Kompressionskammer 308 reduziert. Die Direktkraftstoffeinpritzpumpe 300 befindet sich in einem Ansaugtakt, wenn sich der Kolben 306 in einer Richtung bewegt, die das Volumen der Kompressionskammer 308 vergrößert.
Ein Vorwärtsströmungsauslassrückschlagventil 316 kann stromabwärts eines Auslasses 304 der Kompressionskammer 308 gekoppelt sein. Das Auslassrückschlagventil 316 öffnet sich, um zu ermöglichen, dass Kraftstoff von dem Kompressionskammerauslass 304 nur dann in das Kraftstoffverteilerrohr 435 fließt, wenn ein Druck am Auslass der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe 300 (z. B. ein Kompressionskammerauslassdruck) höher als der Druck des Kraftstoffverteilerrohrs ist. Während Bedingungen, unter denen ein Betrieb der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe nicht angefordert wird, kann die Steuerung 12 somit das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil 312 deaktivieren, und das Druckbegrenzungsventil 301 regelt den Druck in der Kompressionskammer auf einen einzelnen, im Wesentlichen konstanten Druck (z. B. den Regulierungsdruck) ± 0,5 bar). Die Steuerung 12 deaktiviert einfach das elektromagnetisch aktivierte Rückschlagventil 312, um die Direkteinspritzungskaftstoffpumpe 300 zu schmieren. Ein Ergebnis dieses Regelungsverfahrens ist, dass das Kraftstoffverteilerrohr auf ungefähr die Druckentlastung von 302 geregelt wird. Wenn also das Ventil 302 eine Druckentlastungseinstellung von 10 bar aufweist, wird der Kraftstoffverteilerrohrdruck 15 bar, da diese 10 bar zu den 5 bar Saugpumpendruck dazukommen. Insbesondere wird der Kraftstoffdruck in der Kompressionskammer 308 während des Kompressionstakts der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe 300 geregelt. Somit wird der Pumpe zumindest während des Kompressionstakts der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe 300 eine Schmierung bereitgestellt. Wenn die Direktkraftstoffeinspritzpumpe in einen Ansaugtakt eintritt, kann der Kraftstoffdruck in der Kompressionskammer reduziert werden, während noch ein gewisser Grad an Schmierung bereitgestellt werden kann, solange der Druckunterschied verbleibt. Das Kraftstoffverteilerrohr führt Kraftstoff den Kraftstoffeinspritzungen 66 zu, und das Begrenzungsventil 345 führt Kraftstoff zum Kraftstofftank 433 zurück, wenn der Druck im Kraftstoffverteilerrohr einen gewünschten Druck überschreitet.
Bezugnehmend nun auf 4 sind Verläufe eines prophetischen Motorbetriebsablaufs gemäß dem Verfahren der 5 und dem System der 1 und 2 gezeigt. Die Verläufe sind zeitlich ausgerichtet und erfolgen gleichzeitig. Die vertikalen Linien bei t0-t6 zeigen Ereignisse zu bestimmten interessierenden Zeitpunkten. Der Motorbetriebsablauf gilt für einen Vierzylinder-Viertakt-Motor mit einer Zündfolge von 1-3-4-2 und eine Direktkraftstoffeinspritzpumpe mit zwei Nockenerhöhungen. Jede horizontale Achse jedes Verlaufs ist in Bezug auf die Takte der jeweiligen Zylinder gezeigt, mit Ausnahme des ersten, zweiten, dritten und achten Verlaufs, die nicht in Bezug auf die Takte des Zylinders Nummer eins gezeigt sind. Die Markierungen * 450 in der Nähe der Zylinderdruckslinien geben Zündereignisse (Zündfunkenereignisse) für die einzelnen Zylinder an, die durch die Zylinderdruckverläufe beschrieben sind.
Der erste Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf der Drehgeschwindigkeit der Motorkurbelwelle gegenüber dem Takt des Zylinders Nummer eins. Die vertikale Achse stellt die Motordrehzahl dar, und die Motordrehzahl steigt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse. Die horizontale Achse stellt die Motorkurbelwellenposition relativ zum Zylinder Nummer eins dar. Die Linie 402 stellt die Motordrehzahl dar.
Der zweite Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf eines Motorstartanforderungszustands gegenüber dem Takt des Zylinders Nummer eins. Die Motorstartanforderung liegt vor, wenn die Linie 404 auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse liegt. Der Motor wird gestartet oder läuft bereits, wenn die Linie 404 auf dem höheren Niveau liegt. Die Motorstartanforderung liegt nicht vor, wenn die Linie 404 auf einem niedrigeren Niveau nahe der horizontalen Achse liegt. Die horizontale Achse stellt die Motorkurbelwellenposition relativ zum Zylinder Nummer eins dar. Die Linie 404 stellt den Motorstartanforderungszustand dar.
