DE102020122051A1

DE102020122051A1 - Verfahren zum starten eines motors

Info

Publication number: DE102020122051A1
Application number: DE102020122051.0A
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Allen Doering; Alexander O'Conor Gibson; Brad Alan VanDerWege
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-08-26
Filing date: 2020-08-24
Publication date: 2021-03-04
Also published as: CN112431704A; US10859055B1

Abstract

Ein Verfahren zum Starten eines Motors wird offenbart. Das Verfahren kann den Öffnungszeitpunkt eines Auslassventils eines oder mehrerer Zylinder während eines ersten Zyklus eines Motors seit einem letzten Motorstopp einstellen, um die Motoranlassarbeit zu reduzieren. Das Verfahren kann die Auslassventilzeitsteuerung einstellen, wenn der Motor direkt gestartet oder über eine elektrische Maschine gestartet wird.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft Verfahren und ein System zum Starten eines Motors. Die Verfahren und Systeme können die Systemkosten und eine zum Anlassen des Motors angewendete Energiemenge reduzieren.
Allgemeiner Stand der Technik
Ein Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs kann über eine elektrische Maschine angelassen werden, um das Starten des Motors zu erleichtern. Das Anlassen kann Drehen des Motors mit einer Drehzahl beinhalten, die geringer als eine Motorleerlaufdrehzahl ist, während dem Motor Zündfunken und Kraftstoff zugeführt werden. Sobald die Verbrennung in dem Motor eingeleitet ist und der Motor auf die Motorleerlaufdrehzahl beschleunigt, kann elektrische Leistung, die der elektrischen Maschine zugeführt wird, abgezogen werden. Jedoch kann die Energiemenge, die angewendet wird, um den Motor zu drehen, von Motorstart zu Motorstart variieren. Insbesondere kann die zum Starten des Motors angewendete Energiemenge von der Position, an der der Motor stoppt, der Motortemperatur und der Zeitdauer, über die der Motor über die elektrische Maschine angelassen wird, bevor die Verbrennung im Motor beginnt, um den Motor zu beschleunigen, sowie anderen Motor- und Fahrzeugbedingungen abhängen. Wenn der Motor jedoch in einer kürzeren Zeit gestartet werden kann und durch Bereitstellen von weniger Energie zum Drehen des Motors über die elektrische Maschine, kann es möglich sein, die Kapazität der elektrischen Maschine und eine Energiemenge, die durch die elektrische Maschine zum Starten des Motors verbraucht wird, zu reduzieren.
Kurzdarstellung
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die vorstehend erwähnten Probleme erkannt und ein Motorbetriebsverfahren entwickelt, das Folgendes umfasst: Einstellen eines Öffnungszeitpunkts eines Auslassventils eines Zylinders eines Motors auf einen Kurbelwellenwinkel, bei dem ein Druck in dem Zylinder innerhalb eines vorbestimmten Drucks eines Drucks in einem Kurbelgehäuse des Motors liegt, während des Motoranlassens über eine Steuerung als Reaktion auf eine Motorstartanforderung; und Anlassen eines Motors als Reaktion auf die Motorstartanforderung.
Durch Einstellen eines Öffnungszeitpunkts des Auslassventils für einen ersten Zyklus eines Zylinders nach einem letzten Motorstopp kann es möglich sein, das technische Ergebnis des Reduzierens einer Energiemenge zum Drehen eines Motors zum Starten bereitzustellen. In einem Beispiel kann der Öffnungszeitpunkt des Auslassventils für einen Zylinder auf einen Kurbelwellenwinkel eingestellt werden, bei dem ein Druck in dem Zylinder im Wesentlichen gleich dem Druck in einem Motorkurbelgehäuse ist (z. B. innerhalb von zehn Prozent des Motorkurbelgehäusedrucks). Das Öffnen des Auslassventils eines Zylinders bei einem Kurbelwellenwinkel, bei dem der Druck im Zylinder im Wesentlichen gleich dem Druck im Kurbelgehäuse ist, ermöglicht, dass der Motor gedreht wird, ohne Energie in den Motor einzubringen, um ein Vakuum oder einen Druck zu überwinden, das bzw. der in dem Zylinder erzeugt werden kann, wenn das Auslassventil geschlossen bleiben würde.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz eine Energiemenge reduzieren, die zum Starten eines Motors angewendet wird. Der Ansatz kann auf Bedingungen angewendet werden, bei denen der Motor direkt gestartet wird, und wenn eine elektrische Maschine den Motor zum Starten dreht. Zusätzlich kann der Ansatz ohne zusätzliche Kosten in vielen Systemen angewendet werden. Weiterhin kann der Ansatz das Starten des Motors mit Motoranlassern mit geringerer Drehmomentkapazität und elektrischen Energiespeichervorrichtungen mit geringerer Kapazität ermöglichen.
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 ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung genauer beschrieben sind. 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. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorangehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführten Nachteile überwinden.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors;
2 zeigt eine schematische Darstellung eines/r beispielhaften Antriebsstrangs oder Kraftübertragung einschließlich des in 1 gezeigten Verbrennungsmotors;
3A-4B zeigen Verläufe von Zylinderdruckdelta und Drehmomentdelta während der Expansionsverbrennung;
5 zeigt Verläufe von prophetischen Motorstarts; und
6 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Motors.

Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Beschreibung betrifft das Starten eines Motors und das Reduzieren von Energie zum Starten des Motors. Der Motor kann von der in 1 gezeigten Art sein. Der Motor kann in einer Kraftübertragung oder einem Antriebsstrang beinhaltet sein, wie in 2 gezeigt. Der Motor kann direkt gestartet werden oder der Anlassvorgang kann über das Einleiten der Verbrennung im Arbeitstakt festgesetzt werden. Der Druck in den Motorzylindern und das durch die Zylinder erzeugte Drehmoment können den in 3A-4B gezeigten Trajektorien folgen. Zwei Motorstartsequenzen sind in 5 gezeigt, und die Sequenz der 5 kann über das Verfahren der 6 erzeugt werden. In einem Beispiel kann das Verfahren der 6 die Auslassventilzeitsteuerung eines Zylinders derart einstellen, dass sich die Auslassventile bei einem Kurbelwellenwinkel öffnen, bei dem der Druck im Zylinder im Wesentlichen gleich dem Druck im Kurbelgehäuse ist, sodass das Anlassdrehmoment des Motors reduziert werden kann und die Arbeit der Motorexpansion besser genutzt werden kann.
Unter Bezugnahme auf 1 wird der Verbrennungsmotor 10, der eine Vielzahl von Zylindern umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch eine elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. 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. Das Schwungrad 97 und das Hohlrad 99 sind an die Kurbelwelle 40 gekoppelt. Ein Anlasser 96 (z. B. eine elektrische Niederspannungsmaschine (mit weniger als 30 Volt betrieben)) beinhaltet eine Ritzelwelle 98 und ein Ritzel 95. Die Ritzelwelle 98 kann das Ritzel 95 selektiv vorantreiben, damit es das Hohlrad 99 in Eingriff nimmt. Der Anlasser 96 kann direkt an der Vorderseite des Motors oder an der Hinterseite des Motors montiert sein. In einigen Beispielen kann der Anlasser 96 der Kurbelwelle 40 über einen Riemen oder eine Kette selektiv Drehmoment zuführen. In einem Beispiel befindet sich der Anlasser 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht mit der Motorkurbelwelle in Eingriff steht.
Der Darstellung nach steht die Brennkammer 30 über ein Einlassventil 52 bzw. Auslassventil 54 mit einem Ansaugkrümmer 44 bzw. Abgaskrümmer 48 in Kommunikation. 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 Phase oder Position des Einlassventils 52 kann über eine Ventilphasenänderungsvorrichtung 59 relativ zu einer Position der Kurbelwelle 40 eingestellt werden. Eine Phase oder Position des Auslassventils 54 kann über eine Ventilphasenänderungsvorrichtung 58 relativ zu einer Position der Kurbelwelle 40 eingestellt werden. Die Ventilphasenänderungsvorrichtungen 58 und 59 können elektromechanische Vorrichtungen, hydraulische Vorrichtungen oder mechanische Vorrichtungen sein.
Der Motor 10 beinhaltet ein Kurbelgehäuse 39, in dem die Kurbelwelle 40 untergebracht ist. Eine Ölwanne 37 kann eine untere Begrenzung des Kurbelgehäuses 39 bilden und der Motorblock 33 und der Kolben 36 können eine obere Begrenzung des Kurbelgehäuses 39 bilden. Das Kurbelgehäuse 39 kann ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil (nicht gezeigt) beinhalten, das Gase über den Ansaugkrümmer 44 in die Brennkammer 30 entlüften kann. Der Druck im Kurbelgehäuse 39 kann über einen Drucksensor 38 erfasst werden. Alternativ kann der Druck im Kurbelgehäuse 39 geschätzt werden.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 ist derart positioniert gezeigt, dass Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt wird, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzung 66 gibt proportional zu der Impulsbreite von einer Steuerung 12 flüssigen Kraftstoff ab. Der Kraftstoff wird durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt), das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler (nicht gezeigt) beinhaltet, an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 abgegeben. In einem Beispiel kann ein zweistufiges Hochdruckkraftstoffsystem verwendet werden, um höhere Kraftstoffdrücke zu erzeugen.
Zusätzlich ist gezeigt, dass der Ansaugkrümmer 44 mit einem Turboladerverdichter 162 und einem Motorlufteinlass 42 in Kommunikation steht. In anderen Beispielen kann der Verdichter 162 ein Kompressorverdichter sein. Eine Welle 161 koppelt eine Turboladerturbine 164 mechanisch an den Turboladerverdichter 162. Eine 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 sein. 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 Zündungssystem 88 stellt der Brennkammer 30 als Reaktion auf die Steuerung 12 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken bereit. Eine Breitbandlambda-(UEGO)-Sonde 126 ist stromabwärts eines Katalysators 70 an den Abgaskrümmer 48 gekoppelt gezeigt. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126 durch eine binäre Abgaslambdasonde ersetzt werden.
In einem Beispiel kann der Katalysator 70 mehrere Katalysatorbausteine beinhalten. In einem weiteren Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen, jeweils mit mehreren Bausteinen, verwendet werden. In einem Beispiel kann der Katalysator 70 ein Dreiwegekatalysator sein.
Die Steuerung 12 ist in 1 als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes beinhaltet: eine Mikropozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, einen Festwertspeicher 106 (z. B. nicht-transitorischen Speicher), einen Direktzugriffsspeicher 108, einen Keep-Alive-Speicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuerung 12 ist als verschiedene Signale von mit der Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren empfangend gezeigt, zusätzlich zu den oben besprochenen Signalen, beinhaltend: Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur (ECT - engine coolant temperature) von einem mit einer Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; von einem zum Erfassen einer durch einen Fuß 132 ausgeübten Kraft an ein Gaspedal 130 gekoppelten Positionssensor 134; von einem zum Erfassen der durch einen Fuß 152 ausgeübten Kraft an ein Bremspedal 150 gekoppelten Positionssensor 154, eine Messung eines Kraftmaschinenkrümmerdrucks (MAP - manifold pressure) von einem an den Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122; einem Kraftmaschinenpositionssensor von einem Halleffektsensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung einer Luftmasse, die in die Kraftmaschine eintritt, von einem Sensor 120; einen Zylinderdruck von einem Drucksensor 79 und eine Messung der Drosselklappenposition von einem Sensor 68. Der Luftdruck kann zudem zum Verarbeiten durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118 eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, anhand derer die Motordrehzahl (RPM) bestimmen werden kann.
Die Steuerung 12 kann zudem eine Eingabe von einer Mensch-Maschine-Schnittstelle 77 empfangen. In einem Beispiel kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle 77 eine Anzeigetafel sein. Alternativ kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle 77 ein Schlüsselschalter oder eine andere bekannte Art von Mensch-Maschine-Schnittstelle sein. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 77 kann Anforderungen von einem Benutzer empfangen. Beispielsweise kann ein Benutzer über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 77 einen Motorstopp oder -start anfordern. Zusätzlich kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle 77 Statusnachrichten und Motordaten anzeigen, die von der Steuerung 77 empfangen werden können.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder innerhalb des Motors 10 typischerweise einen Viertaktzyklus: Der Zyklus beinhaltet den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Arbeitstakt 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, bei 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 Verdichtungstakts sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfs, um so die Luft innerhalb der Brennkammer 30 zu verdichten. 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 Prozess wird Kraftstoff in die Brennkammer eingebracht. In einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie etwa die Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt.
Während des Arbeitstakts drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36 zurück zum UT. Die Kurbelwelle 40 wandelt die Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Ausstoßtakts, 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 aus 2 beinhaltet den in 1 gezeigten Motor 10. Es ist gezeigt, dass der Antriebsstrang 200 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 beinhaltet. Die Steuerungen können über ein Controller Area Network (CAN) 299 kommunizieren. Jede der Steuerungen kann anderen Steuerungen Informationen bereitstellen, wie etwa Leistungsausgangsbegrenzungen (z. B. nicht zu überschreitender Leistungsausgang der Vorrichtung oder Komponente, die gesteuert wird), Leistungseingangsbegrenzungen (z. B. nicht zu überschreitender Leistungseingang der Vorrichtung oder Komponente, die gesteuert wird), Leistungsausgang der Vorrichtung, die gesteuert wird, 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 beruhen, 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 des Steuerns der Antriebsstrangvorrichtungen anders aufgeteilt sein, als in 2 gezeigt ist. 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 für die elektrische Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 250 eigenständige Steuerungen sind.