Der dritte Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf der Nockenerhöhungsposition der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe gegenüber dem Takt des Zylinders Nummer eins. Die Line 406 der Direktkrafstoffeinspritzungsnockenerhöhung gibt an, dass sich die Direktkraftstoffeinspritzpumpe in einem Kompressionstakt befindet, wenn die Höhe der Linie 406 in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zunimmt. Die Line 406 der Direktkrafstoffeinspritzungsnockenerhöhung gibt an, dass sich die Direktkraftstoffeinspritzpumpe in einem Ansaugtakt befindet, wenn die Höhe der Linie 406 in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse abnimmt. Die horizontale Achse stellt die Motorkurbelwellenposition relativ zum Zylinder Nummer eins dar. Die Linie 406 stellt die Position der Direktkraftstoffeinspritzungsnockenerhöhung dar. Die Erhöhung stellt einen größeren Hub bereit, um den Kolben zu bewegen und das Kompressionskammervolumen zu reduzieren, wenn die Höhe der Linie 406 in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zunimmt.
Der vierte Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf des Drucks in Zylinder Nummer eins im Zeitverlauf. Der Druck in Zylinder Nummer eins nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Takte des Zylinders Nummer eins dar und die kleinen vertikalen Linien entlang der horizontalen Achse stellen die Stellen des oberen Totpunkts und unteren Totpunkts für Zylinder Nummer eins dar. Die Linie 408 stellt den Druck in Zylinder Nummer eins dar.
Der fünfte Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf des Drucks in Zylinder Nummer zwei im Zeitverlauf. Der Druck in Zylinder Nummer zwei nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Takte des Zylinders Nummer zwei dar und die kleinen vertikalen Linien entlang der horizontalen Achse stellen die Stellen des oberen Totpunkts und unteren Totpunkts für Zylinder Nummer zwei dar. Die Linie 410 stellt den Druck in Zylinder Nummer zwei dar.
Der sechste Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf des Drucks in Zylinder Nummer drei im Zeitverlauf. Der Druck in Zylinder Nummer drei nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Takte des Zylinders Nummer drei dar und die kleinen vertikalen Linien entlang der horizontalen Achse stellen die Stellen des oberen Totpunkts und unteren Totpunkts für Zylinder Nummer drei dar. Die Linie 412 stellt den Druck in Zylinder Nummer drei dar.
Der siebte Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf des Drucks in Zylinder Nummer vier im Zeitverlauf. Der Druck in Zylinder Nummer vier nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Takte des Zylinders Nummer vier dar und die kleinen vertikalen Linien entlang der horizontalen Achse stellen die Stellen des oberen Totpunkts und unteren Totpunkts für Zylinder Nummer vier dar. Die Linie 414 stellt den Druck in Zylinder Nummer vier dar.
Der achte Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf des Betriebszustands des elektromagnetisch aktivierten Einlassrückschlagventils der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe im Zeitverlauf. Das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil ist angesteuert oder aktiviert, wenn sich die Linie 316 auf einem höheren Niveau befindet, das durch „sperren“ angegeben wird. Das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil ist deaktiviert oder abgesteuert, wenn sich die Linie 316 auf einem niedrigeren Niveau befindet, das durch „offen“ angegeben wird. Die horizontale Achse stellt die Motorkurbelwellenposition relativ zum Zylinder Nummer eins dar. Die Kurve 416 stellt den Betriebszustand des elektromagnetisch aktivierten Einlassrückschlagventils dar.
Zum Zeitpunkt t0 ist der Motor in Betrieb (z. B. dreht er sich und verbrennt Kraftstoff), wie durch das Vorliegen der Motorstartanforderung angegeben. Die Motordrehzahl liegt auf einem niedrigeren mittleren Niveau (z. B. Leerlaufdrehzahl) und die Kraftstoffpumpe dreht sich, wenn sich der Motor dreht. Die Drücke in jedem der Zylinder steigen teilweise aufgrund der Verbrennung in allen Zylindern. Das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe wird synchron mit der Motorkurbelwellendrehung geöffnet und geschlossen.
Zum Zeitpunkt t1 wird das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe in die Absperrposition befohlen, sodass für mindestens einen Teil des Kompressionstakts der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe ein maximaler Durchfluss durch die Direkteinspritzungskraftstoffpumpe generiert wird. Das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe wird in die Absperrposition befohlen, wenn sich die Direktkraftstoffeinspritzpumpe in einem Kompressionstakt befindet. Die Direkteinspritzungskraftstoffpumpe liefert druckbeaufschlagten Kraftstoff an das Kraftstoffverteilerrohr (nicht gezeigt), wenn das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil in dem Absperrzustand ist, während sich die Direktkraftstoffeinspritzpumpe in ihrem Kompressionstakt befindet. Die Motordrehzahl bleibt auf ihrem vorherigen Niveau und der Motor ist weiterhin auf eingeschaltet befohlen. Die Zylinderdrücke steigen und fallen weiter, wenn sich der Motor dreht.
Zum Zeitpunkt t2 wird der Motor als Reaktion auf eine automatische Motorstoppanforderung oder eine Anforderung des Fahrzeugfahrers (nicht gezeigt) auf ausgeschaltet befohlen (z. B. keine Verbrennung). Der Kraftstofffluss zu allen Motorzylindern wird bendet und die Motordrossel wird geschlossen (nicht gezeigt), aber laufende Kraftstoffeinspritzungen können abgeschlossen werden. Die Kraftstoffpumpe dreht sich weiter, wenn der Motor abzubremsen beginnt. Das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe wird in den offenen Zustand befohlen, sodass der Kraftstofffluss durch die Direkteinspritzpumpe endet und das Pumpdrehmoment der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe reduziert ist. Kurz nach dem Zeitpunkt t2 wird die Zündung in den Zylindern vier und zwei eingeleitet, um die letzten in die Zylinder Nummer zwei und drei eingebrachten Kraftstoffeinspritzungen nach der Motorstoppanforderung zu verbrennen.
Zum Zeitpunkt t3 beginnt der Motor abzubremsen, da die Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder beendet wurde. Der Zustand „AUS“ des Motors wird weiterhin angefordert und die Direktkraftstoffeinspritzpumpe dreht sich weiter, wenn der Motor abbremst. Die Drücke in den Zylindern nehmen ab, wenn der Druck im Ansaugkrümmer abnimmt, weil die Motordrossel zum Zeitpunkt t2 geschlossen wird. Das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe bleibt im geöffneten Zustand, sodass kein Kraftstoff von der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe gepumpt wird, wodurch nur wenig Kompressionsarbeit über die Direktkraftstoffeinspritzpumpe generiert wird.
Zum Zeitpunkt t4 wird der Zylinder Nummer zwei reaktiviert, indem Kraftstoff in den Zylinder Nummer zwei (nicht gezeigt) eingespritzt und das Luft-Kraftstoff-Gemisch in Zylinder Nummer zwei gezündet wird. Zylinder Nummer zwei wird vorübergehend reaktiviert, sodass sich der Motor durch den Direkteinspritzpumpen-Kompressionstakt 455 dreht, anstatt während des Kompressionstakts 455 zu stoppen, was möglicherweise höhere Motorkurbeldrehmomente erforderlich gemacht hat, um den Motor zu drehen, verglichen mit dem Fall, wenn der Motor an dem zum Zeitpunkt t6 angegebenen Kurbelwellenwinkel stoppt. Ein oder mehrere Zylinder können vorübergehend reaktiviert werden, wenn die Steuerung schätzt, dass die Motorstoppposition keine gewünschte Motorstoppposition ist (z. B. ein Motorkurbelwellenwinkel, bei dem sich die Direktkraftstoffeinspritzpumpe nicht in ihrem Kompressionstakt befindet). Somit können ein oder mehrere Zylinder reaktiviert werden, wenn die geschätzte Motorstoppposition ein Motorkurbelwellenwinkel ist, bei dem sich die Direktkraftstoffeinspritzpumpe in einem Kompressionstakt befindet, um die Motorstoppposition einzustellen. Die Zylinderladung (z. B. Luft- und Kraftstoffmenge) in Zylinder Nummer zwei kann als Reaktion auf den Kurbelwellenwinkelabstand, den der Motor zum Drehen von der Kurbelwellenposition bei Zeitpunkt t4 zur Kurbelwellenposition bei Zeitpunkt t6 benötigt, eingestellt werden, sodass der Motor die bei Zeitpunkt t6 gezeigte gewünschte Kurbelwellenposition erreichen kann (z. B. zwischen Kompressionstakten der Direkteinspritzpumpe). Das Verbrennungsereignis zum Zeitpunkt t4 bewirkt, dass der Motor beschleunigt und dann die Motordrehzahl wieder abnimmt. Das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe bleibt in einer offenen Position und die Motorzustandsanforderung bleibt „AUS“.
Zum Zeitpunkt t5 nimmt die Motordrehzahl ab, aber die Steuerung schätzt, dass der Motor nach dem Zeitpunkt t6 stoppen wird. Daher wird das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe bei Zeitpunkt t5 auf aktiviert befohlen, wodurch die Kraftstoffpumpenkompressionsarbeit erhöht und der Motor abgebremst wird, sodass der Motor zum Zeitpunkt t6 in der gewünschten Motorstoppposition stoppt (z. B. einem Kurbelwellenwinkel, bei dem sich die Direktkraftstoffeinspritzpumpe auf ihrem Grundkreis dreht und den Kolben der Direktkraftstoffeinspritzpumpe nicht anhebt). Die Motorzustandsanforderung bleibt „AUS“ und die Motordrehzahl erreicht zum Zeitpunkt t6 Null.