In diesem Beispiel kann der Antriebsstrang 200 durch den Motor 10 und die elektrische Maschine 240 mit Leistung versorgt werden. In anderen Beispielen kann der Verbrennungsmotor 10 weggelassen sein. Der Motor 10 kann mit einem in 1 gezeigten Motorstartsystem, über einen BISG 219 oder über einen in das Antriebssystem integrierten Startergenerator (ISG) 240, auch als integrierter Startergenerator bekannt, gestartet werden. Eine Drehzahl des BISG 219 kann über einen optionalen BISG-Drehzahlsensor 203 bestimmt werden. Der Kraftübertragungs-ISG 240 (z. B. elektrische Hochspannungsmaschine (mit mehr als 30 Volt betrieben)) kann auch als Elektromaschine, Elektromotor und/oder Generator bezeichnet werden. Ferner kann die Leistung des Motors 10 über einen Leistungsaktor 204, wie etwa eine Kraftstoffeinspritzung, eine Drossel usw. eingestellt werden.
Der BISG ist über einen Riemen 231 mechanisch an den Motor 10 gekoppelt. Der BISG kann an die Kurbelwelle 40 oder eine Nockenwelle (z.B. 51 oder 53 aus 1) gekoppelt sein. Der BISG kann als Elektromotor betrieben werden, wenn ihm über eine Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie oder eine Niederspannungsbatterie 280 elektrische Leistung zugeführt wird. Der BISG kann als Generator betrieben werden, der die Speichervorrichtung für elektrische Energie 275 oder die Niederspannungsbatterie 280 mit elektrischer Leistung versorgt. Ein bidirektionaler Gleichspannungswandler 281 kann elektrische Energie von einem Hochspannungsbus 274 an einen Niederspannungsbus 273 oder umgekehrt übertragen. Eine Niederspannungsbatterie 280 ist elektrisch an den Niederspannungsbus 273 gekoppelt. Eine Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie ist elektrisch an den Hochspannungsbus 274 gekoppelt. Die Niederspannungsbatterie 280 führt dem Anlassermotor 96 selektiv elektrische Energie zu.
Eine Motorausgangsleistung kann durch ein Zweimassenschwungrad 215 zu einem Eingang oder einer ersten Seite einer Antriebsstrangtrennkupplung 235 übertragen werden. Die Trennkupplung 236 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt sein. Die stromabwärtige oder zweite Seite 234 der Trennkupplung 236 ist der Darstellung nach mechanisch an die ISG-Eingangswelle 237 gekoppelt.
Der ISG 240 kann betrieben werden, um dem Antriebsstrang 200 Leistung bereitzustellen oder um Antriebsstrangleistung in elektrische Energie umzuwandeln, die in einem Regenerationsmodus in einer Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie gespeichert wird. Der ISG 240 steht in elektrischer Verbindung mit der Speichervorrichtung für elektrische Energie 275. Der ISG 240 weist eine höhere Ausgangsleistungskapazität als der in 1 gezeigte Anlasser 96 oder der BISG 219 auf. Ferner treibt der ISG 240 den Antriebsstrang 200 direkt an oder wird direkt vom Antriebsstrang 200 angetrieben. Es gibt keine Riemen, Zahnräder oder Ketten, um den ISG 240 an den Antriebsstrang 200 zu koppeln. Vielmehr dreht sich der ISG 240 mit derselben Rate wie der Antriebsstrang 200. Bei der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie (z. B. Hochspannungsbatterie oder - leistungsquelle) kann es sich um eine Batterie, einen Kondensator oder einen Induktor handeln. Die stromabwärtige Seite des ISG 240 ist über eine Welle 241 mechanisch an ein Pumpenrad 285 eines Drehmomentwandlers 206 gekoppelt. Die stromaufwärtige Seite des ISG 240 ist mechanisch an die Trennkupplung 236 gekoppelt. Der ISG 240 kann dem Antriebsstrang 200 eine positive oder eine negative Leistung bereitstellen, indem er als Elektromotor oder Generator, wie durch die Steuerung 252 der elektrischen Maschine angewiesen, betrieben wird.
Der Drehmomentwandler 206 beinhaltet ein Turbinenrad 286, um Leistung an eine Eingangswelle 270 auszugeben. Die Eingangswelle 270 koppelt den Drehmomentwandler 206 mechanisch an ein Automatikgetriebe 208. Der Drehmomentwandler 206 beinhaltet außerdem eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 (TCC - torque converter bypass lock-up clutch). Leistung wird direkt von dem Pumpenrad 285 an das Turbinenrad 286 übertragen, wenn die TCC verriegelt ist. Die TCC wird durch die Steuerung 254 elektrisch betrieben. 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 Drehmomentwandlerturbinerad 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, wodurch ermöglicht wird, die Leistungsmenge, die direkt an das Getriebe weitergegeben wird, einzustellen. Die Getriebesteuerung 254 kann dazu konfiguriert sein, die Menge an vom Drehmomentwandler 212 übertragener Leistung 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 mit Druck beaufschlagt, um die Trennkupplung 236, die Vorwärtskupplung 210 und die Gangkupplungen 211 zu betreiben. Die Pumpe 283 wird über das Pumpenrad 285 angetrieben, das sich mit einer selben Drehzahl wie der ISG 240 dreht.
Das Automatikgetriebe 208 beinhaltet Gangkupplungen (z. B. Gänge 1-10) 211 und eine Vorwärtskupplung 210. Das Automatikgetriebe 208 ist ein Getriebe mit festen Übersetzungsverhältnissen. Alternativ kann das Getriebe 208 ein stufenloses Getriebe sein, das eine Fähigkeit aufweist, ein Getriebe mit festen Übersetzungsverhältnissen und feste Übersetzungsverhältnisse zu simulieren. Die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 können selektiv eingekuppelt 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 Schaltsteuermagnetventile 209 zugeführt wird, eingekuppelt oder ausgekuppelt werden. Die Leistungsausgabe aus dem Automatikgetriebe 208 kann zudem an die Räder 216 weitergegeben werden, um das Fahrzeug über eine Ausgangswelle 260 anzutreiben. Konkret kann das Automatikgetriebe 208 eine Eingangsantriebsleistung an der Eingangswelle 270 als Reaktion auf eine Fahrzeugfahrtbedingung vor dem Übertragen einer Ausgangsantriebsleistung an die Räder 216 übertragen. Die Getriebesteuerung 254 schaltet die TCC 212, die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 selektiv an oder kuppelt diese selektiv ein. Die Getriebesteuerung schaltet zudem die TCC 212, die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 selektiv ab oder kuppelt diese selektiv aus.
Ferner kann durch Betätigen von 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 Fahrzeugbremsen als Teil eines automatisierten Motorstoppvorgangs über die Steuerung 250 eine Reibungskraft auf die Räder 216 ausüben.
Als Reaktion auf eine Anforderung, das Fahrzeug 225 zu beschleunigen, 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 restlichen Teil dem ISG oder BISG zu. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 fordert die Motorleistung von der Motorsteuerung 12 und die ISG-Leistung von der Steuerung 252 der elektrischen Maschine an. Wenn die ISG-Leistung plus die Motorleistung kleiner ist als eine Getriebeeingangsleistungsgrenze (z. B. ein nicht zu überschreitender Schwellenwert), wird die Leistung an den Drehmomentwandler 206 abgegeben, der dann mindestens 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. Unter einigen Bedingungen kann, wenn es möglicherweise gewünscht ist, die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie zu laden, eine Ladeleistung (z. B. eine negative ISG-Leistung) angefordert werden, während eine Fahrerbedarfsleistung ungleich null vorliegt. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann eine erhöhte Motorleistung anfordern, um die Ladeleistung zu überwinden, um die Fahrerbedarfsleistung zu erfüllen.