Auf diese Weise können ein oder mehrere Motorzylinder reaktiviert werden, wenn eine geschätzte Motorstoppposition ein Kurbelwellenwinkel ist, bei dem sich eine Direktkraftstoffeinspritzpumpe in ihrem Kompressionstakt befindet, sodass, wenn der Motor anschließend zum Starten angelassen wird, das Drehmoment zum Drehen des Motors geringer sein kann, als wenn der Motor an einer Kurbelwellenposition stoppen würde, an der sich die Direktkraftstoffeinspritzpumpe in ihrem Kompressionstakt befindet.
Bezugnehmend nun auf 5 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Motors, um Motoranlassdrehmomentanforderungen zu reduzierten, gezeigt Das Verfahren de 5 kann in das System der 1 und 2 integriert sein und mit diesem zusammenwirken. Ferner können zumindest Teile des Verfahrens der 5 als in nichttransitorischem Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen integriert sein, während andere Teile des Verfahrens über eine Steuerung durchgeführt werden können, die Betriebszustände von Vorrichtungen und Aktoren in der physischen Welt verändert. Das Verfahren 500 kann ausgeführt werden, wenn der Motor 10 der 1 in Betrieb ist (z. B. Kraftstoff verbrennt und sich dreht).
Bei 502 bestimmt das Verfahren 500 Fahrzeugbetriebsbedingungen. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen können unter anderem Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl, Motortemperatur, Ladezustand (state of charge- SOC) der Speichervorrichtung für elektrische Energie, Umgebungsluftdruck und Gaspedalposition, Motorpumparbeit, Motorreibung, Motorkurbelwellenposition und Luftladung in jedem Motorzylinder beinhalten. Das Verfahren 500 geht weiter zu 504.
Bei 504 beurteilt das Verfahren 500, ob eine Motorstoppanforderung vorliegt. Ein Motorstopp kann über den menschlichen Fahrer generiert werden, oder alternativ kann die Motorstoppanforderung automatisch über die Steuerung 12 als Reaktion auf die Fahrzeugbetriebsbedingungen und ohne Eingabe von einem menschlichen Fahrer generiert werden, um den Motor über eine dedizierte Eingabe, deren einziger Zweck das Starten und/oder Stoppen des Motors ist (z. B. einen Schlüsselschalter oder eine Drucktaste), zu stoppen. Eine Anforderung zum Stoppen des Motors kann automatisch über die Steuerung 12 als Reaktion darauf generiert werden, dass das Fahrerbedarfsdrehmoment kleiner als ein Schwellenwertdrehmoment ist. Ferner können zusätzliche Bedingungen erforderlich sein, um einen Motorstopp automatisch anzufordern (z. B. muss der Batterieladezustand über einem Schwellenwert liegen). Wenn das Verfahren 500 urteilt, dass ein Motorstopp angefordert wurde, dann ist die Antwort Ja und das Verfahren 500 geht weiter zu 506. Ferner kann die Kraftstoffabgabe und die Zündfunkenabgabe an den Motor beendet werden, um den Motor zu stoppen. Wenn das Verfahren 500 urteilt, dass kein Motorstopp angefordert wurde, ist die Antwort Nein und das Verfahren 500 geht weiter zu 550.
Bei 550 befiehlt das Verfahren 400 dem elektromagnetisch aktivierten Einlassrückschlagventil der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe, im Synchronmodus zu arbeiten, sodass das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe während eines Kompressionstakts der Direktkraftstoffeinspritzpumpe aktiviert wird und öffnet, wenn sich die Direktkraftstoffeinspritzpumpe nicht in einem Kompressionstakt befindet. Dadurch kann die Direkteinspritzungskraftstoffpumpe Hochdruckkraftstoff zu den Direktkraftstoffeinspritzungen fließen lassen. Die Kraftstoffeinspritzungen und die Drossel werden als Reaktion auf das Fahrerbedarfsdrehmoment (z. B. Position des Gaspedals) geöffnet und geschlossen. Das Verfahren 500 geht weiter zu 552.
Bei 552 verbrennt das Verfahren 500 den eingespritzten Kraftstoff und generiert das angeforderte Fahrerbedarfsdrehmoment. Die Verbrennungsnebenprodukte werden dann zur Verarbeitung an ein Nachbehandlungssystem abgegeben. Das Verfahren 500 endet dann.
Bei 506 beendet das Verfahren 500 das Einspritzen von Kraftstoff in alle Motorzylinder, auch wenn laufende Kraftstoffeinspritzungen abgeschlossen werden können. Darüber hinaus zündet das Verfahren 500 die verbleibenden Luft-Kraftstoff-Gemische in den Zylindern, sodass der eingespritzte Kraftstoff verbrannt wird, bevor der Kraftstoff zum Motorabgassystem ausgestoßen werden kann, da der Motor abbremst. Darüber hinaus wird das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe in den vollständig offenen Zustand befohlen, sodass die Kraftstoffzufuhr zum Direkteinspritzungs-Kraftstoffverteilerrohr durch die Direkteinspritzpumpe beendet wird. Dies kann verhindern, dass höhere Kraftstoffdrücke als möglicherweise gewünscht in dem Kraftstoffverteilerrohr gespeichert werden, und es kann auch elektrische Energie sparen. Das Verfahren 500 geht weiter zu 508.
Bei 508 schätzt das Verfahren 500 die Motorstoppposition gemäß den Fahrzeugbetriebsbedingungen. In einem Beispiel schätzt das Verfahren 500 die kinetische Energie des Motors nach dem Beenden der Kraftstoffeinspritzung und nach dem letzten Verbrennungsereignis nach der zuletzt beendeten Kraftstoffeinspritzung. Die kinetische Energie des Motors kann durch die folgende Gleichung geschätzt werden: $KE = \frac{1}{2} I ω^{2}$
wobei KE die kinetische Energie des Motors ist, I die Trägheit des Motors ist und ω die Motordrehzahl ist. Die kinetische Energie kann dann in vorbestimmten Kurbelwellenintervallen als Reaktion auf Motorreibung und Pumparbeit eingestellt werden, und der Motorkurbelwellenwinkel, bei dem die kinetische Energie des Motors Null ist, kann die geschätzte Motorstoppposition des Motors sein. Zum Beispiel kann ein Vektor von Motorkurbelwellenwinkeln beginnend bei einem Kurbelwellenwinkel, bei dem eine Kraftstoffeinspritzung in den letzten Zylinder nach der Deaktivierung des Motors angefordert wird, generiert werden. Alternativ kann der Vektor bei einem Kurbelwellenwinkel beginnen, bei dem die Motordrehzahl auf weniger als eine Schwellendrehzahl (z. B. 300 U/min) verringert ist. Der Vektor kann Einträge für die Menge der geschätzten kinetischen Energie des Motors in vorbestimmten Kurbelwellenwinkelintervallen (z. B. alle sechs Kurbelwellengrade) auf Grundlage der anfänglichen Motorbedingungen beinhalten, bei denen Einträge in dem Vektor beginnen (z. B. Motordrehzahl, die kleiner als die Schwellendrehzahl ist, oder ein vorgegebener Kurbelwellenwinkel nach dem letzten Verbrennungsereignis nach der zuletzt beendeten Kraftstoffeinspritzung). Die kinetischen Energiewerte des Motors in dem Vektor bei jedem Kurbelwellenintervall können auf Grundlage von Motorreibung und Motorpumparbeit eingestellt werden. In anderen Beispielen kann die Motorstoppposition auf andere bekannte Art und Weise bestimmt werden. Das Verfahren 500 geht weiter zu 510.
Bei 510 beurteilt das Verfahren 500, ob die bei 508 bestimmte geschätzte oder prognostizierte Motorstoppposition eine Motorkurbelwellenposition ist, an der sich die Direktkraftstoffeinspritzpumpe in einem Kompressionstakt befindet. In einem Beispiel enthält eine Tabelle oder Funktion, die im Steuerungsspeicher gespeichert ist, Kurbelwellenwinkel, bei denen sich die Direktkraftstoffeinspritzung in ihrem Kompressionstakt befindet. Wenn das Verfahren 500 urteilt, dass die geschätzte Motorstoppposition eine Position ist, an der sich die Direktkraftstoffeinspritzpumpe in einem Kompressionstakt befindet, dann ist die Antwort Ja und das Verfahren 500 geht weiter zu 512. Anderenfalls ist die Antwort Nein und das Verfahren 500 geht weiter zu 516.
Bei 512 reaktiviert das Verfahren 500 einen oder mehrere Motorzylinder, um die geschätzte Motorstoppposition einzustellen. Der Motorzylinder wird reaktiviert, indem Zündfunke und Kraftstoff zum Motor zugeführt werden. Die Ladung (z. B. Luft- und Kraftstoffmenge) kann abhängig vom Winkelabstand der Kurbelwelle zwischen dem unteren Totpunkt des Kompressionstakts des aktivierten Zylinders und der gewünschten Motorstoppposition eingestellt werden (z. B. ein Kurbelwellenwinkel, bei dem die Stange der Kraftstoffeinspritzpumpe mit dem Grundkreis des Nockens der Kraftstoffeinspritzpumpe in Kontakt steht). Insbesondere kann die Drosselklappe weiter geöffnet werden, wenn sich der Motor weiter drehen muss, um seine gewünschte oder angeforderte Motorstoppposition zu erreichen. Ferner kann die eingespritzte Kraftstoffmenge erhöht werden, wenn sich der Motor weiter drehen muss, um seine gewünschte oder angeforderte Motorstoppposition zu erreichen. Zusätzlich kann der Zündzeitpunkt weiter vorverlegt werden und die Tellerventilsteuerung relativ zur Kurbelwellenposition kann eingestellt werden, wenn sich der Motor weiter drehen muss, um seine gewünschte oder angeforderte Motorstoppposition zu erreichen. In einem Beispiel können die Zylinderladung und der Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von dem Kurbelwellenwinkelabstand von der gegenwärtigen Motorposition zu der gewünschten Motorstoppposition eingestellt werden. Die Einstellungen der Zylinderladung und des Zündzeitpunkts können empirisch bestimmt werden, indem mehrere Motorstopps durchgeführt werden und die Zylinderladung und der Zündzeitpunkt eingestellt werden, um die gewünschte Motorstoppposition zu erreichen. Tabellen oder Funktionen, die im Steuerungsspeicher gespeichert sind, können die empirisch bestimmten Werte zum Einstellen der Frühzündung und der Zylinderladung enthalten. Auf diese Weise kann das Drehmoment der reaktivierten Zylinder eingestellt werden. Das Verfahren 500 reaktiviert den einen oder die mehreren Zylinder und stellt die Ladung und den Zündzeitpunkt der reaktivierten Zylinder ein, dann fährt das Verfahren 500 mit 514 fort.