Als Reaktion auf eine Anforderung, das Fahrzeug 225 zu verlangsamen und Nutzbremsen bereitzustellen, kann die Fahrzeugsystemsteuerung auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Bremspedalposition eine negative gewünschte Radleistung (z. B. gewünschte oder angeforderte Antriebsstrangradleistung) bereitstellen. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 weist dann dem ISG 240 und dem Motor 10 einen Anteil der negativen gewünschten Radleistung zu. Die Fahrzeugsystemsteuerung kann zudem den Reibungsbremsen 218 einen Anteil der angeforderten Bremsleistung zuweisen (z. B. gewünschte Reibungsbremsradleistung). Ferner kann die Fahrzeugsystemsteuerung die Getriebesteuerung 254 benachrichtigen, dass sich das Fahrzeug in einem Nutzbremsmodus befindet, sodass die Getriebesteuerung 254 die Gänge 211 auf Grundlage eines einzigartigen Schaltplans wechselt, um den Regenerationswirkungsgrad zu erhöhen. Der Motor 10 und der ISG 240 können der Getriebeeingangswelle 270 eine negative Leistung bereitstellen, doch die durch den ISG 240 und den Motor 10 bereitgestellte negative Leistung kann durch die Getriebesteuerung 254, die eine Grenze für die negative Getriebeeingangswellenleistung ausgibt (z. B. einen nicht zu überschreitenden Schwellenwert), begrenzt sein. Ferner kann die negative Leistung des ISG 240 auf Grundlage von Betriebsbedingungen der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie, durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 oder die Steuerung 252 der elektrischen Maschine begrenzt (z. B. auf weniger als einen Schwellenwert für die negative Schwellenleistung beschränkt) sein. Ein beliebiger Teil der gewünschten negativen Radleistung, die aufgrund von Getriebe- oder ISG-Begrenzungen nicht durch den ISG 240 bereitgestellt werden kann, kann dem Motor 10 und/oder den Reibungsbremsen 218 zugewiesen werden, sodass die gewünschte Radleistung durch eine Kombination aus negativer Leistung (z. B. absorbierter Leistung) über die Reibungsbremsen 218, den Motor 10 und den ISG 240 bereitgestellt wird.
Dementsprechend kann die Leistungssteuerung der verschiedenen Antriebsstrangkomponenten durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 überwacht werden, wobei lokale Leistungssteuerung für den Motor 10, das Getriebe 208, die elektrische Maschine 240 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 ein Motorleistungsausgang durch Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitpunkt und/oder Luftladung, durch Steuern von Drosselöffnung und/oder Ventilansteuerung, Ventilhub und Aufladung für turboaufgeladene oder per 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 abgeschaltet sind (z. B. keinen Kraftstoff verbrennen) oder wobei alle Zylinder abgeschaltet sind und während der Motor gedreht wird. Die Menge an Motorbremsleistung kann über Einstellen der Motorventilansteuerung eingestellt werden. Die Motorventilansteuerung kann eingestellt werden, um die Motorverdichtungsarbeit zu erhöhen oder zu verringern. Ferner kann die Motorventilansteuerung 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 den Motorleistungsausgang zu steuern.
Die Steuerung 252 der elektrischen Maschine kann die Leistungsausgabe und die Erzeugung elektrischer Energie von dem ISG 240 durch Einstellen des Stroms steuern, der zu und von Feld- und/oder Ankerwicklungen des ISG fließt, wie es im Fach bekannt ist.
Die Getriebesteuerung 254 empfängt die Getriebeeingangswellenposition über einen Positionssensor 271. Die Getriebesteuerung 254 kann die Getriebeeingangswellenposition über Differenzieren eines Signals von dem Positionssensor 271 oder Zählen einer Anzahl bekannter Winkelabstandsimpulse über ein vorbestimmtes Zeitintervall hinweg in die Eingangswellendrehzahl umwandeln. Die Getriebesteuerung 254 kann das Getriebeausgangswellendrehmoment von einem Drehmomentsensor 272 empfangen. Alternativ kann es sich bei dem Sensor 272 um einen Positionssensor oder Drehmoment- und Positionssensor handeln. Falls der Sensor 272 ein Positionssensor ist, kann die Steuerung 254 Wellenpositionsimpulse über ein vorbestimmtes Zeitintervall hinweg zählen, um die Getriebeausgangswellengeschwindigkeit zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254 kann außerdem die Getriebeausgangswellendrehzahl differenzieren, um die Getriebeausgangswellenbeschleunigung zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254, die Motorsteuerung 12 und die Fahrzeugsystemsteuerung 255 können außerdem zusätzliche Getriebeinformationen von Sensoren 277 empfangen, die unter anderem Drucksensoren der Pumpenausgangsleitung, hydraulische Drucksensoren des Getriebes (z. B. Fluiddrucksensoren der Getriebekupplung), ISG-Temperatursensoren und BISG-Temperaturen, Gangschalthebelsensoren und Umgebungstemperatursensoren beinhalten können. Die Getriebesteuerung 254 kann zudem eine angeforderte Gangeingabe von einem Gangschalthebel 290 (z. B. einer Mensch-Maschine-Schnittstellenvorrichtung) empfangen. Ein Gangschalthebel 290 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 einen Raddrehzahlsensor 221 und Bremsanforderungen von der Fahrzeugsystemsteuerung 255. Die Bremssteuerung 250 kann zudem Bremspedalpositionsinformationen von dem in 1 gezeigten Bremspedalsensor 154 direkt oder über ein 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. Demnach kann die Bremssteuerung 250 der Fahrzeugsystemsteuerung 255 eine Radleistungsgrenze (z. B. einen nicht zu überschreitenden Schwellenwert für die negative Radleistung) bereitstellen, sodass die negative ISG-Leistung nicht dazu führt, dass die Radleistungsgrenze überschritten wird. Zum Beispiel wird, falls die Steuerung 250 eine Grenze für die negative Radleistung von 50 Nm ausgibt, die ISG-Leistung so eingestellt, dass sie weniger als 50 Nm (z. B. 49 Nm) negative Leistung an den Rädern bereitstellt, einschließlich des Berücksichtigens der Getriebeübersetzung.
Somit stellt das System der 1 und 2 ein Fahrzeugsystem bereit, das Folgendes umfasst: einen Motor; und eine Steuerung, die in nicht-transitorischem Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, um einen Öffnungszeitpunkt eines Auslassventils eines Zylinders des Motors auf einen Kurbelwellenwinkel einzustellen, bei dem erwartet wird, dass ein Druck in dem Zylinder innerhalb eines vorbestimmten Drucks eines Drucks in einem Kurbelgehäuse des Motors liegt, wenn die Verbrennung in dem Zylinder nicht erfolgt, vor einem ersten Ausstoßtakt des Zylinders nach einem letzten Motorstopp. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Anlassen des Motors über eine elektrische Maschine. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Messen eines Drucks in dem Kurbelgehäuse. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Schätzen des Drucks in dem Kurbelgehäuse.