Bei 514 deaktiviert das Verfahren 500 den einen oder die mehreren Zylinder, die bei 512 reaktiviert wurden, indem die Kraftstoffzufuhr zu den reaktivierten Zylindern beendet wird. Das Verfahren 500 geht weiter zu 516.
Bei 516 stellt das Verfahren 500 den Betriebszustand des elektromagnetisch aktivierten Einlassrückschlagventils der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe ein. Nähert sich der Motor einer angeforderten oder gewünschten Stoppstelle mit einer Drehzahl, die größer als gewünscht ist, kann das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe aktiviert werden, um die Arbeit zu erhöhen, die erforderlich ist, um den Kolben der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe durch seinen Kompressionstakt zu bewegen. Ein Teil der kinetischen Energie des Motors kann über die Pumparbeit verbraucht werden, die durch die Direkteinspritzungskraftstoffpumpe durchgeführt wird, sodass die Motordrehzahl reduziert werden kann, sodass der Motor an der gewünschten Motorstoppposition stoppt. Das Verfahren 500 endet dann.
Zusätzlich kann das Verfahren 500 in einigen Beispielen den Motor über den BISG drehen, nachdem der Motor gestoppt wurde und als Reaktion auf eine Aufforderung, den Motor zu starten. Somit kann das Verfahren 500 bei 516 warten, bis eine Motorstartanforderung generiert wird und der Motor über den BISG neu gestartet wird, nachdem der Motor gestoppt wurde, bevor das Verfahren 500 endet.
Auf diese Weise kann die Motorstoppposition auf eine gewünschte oder angeforderte Motorstoppposition eingestellt werden, sodass der Motor nicht an einem Kurbelwellenwinkel zur Ruhe kommt, bei dem die Direktkraftstoffeinspritzpumpe in ihrem Kompressionstakt ist. Vielmehr kann der Motor bei einem Kurbelwellenwinkel gestoppt werden, bei dem sich die Stange der Kraftstoffpumpe auf dem Grundkreis des Nockens der Direktkraftstoffeinspritzpumpe befindet, sodass der anfängliche Betrag des Drehmoments zum Drehen des Motors während eines Neustarts reduziert werden kann.
Somit stellt das Verfahren der 5 ein Motorbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Deaktivieren eines oder mehrerer Zylinder eines Motors über eine Steuerung als Reaktion auf eine Anforderung zum Stoppen des Motors; und Reaktivieren des einen oder der mehreren Zylinder des Motors über die Steuerung als Reaktion auf eine geschätzte Motorstoppposition, an der sich eine Kraftstoffpumpe in ihrem Kompressionstakt befindet. Das Verfahren beinhaltet, dass die Kraftstoffpumpe über den Motor angetrieben wird. Das Verfahren beinhaltet, dass das Deaktivieren des einen oder der mehreren Zylinder Beenden der Kraftstoffzufuhr zu dem einen oder den mehreren Zylindern beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet, dass das Reaktivieren des einen oder der mehreren Zylinder Zuführen von Kraftstoff zu dem einen oder den mehreren Zylindern beinhaltet. Das Verfahren umfasst ferner Einstellen des Drehmoments, das über den einen oder die mehreren reaktivierten Zylinder bereitgestellt wird, als Reaktion auf einen Kurbelwellenwinkelabstand zu einer gewünschten Motorstoppposition. Das Verfahren beinhaltet, dass das Einstellen des Drehmoments Einstellen des Zündzeitpunkts beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet, dass das Einstellen des Drehmoments Einstellen der Tellerventilsteuerung beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet, dass das Einstellen des Drehmoments Einstellen eines Ausmaßes der Drosselöffnung beinhaltet.