Unter Bezugnahme auf 3A ist ein Verlauf des Zylinderdruckdeltas gegenüber dem Kurbelwellenwinkel gezeigt. Die vertikale Achse stellt eine Druckdifferenz zwischen dem Druck in einem Zylinder, wenn Expansionsverbrennung vorliegt, und dem Druck in dem Zylinder, wenn keine Expansionsverbrennung vorliegt, dar. Die horizontale Achse stellt den Kurbelwellenwinkel relativ zum oberen Totpunkt des Verdichtungstakts (z. B. 0 Kurbelwellengrad) und zum unteren Totpunkt des Ausstoßtakts (z. B. 180 Kurbelwellengrad) des Zylinders mit dem Deltadruck dar. Die Kurve 302 stellt das Zylinderdruckdelta dar, das wie folgt ausgedrückt werden kann: $d e l t a_p (θ) = C y l_p_e x p a n (θ) - C y l_p (θ)$
wobei delta_p die Zylinderdruckdifferenz ist, Cyl_p_expan der Zylinderdruck ist, wenn eine Expansionsverbrennung in dem Zylinder vorliegt, θ der Kurbelwellenwinkel ist und Cyl_p der Zylinderdruck ist, wenn keine Verbrennung in dem Zylinder stattfindet.
Bei sechzig Kurbelwellengrad nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts befindet sich das Druckdelta auf seinem höchsten Niveau, wenn die Expansionsverbrennung erstmals eingeleitet wird und das Zylindervolumen klein ist. Es ist anzumerken, dass sechzig Kurbelwellengrad nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts lediglich eine beispielhafte Ausgangsposition ist und andere Kurbelwellenwinkel als die Anfangsposition referenziert werden können. Wenn sich der Motor aufgrund der Expansionsverbrennung zu drehen beginnt, nimmt das Druckdelta ab, bis sich das Auslassventil bei 120 Kurbelwellengrad nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts des Zylinders öffnet. Der Deltadruck fällt auf null, wenn sich das Auslassventil öffnet. In dieser Sequenz, beginnend bei der Expansionsverbrennung bei 60 Kurbelwellengrad nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts und endend bei 120 Kurbelwellengrad nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts, werden 68,5 Joule Arbeit über das aus der Expansionsverbrennung erzeugte Drehmoment in die Motorkurbelwelle eingegeben, im Vergleich dazu, wenn keine Expansionsverbrennung in dem Zylinder vorliegt.
Unter Bezugnahme auf 3B ist ein Verlauf des Zylinderdrehmomentdeltas gegenüber dem Kurbelwellenwinkel gezeigt. Die vertikale Achse stellt eine Drehmomentdifferenz zwischen dem über den Zylinder erzeugten Drehmoment, wenn Expansionsverbrennung vorliegt, und dem über den Zylinder erzeugten Drehmoment, wenn keine Expansionsverbrennung vorliegt, dar. Die horizontale Achse stellt den Kurbelwellenwinkel relativ zum oberen Totpunkt des Verdichtungstakts (z. B. 0 Kurbelwellengrad) und zum unteren Totpunkt des Ausstoßtakts (z. B. 180 Kurbelwellengrad) des Zylinders mit dem Deltadruck dar. Die Kurve 304 stellt das Zylinderdrehmomentdelta dar, das wie folgt ausgedrückt werden kann: $d e l t a_t (θ) = C y l_t_e x p a n (θ) - C y l_t (θ)$
wobei delta_t die Zylinderdrehmomentdifferenz ist, Cyl_t_expan das Zylinderdrehmoment ist, wenn eine Expansionsverbrennung in dem Zylinder vorliegt, θ der Kurbelwellenwinkel ist und Cyl_t das Zylinderdrehmoment ist, wenn keine Verbrennung in dem Zylinder stattfindet. Das in 3B dargestellte Drehmoment entspricht dem in 3A beschriebenen Zylinder und bezieht sich auf den in 3A dargestellten Deltadruck.
Bei 60 Kurbelwellengrad nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts befindet sich das Drehmomentdelta auf seinem höchsten Niveau, wenn die Expansionsverbrennung erstmals eingeleitet wird und das Zylindervolumen klein ist. Wenn sich der Motor aufgrund der Expansionsverbrennung zu drehen beginnt, nimmt das Drehmomentdelta ab, bis sich das Auslassventil bei 120 Kurbelwellengrad nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts des Zylinders öffnet. Das Deltadrehmoment fällt auf null, wenn sich das Auslassventil öffnet. Somit folgen das Zylinderdruckdelta und das Zylinderdrehmomentdelta ähnlichen Trajektorien für einen frühzeitigen Öffnungszeitpunkt der Auslassventile.
Unter Bezugnahme auf 4A ist ein zweiter Verlauf des Zylinderdruckdeltas gegenüber dem Kurbelwellenwinkel gezeigt. Die vertikale Achse stellt eine Druckdifferenz zwischen dem Druck in einem Zylinder, wenn Expansionsverbrennung vorliegt, und dem Druck in dem Zylinder, wenn keine Expansionsverbrennung vorliegt, dar. Die horizontale Achse stellt den Kurbelwellenwinkel relativ zum oberen Totpunkt des Verdichtungstakts (z. B. 0 Kurbelwellengrad) und zum unteren Totpunkt des Ausstoßtakts (z. B. 180 Kurbelwellengrad) des Zylinders mit dem Deltadruck dar. Die Kurve 402 stellt das Zylinderdruckdelta dar. Jedoch wird in diesem Beispiel der Öffnungszeitpunkt des Auslassventils verzögert und tritt später als der Öffnungszeitpunkt des Auslassventils auf, der in 3A und 3B gezeigt.
Bei 60 Kurbelwellengrad nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts befindet sich das Druckdelta auf seinem höchsten Niveau, wenn die Expansionsverbrennung erstmals eingeleitet wird und das Zylindervolumen klein ist. Wenn sich der Motor aufgrund der Expansionsverbrennung zu drehen beginnt, nimmt das Druckdelta ab, bis sich das Auslassventil bei 180 Kurbelwellengrad nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts des Zylinders öffnet. Der Deltadruck fällt auf null, wenn sich das Auslassventil öffnet. In dieser Sequenz, beginnend bei der Expansionsverbrennung bei 60 Kurbelwellengrad nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts und endend bei 180 Kurbelwellengrad nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts, werden 83,5 Joule Arbeit über das aus der Expansionsverbrennung erzeugte Drehmoment in die Motorkurbelwelle eingegeben, im Vergleich dazu, wenn keine Expansionsverbrennung in dem Zylinder vorliegt. Somit kann durch das Verzögern der Öffnung des Auslassventils der Druck in dem Zylinder im Vergleich zu der in 3A und 3B gezeigten Auslassventilzeitsteuerung zusätzliche Arbeit durchführen.
Unter Bezugnahme auf 4B ist ein Verlauf des Zylinderdrehmomentdeltas gegenüber dem Kurbelwellenwinkel gezeigt. Die vertikale Achse stellt eine Drehmomentdifferenz zwischen dem über den Zylinder erzeugten Drehmoment, wenn Expansionsverbrennung vorliegt, und dem über den Zylinder erzeugten Drehmoment, wenn keine Expansionsverbrennung vorliegt, dar. Die horizontale Achse stellt den Kurbelwellenwinkel relativ zum oberen Totpunkt des Verdichtungstakts (z. B. 0 Kurbelwellengrad) und zum unteren Totpunkt des Ausstoßtakts (z. B. 180 Kurbelwellengrad) des Zylinders mit dem Deltadruck dar. Die Kurve 404 stellt das Zylinderdrehmomentdelta dar.
Bei sechzig Kurbelwellengrad nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts befindet sich das Drehmomentdelta auf seinem höchsten Niveau, wenn die Expansionsverbrennung erstmals eingeleitet wird und das Zylindervolumen klein ist. Wenn sich der Motor aufgrund der Expansionsverbrennung zu drehen beginnt, nimmt das Drehmomentdelta ab, bis sich das Auslassventil bei 180 Kurbelwellengrad nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts des Zylinders öffnet. Das Delta-Drehmoment ist nahezu null, bevor es 180 Kurbelwellengrad erreicht. Daher kann, wenn das Auslassventil bei 180 Kurbelwellengrad nicht geöffnet wird, das Deltadrehmoment nach 180 Kurbelwellengrad negativ werden. Somit kann Arbeit, die in das Drehen des Motors gesteckt wird, unabhängig davon, ob die Arbeit durch chemische Energie oder elektrische Energie erzeugt wird, reduziert werden, indem der Öffnungszeitpunkt des Auslassventils für eine vorbestimmte Anzahl von Motorverbrennungsereignissen nach einem letzten Motorstopp (z. B. keine Verbrennung und keine Motordrehung) eingestellt wird.
Unter Bezugnahme auf 5 sind zwei beispielhafte prophetische Motorstartsequenzen gezeigt. Die Startsequenzen können durch das System der 1 und 2 gemäß dem Verfahren der 6 bereitgestellt werden. Die erste Motorstartsequenz beginnt bei Zeitpunkt t0 und die zweite Motorstartsequenz beginnt bei Zeitpunkt t2. Die SS-Markierungen entlang jeder horizontalen Achse jedes Verlaufs stellen zeitliche Unterbrechungen dar, und die zeitliche Unterbrechung kann lang oder kurz sein. Die vertikalen Linien stellen relevante Zeitpunkte in der Sequenz dar. In diesem Beispiel ist der Motor ein Viertakt-/Vierzylindermotor mit einer Zündreihenfolge von 1-3-4-2. Relevante Zeitpunkte sind durch die vertikalen Linien bei Zeitpunkt t0-t3 angegeben. Die Sequenz bewegt sich von links nach rechts.
Der erste Verlauf von oben in 5 ist ein Verlauf der Takte von Zylinder Nummer eins. Die vertikalen Balken stellen die Positionen des oberen Totpunkts und des unteren Totpunkts für Zylinder Nummer eins dar. Der Ansaugtakt wird durch „I“ angegeben und der Verdichtungstakt wird durch „C“ angegeben. Der Leistungs- oder Arbeitstakt wird durch „P“ angegeben und der Ausstoßtakt wird durch „E“ angegeben. Die Auslassventilzeitsteuerung ist durch einen durchgezogenen Balken angegeben, wie bei 554 gezeigt. Die Auslassventile sind zu den durch die durchgezogenen Balken angegebenen Zeitpunkten (z. B. 554) geöffnet und an Motorpositionen geschlossen, bei denen die durchgezogenen Balken nicht gezeigt sind. Der Zündzeitpunkt ist durch „*“ angegeben, wie bei 552 gezeigt, und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt ist durch einen schraffierten Balken angegeben, wie bei 550 gezeigt. Ein Zündfunken ist bei dem Kurbelwinkel vorhanden, der durch das „*“ angegeben ist, und kein Funken ist bei Kurbelwellenwinkeln vorhanden, bei denen das „*“ nicht gezeigt ist. Die Kraftstoffeinspritzung erfolgt bei Kurbelwellenwinkeln, bei denen schraffierte Balken (z. B. 550) vorhanden sind, und die Kraftstoffeinspritzung erfolgt bei Kurbelwellenwinkeln, bei denen keine schraffierten Balken vorhanden sind, nicht. Die gleichen Bezeichnungen für Zündfunken, Kraftstoffeinspritzung und Auslassventilzeitsteuerung werden in den ersten vier Verläufen von oben in 5 verwendet.
Der zweite Verlauf von oben in 5 ist ein Verlauf der Takte von Zylinder Nummer drei. Die Zündzeitpunkte, Auslassventilzeitsteuerungen, Kraftstoffeinspritzzeitpunkte werden auf ähnliche Weise angegeben, wie sie im ersten Verlauf von oben in 5 angegeben wurden.
Der dritte Verlauf von oben in 5 ist ein Verlauf der Takte von Zylinder Nummer vier. Die Zündzeitpunkte, Auslassventilzeitsteuerung und Kraftstoffeinspritzzeitpunkte werden auf ähnliche Weise angegeben, wie sie im ersten Verlauf von oben in 5 angegeben wurden.
Der vierte Verlauf von oben in 5 ist ein Verlauf der Takte des Zylinders Nummer zwei. Die Zündzeitpunkte, Auslassventilzeitsteuerungen und Kraftstoffeinspritzzeitpunkte werden auf ähnliche Weise angegeben, wie sie im ersten Verlauf von oben in 5 angegeben wurden.
Der fünfte Verlauf von oben in 5 ist ein Verlauf des Drucks in Zylinder Nummer vier gegenüber der Zylinderposition von Zylinder Nummer vier. Die vertikale Achse stellt den Zylinderdruck in Zylinder Nummer vier dar, und der Zylinderdruck nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt den aktuellen Takt dar, bei dem Zylinder Nummer vier eingeschaltet ist. Die Kurve 514 stellt den Druck in Zylinder Nummer vier dar.
Der sechste Verlauf von oben in 5 ist ein Verlauf des Motoranlasszustands gegenüber dem Zylindertakt von Zylinder Nummer vier. Die vertikale Achse stellt den Motoranlasszustand dar und der Motor wird nicht unter Leistung einer elektrischen Maschine angelassen oder gedreht, wenn sich die Kurve 516 auf einem niedrigeren Niveau nahe der horizontalen Achse befindet. Der Motor wird unter Leistung einer elektrischen Maschine angelassen, wenn sich die Kurve 516 auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Die Kurve 516 stellt den Motoranlasszustand dar.