Das Verfahren der 5 stellt zudem ein Motorbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Deaktivieren eines oder mehrerer Zylinder eines Motors über eine Steuerung als Reaktion auf eine Anforderung zum Stoppen des Motors; Schätzen einer Motorstoppposition auf Grundlage der Motorposition, an der die Kraftstoffeinspritzung in den einen oder die mehreren Zylinder als Reaktion auf die Anforderung zum Stoppen des Motors deaktiviert ist; und Reaktivieren des einen oder der mehreren Zylinder des Motors über die Steuerung als Reaktion auf eine geschätzte Motorstoppposition, an der eine Kraftstoffpumpe in ihrem Kompressionstakt ist. Das Verfahren beinhaltet, dass die geschätzte Motorstoppposition ferner auf der Motordrehzahl basiert. Das Verfahren beinhaltet, dass die geschätzte Motorstoppposition ferner auf der Motorreibung basiert. Das Verfahren beinhaltet, dass die geschätzte Motorstoppposition ferner auf der Motorpumparbeit basiert. Das Verfahren umfasst ferner Drehen des Motors und Starten des Motors über einen integrierten Startergenerator mit Riemenantrieb als Reaktion auf eine Motorstartanforderung nach dem Stoppen des Motors. Das Verfahren umfasst ferner Einstellen des Drehmoments des einen oder der mehreren reaktivierten Zylinder auf Grundlage einer angeforderten Motorstoppposition. Das Verfahren umfasst ferner Nicht-Reaktivieren des einen oder der mehreren Zylinder als Reaktion darauf, dass die geschätzte Motorstoppposition an einer Stelle liegt, an der sich die Kraftstoffpumpe nicht in ihrem Kompressionstakt befindet.
In einer weiteren Darstellung stellt das Verfahren der 5 ein Motorbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Deaktivieren eines oder mehrerer Zylinder eines Motors über eine Steuerung als Reaktion auf eine Anforderung zum Stoppen des Motors; und Einstellen eines Betriebszustands eines elektromagnetisch aktivierten Einlassrückschlagventils einer Direkteinspritzungskraftstoffpumpe als Reaktion auf eine gewünschte oder angeforderte Motorstoppposition, an der sich eine Direktkraftstoffeinspritzpumpe nicht in ihrem Kompressionstakt befindet. Wobei das elektromagnetisch aktivierte Einlassrückschlagventil der Direkteinspritzungskraftstoffpumpe eingestellt wird, um die Pumparbeit einer Direkteinspritzungskraftstoffpumpe zu erhöhen. Zusätzlich können ein oder mehrere Motorzylinder in Reaktion auf die gewünschte oder angeforderte Motorstoppposition reaktiviert werden.
Es ist anzumerken, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können.Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichttransitorischem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die konkreten hierin beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen.Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern wird 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 kann zumindest ein Teil der beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen graphisch Code darstellen, der in nichttransitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Steuersystem programmiert werden soll. Durch die Steuerhandlungen kann zudem der Betriebszustand eines oder mehrerer Sensoren oder Aktoren in der physischen Welt umgewandelt werden, wenn die beschriebenen Handlungen ausgeführt werden, indem die Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit einer oder mehreren Steuerungen beinhaltet.
Damit ist die Beschreibung abgeschlossen. Beim Lesen derselben durch einen Fachmann kämen viele Änderungen und Modifikationen in den Sinn, ohne vom Geist und Umfang der Beschreibung abzuweichen. Zum Beispiel könnten Einzylinder-, I3-, 14-, 15-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Motorbetriebsverfahren Deaktivieren eines oder mehrerer Zylinder eines Motors über eine Steuerung als Reaktion auf eine Anforderung zum Stoppen des Motors; und Reaktivieren des einen oder der mehreren Zylinder des Motors über die Steuerung als Reaktion auf eine geschätzte Motorstoppposition, an der sich eine Kraftstoffpumpe in ihrem Kompressionstakt befindet.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Kraftstoffpumpe über den Motor angetrieben.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Deaktivieren des einen oder der mehreren Zylinder Beenden der Kraftstoffzufuhr zu dem einen oder den mehreren Zylindern.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Reaktivieren des einen oder der mehreren Zylinder Zuführen von Kraftstoff zu dem einen oder den mehreren Zylindern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Einstellen des Drehmoments, das über den einen oder die mehreren reaktivierten Zylinder bereitgestellt wird, als Reaktion auf einen Kurbelwellenwinkelabstand zu einer gewünschten Motorstoppposition.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Einstellen des Drehmoments Einstellen des Zündzeitpunkts.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Einstellen des Drehmoments Einstellen der Tellerventilsteuerung.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Einstellen des Drehmoments Einstellen des Ausmaßes einer Drosselöffnung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Motorbetriebsverfahren Deaktivieren eines oder mehrerer Zylinder eines Motors über eine Steuerung als Reaktion auf eine Anforderung zum Stoppen des Motors; Schätzen einer Motorstoppposition auf Grundlage der Motorposition, an der die Kraftstoffeinspritzung in den einen oder die mehreren Zylinder als Reaktion auf die Anforderung zum Stoppen des Motors deaktiviert ist; und Reaktivieren des einen oder der mehreren Zylinder des Motors über die Steuerung als Reaktion auf eine geschätzte Motorstoppposition, an der eine Kraftstoffpumpe in ihrem Kompressionstakt ist.