Der Motor ist zum Zeitpunkt t0 vollständig gestoppt (z. B. dreht sich nicht), und der Motor kann für eine lange oder kurze Dauer gestoppt werden. Der Druck in dem Zylinder wird reduziert, um gleich dem Motorkurbelgehäusedruck zu sein, nachdem der Motor für einen kurzen Zeitraum (ungefähr 1 Sekunde) vollständig gestoppt wurde. In diesem Beispiel befindet sich Zylinder Nummer vier in seinem Leistungs- oder Arbeitstakt, wenn der Motor gestoppt ist. Es wird durch die Steuerung bestimmt, dass Expansionsverbrennung zum Starten des Motors nützlich sein kann. Kraftstoff wird in Zylinder Nummer vier eingespritzt, während sich der Motor nicht dreht, wie bei 502 angegeben, dann wird der Kraftstoff über einen Zündfunken, wie bei 504 angegeben, verbrannt. Der verbrannte Kraftstoff erhöht den Druck in Zylinder Nummer vier zwischen Zeitpunkt t0 und Zeitpunkt t1. Der erhöhte Druck im Zylinder veranlasst den Motor, mit dem Drehen zu beginnen. In diesem Beispiel schiebt der Motoranlasser das Anlasserritzel vor, um den Motor eine vorbestimmte Zeitdauer, bevor der Zündfunken an Zylinder Nummer vier abgegeben wird, einzuschalten. Der Anlasser wird eingeschaltet, um das Starten des Motors zu unterstützen. Da die Expansionsverbrennung in Zylinder Nummer vier eingeleitet ist, kann eine reduzierte Menge an elektrischer Leistung an den Anlassermotor abgegeben werden, um den Motor zu drehen, wodurch elektrische Energie gespart wird, die an den Anlassermotor abgegeben wird. Alternativ kann ein BISG oder Startergenerator oder eine Trennkupplung beginnen, Drehmoment aufzubringen, um den Motor zu drehen, und zwar ab dem Zeitpunkt, zu dem der Zündfunken an Zylinder Nummer vier abgegeben wird.
Der Öffnungszeitpunkt des Auslassventils, wie durch den Balken 506 angegeben, wird vom unteren Totpunkt des Ausstoßtakts zu einem Zeitpunkt und Kurbelwinkel vorverlegt, bei dem erwartet oder bestimmt wird, dass der Druck in Zylinder Nummer vier im Wesentlichen gleich dem Druck im Motorkurbelgehäuse ist (z. B. liegt der Druck im Zylinder innerhalb von 10 % des Drucks im Motorkurbelgehäuse). Da die Luftmenge in dem Zylinder bei Zeitpunkt t0 von dem Volumen des Zylinders Nummer vier zu diesem Zeitpunkt abhängig ist, basiert die Kraftstoffmenge, die bei Zeitpunkt t0 in Zylinder Nummer vier eingespritzt wird, um ein mageres, fettes (bevorzugt) oder stöchiometrisches Luft-KraftstoffVerhältnis in Zylinder Nummer vier zu ergeben, auf der geschätzten eingeschlossenen Luftmasse in Zylinder Nummer vier zum Zeitpunkt t0. Die Menge an Luft und Kraftstoff, die in dem Zylinder verbrannt wird, kann den Kurbelwellenwinkel beeinflussen, bei dem der Druck in dem Zylinder im Wesentlichen gleich dem Druck in dem Motorkurbelgehäuse ist. In diesem Beispiel tritt der Kurbelwellenwinkel, bei dem der Zylinderdruck in Zylinder Nummer vier gleich dem Motorkurbelgehäusedruck nach der Expansionsverbrennung in Zylinder Nummer vier ist, zum Öffnungszeitpunkt des Auslassventilzeitsteuerungsbalkens 506 auf (z. B. auf der linken Seite von Balken 506). In diesem Beispiel ist Zylinder Nummer vier der erste Zylinder, in dem die Arbeitstaktverbrennung eingeleitet wird, nachdem der Motor zum Zeitpunkt t0 gestoppt wurde. Dieser Zeitpunkt wird vom unteren Totpunkt des Ausstoßtakts des Zylinders Nummer vier vorverlegt.
Sobald die Motordrehung beginnt, beginnt die Kraftstoffeinspritzung in Zylinder Nummer zwei. Zylinder Nummer zwei ist der nächste Zylinder in der Verbrennungsreihenfolge nach Zeitpunkt t0. Die Kraftstoffeinspritzung für ein zweites Verbrennungsereignis (z. B. Verbrennung von Luft und Kraftstoff) seit dem letzten Motorstopp bei Zeitpunkt t0 ist durch den schraffierten Balken 508 angegeben. Wenn sich der Motor dreht, wird ein Zündfunke an Zylinder Nummer zwei abgegeben, wie bei 510 angegeben. Der Öffnungszeitpunkt des Auslassventils für Zylinder Nummer zwei wird vom unteren Totpunkt des Ausstoßtakts von Zylinder Nummer zwei vorverlegt, sodass sich das Auslassventil von Zylinder Nummer zwei öffnet, wenn der Druck in Zylinder Nummer zwei im Wesentlichen gleich dem Kurbelgehäusedruck im Motor ist. In diesem Beispiel ist der Druck in Zylinder Nummer zwei bei einem Kurbelwellenwinkel, der von dem unteren Totpunkt des Ausstoßtakts von Zylinder Nummer zwei vorverlegt ist, wie durch den Balken 512 angegeben, im Wesentlichen gleich dem Kurbelgehäusedruck.
Kraftstoff wird in Zylinder Nummer eins eingespritzt, während die Verbrennung in Zylinder Nummer zwei erfolgt, wie durch den schraffierten Balken 514 angegeben. Der Kraftstoff, der wie durch den schraffierten Balken 514 angegeben eingespritzt wird, wird ab dem Verdichtungstakt von Zylinder Nummer eins verbrannt, wie bei 516 angegeben. Die bei 516 eingeleitete Verbrennung ist das dritte Verbrennungsereignis seit dem letzten Motorstopp bei Zeitpunkt t0. Der Motor beschleunigt aufgrund von Verbrennung und Drehmoment, das über den Anlassermotor auf die Kurbelwelle aufgebracht wird, weiter.
Zum Zeitpunkt t1 wird die elektrische Leistung, die an den Anlassermotor abgegeben wird, gestoppt. Die elektrische Leistung, die an den Anlassermotor abgegeben wird, kann als Reaktion darauf gestoppt werden, dass die Motordrehzahl eine Schwellendrehzahl überschreitet. Die Auslassventilzeitsteuerung in Zylinder Nummer eins wird als Reaktion darauf, dass elektrische Leistung von dem Anlassermotor abgezogen wird, auf eine Grundauslassventilzeitsteuerung eingestellt, die von der Motordrehzahl und der Motorlast abhängig sein kann. Da der Anlasser den Motor nicht mehr ankurbelt, kann die Auslassventilzeitsteuerung eingestellt werden, um Motoremissionen zu reduzieren und die Verbrennungsstabilität zu verbessern. Die Grundauslassventilzeitsteuerung ist durch den Balken bei 518 angegeben. Zusätzlich werden die Auslassventilzeitsteuerungen jedes Zylinders als Reaktion darauf, dass elektrische Leistung von dem Anlasser abgezogen wird, auf ihre jeweiligen Basiszeitsteuerungen eingestellt, da das Einstellen der Ventilzeitsteuerung Motoremissionen reduzieren kann und da elektrische Leistung zum Drehen des Anlassers möglicherweise nicht mehr aufgespart wird. Der Motor fährt fort, hochzufahren und stoppt dann schließlich.