Gemäß einer Ausführungsform basiert die geschätzte Motorstoppposition ferner auf der Motordrehzahl.
Gemäß einer Ausführungsform basiert die geschätzte Motorstoppposition ferner auf der Motorreibung.
Gemäß einer Ausführungsform basiert die geschätzte Motorstoppposition ferner auf der Motorpumparbeit.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Drehen des Motors und Starten des Motors über einen integrierten Startergenerator mit Riemenantrieb als Reaktion auf eine Motorstartanforderung nach dem Stoppen des Motors.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Einstellen des Drehmoments des einen oder der mehreren reaktivierten Zylinder auf Grundlage einer angeforderten Motorstoppposition.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Nicht-Reaktivieren des einen oder der mehreren Zylinder als Reaktion darauf, dass die geschätzte Motorstoppposition an einer Stelle liegt, an der sich die Kraftstoffpumpe nicht in ihrem Kompressionstakt befindet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Motor mit einem integrierten Startergenerator mit Riemenantrieb (BISG) und einer Kurbelwelle; eine Kraftstoffpumpe, die mechanisch über den Motor angetrieben wird; und eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen beinhaltet, die in nicht-transitorischem Speicher gespeichert sind, um einen oder mehrere Zylinder des Motors über die Steuerung als Reaktion auf eine Anforderung zum Stoppen des Motors zu deaktivieren und den einen oder die mehreren Zylinder des Motors über die Steuerung zu reaktivieren, bevor der Motor stoppt, als Reaktion auf eine geschätzte Motorstoppposition, an der sich die Kraftstoffpumpe in ihrem Kompressionstakt befindet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen, um den einen oder die mehreren Zylinder als Reaktion darauf, dass die geschätzte Motorstoppposition eine Stelle ist, an der sich die Kraftstoffpumpe nicht in ihrem Kompressionstakt befindet, nicht zu reaktivieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen, um den Motor als Reaktion auf eine Anforderung zum Starten des Motors über den BISG zu drehen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch ein Elektromagnetventil in Fluidverbindung mit der Kraftstoffpumpe gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen, um das Elektromagnetventil synchron mit der Drehung des Motors zu betreiben.

Claims

Motorbetriebsverfahren, umfassend: Deaktivieren eines oder mehrerer Zylinder eines Motors über eine Steuerung als Reaktion auf eine Anforderung zum Stoppen des Motors; und Reaktivieren des einen oder der mehreren Zylinder des Motors über die Steuerung als Reaktion auf eine geschätzte Motorstoppposition, an der sich eine Kraftstoffpumpe in ihrem Kompressionstakt befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffpumpe über den Motor angetrieben ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Deaktivieren des einen oder der mehreren Zylinder Beenden der Kraftstoffzufuhr zu dem einen oder den mehreren Zylindern beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Reaktivieren des einen oder der mehreren Zylinder Zuführen von Kraftstoff zu dem einen oder den mehreren Zylindern beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Einstellen des Drehmoments, das über den einen oder die mehreren reaktivierten Zylinder bereitgestellt wird, als Reaktion auf einen Kurbelwellenwinkelabstand zu einer gewünschten Motorstoppposition.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Einstellen des Drehmoments Einstellen des Zündzeitpunkts beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Einstellen des Drehmoments Einstellen der Tellerventilsteuerung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Einstellen des Drehmoments Einstellen eines Ausmaßes der Drosselöffnung beinhaltet.
System, umfassend: einen Motor mit einem integrierten Startergenerator mit Riemenantrieb (BISG) und einer Kurbelwelle; eine Kraftstoffpumpe, die mechanisch über den Motor angetrieben wird; und eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen beinhaltet, die in nicht-transitorischem Speicher gespeichert sind, um einen oder mehrere Zylinder des Motors über die Steuerung als Reaktion auf eine Anforderung zum Stoppen des Motors zu deaktivieren und den einen oder die mehreren Zylinder des Motors über die Steuerung zu reaktivieren, bevor der Motor stoppt, als Reaktion auf eine geschätzte Motorstoppposition, an der sich die Kraftstoffpumpe in ihrem Kompressionstakt befindet.
System nach Anspruch 9, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um den einen oder die mehreren Zylinder als Reaktion darauf, dass die geschätzte Motorstoppposition eine Stelle ist, an der sich die Kraftstoffpumpe nicht in ihrem Kompressionstakt befindet, nicht zu reaktivieren.
System nach Anspruch 10, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um den Motor als Reaktion auf eine Anforderung zum Starten des Motors über den BISG zu drehen.
System nach Anspruch 9, ferner umfassend ein Elektromagnetventil in Fluidverbindung mit der Kraftstoffpumpe.
System nach Anspruch 12, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um das Elektromagnetventil synchron mit der Drehung des Motors zu betreiben.