Der Motor wird an derselben Stelle gestoppt, an der der Motor zuvor bei Zeitpunkt t2 gestoppt wurde, mit der Ausnahme, dass nicht bestimmt wird, dass die Expansionsverbrennung beim Motorstart machbar ist. Daher wird zum Zeitpunkt t2 der Anlasser eingeschaltet und wird die Expansionsverbrennung nicht eingeleitet. Da der Druck in Zylinder Nummer zwei bei Zeitpunkt t2 im Wesentlichen gleich dem Motorkurbelgehäusedruck ist, werden die Auslassventile von Zylinder Nummer zwei geöffnet, was es dem Motor ermöglicht, sich zu drehen, ohne ein Vakuum in Zylinder Nummer zwei zu erzeugen. Daher muss keine elektrische Energie verwendet werden, um ein Vakuum in Zylinder Nummer zwei zu erzeugen, das möglicherweise keinen nützlichen Vorteil bereitstellt. Die Auslassventilzeitsteuerung für Zylinder Nummer zwei ist durch den Balken 520 angegeben und ihre Dauer wird verlängert, sodass die Arbeit zum Anlassen des Motors reduziert werden kann. Die Kraftstoffeinspritzung in Zylinder Nummer zwei beginnt kurz nachdem der Motor beginnt, sich zu drehen, wie durch den schraffierten Balken 522 angegeben. Da jedoch der Druck in Zylinder Nummer zwei reduziert sein kann, wenn Luft den Kolben passiert, wenn der Motor gestoppt ist, ist die Kraftstoffmenge, die in Zylinder Nummer zwei eingespritzt wird, geringer als wenn Zylinder Nummer zwei beim größten Volumen des Zylinders vollständig mit Luft gefüllt worden wäre. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch in Zylinder Nummer zwei wird mittels eines Zündfunkens verbrannt, wie bei 524 gezeigt. Die Auslassventilzeitsteuerung von Zylinder Nummer zwei wird auf einen Kurbelwellenwinkel vorverlegt, bei dem erwartet wird, dass der Zylinderdruck gleich dem Motorkurbelgehäusedruck ist, wie durch den durchgezogenen Balken 526 angegeben.
Kraftstoff wird ebenfalls in Zylinder Nummer eins eingespritzt, wenn der Motor über den Anlasser gedreht wird, wie durch den schraffierten Balken 528 angegeben. Der Kraftstoff, der in Zylinder Nummer eins eingespritzt wird, wird verbrannt, wie bei 530 angegeben. Der Öffnungszeitpunkt des Auslassventils für Zylinder Nummer eins wird vom unteren Totpunkt des Ausstoßtakts vorverlegt, wie durch den durchgezogenen Balken 532 gezeigt. Die Auslassventile für Zylinder Nummer eins werden bei einem Kurbelwellenwinkel geöffnet, bei dem erwartet wird, dass der Zylinderdruck im Wesentlichen gleich dem Kurbelgehäusedruck ist.
Kraftstoff wird ein drittes Mal in den Motor seit dem letzten Motorstopp (z. B. dreht sich der Motor nicht) zum Zeitpunkt t2 in den Zylinder Nummer drei eingespritzt, wie durch den schraffierten Balken 534 angegeben. Ein erstes Verbrennungsereignis in Zylinder Nummer drei seit dem letzten Motorstopp wird eingeleitet, wie bei 536 angegeben. Die Verbrennung veranlasst den Motor, zu beschleunigen, und dann wird bei Zeitpunkt t3 elektrische Leistung von dem Anlasser weggenommen, um elektrische Leistung zu sparen. Da der Anlasser den Motor nicht mehr dreht, werden die Auslassventilzeitsteuerungen für die Zylinder nach dem Zeitpunkt t3 auf eine Grundauslassventilzeitsteuerung eingestellt (z. B. verzögert), die auf der Motordrehzahl und Motorlast basiert.
Auf diese Weise kann die Auslassventilzeitsteuerung eingestellt werden, um eine Menge an elektrischer Energie zu reduzieren, die verwendet wird, um einen Motor während des Motorstarts anzulassen. Ferner kann die Auslassventilzeitsteuerung als Reaktion darauf eingestellt werden, dass die elektrische Leistung von dem Anlasser abgezogen wird, sodass Motoremissionen und Verbrennungsstabilität verbessert werden können.
Unter Bezugnahme auf 6 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Motors gezeigt. Zumindest Teile des Verfahrens 600 können als ausführbare Steueranweisungen umgesetzt werden, die in einem nicht-transitorischen Speicher gespeichert sind. Das Verfahren 600 kann unter Mitwirkung des Systems der 1 und 2 funktionieren. Zusätzlich können Teile des Verfahrens 600 Maßnahmen sein, die in der realen Welt ergriffen werden, um einen Betriebszustand eines Aktors oder einer Vorrichtung umzuwandeln. Das Verfahren der 6 kann als ausführbare Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher gespeichert sind, in das System der 1-2 integriert sein.
Bei 602 beurteilt das Verfahren 600, ob ein Motorstart angefordert wird oder nicht. Ein Motorstart kann über eine Eingabe in eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (z. B. Schlüsselschalter oder Anzeigetafel) angefordert werden. Wenn das Verfahren 600 beurteilt, dass ein Motorstart angefordert wird, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 600 geht weiter zu 604. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 600 geht weiter zu 650.
Bei 650 behält das Verfahren 600 den Motorbetrieb bei oder stellt ihn gemäß einem Motorbetriebszustand ein. Zum Beispiel kann das Verfahren 600 die Kraftstoffeinspritzung, die Einlass- und Auslassventilzeitsteuerung und den Zündzeitpunkt auf Basiszeitsteuerungen einstellen, die auf die Motordrehzahl und Motorlast reagieren. Ferner kann das Verfahren 600 den Motorbetrieb gemäß einem Fahrerbedarfsdrehmoment einstellen. Insbesondere können der Motorzündzeitpunkt, die Motoreinlass- und Auslassventilzeitsteuerung und der Motorkraftstoffeinspritzzeitpunkt als Reaktion auf ein Fahrerbedarfsdrehmoment oder eine Gaspedalposition eingestellt werden. Das Verfahren 600 endet dann.
Bei 604 bestimmt das Verfahren 600 die Position des Motors, wenn der Motor vollständig gestoppt ist (z. B. sich nicht dreht). Die Motorposition kann über den Motorpositionssensor bestimmt werden und die Motorposition kann zu dem Zeitpunkt, zu dem der Motor aufhört, sich zu drehen, im Speicher gespeichert werden. Zusätzlich kann das Verfahren 600 andere Motorbetriebsbedingungen bestimmen, wie etwa Motortemperatur, Umgebungstemperatur, Kraftstoffdruck usw. Das Verfahren 600 geht weiter zu 606, nachdem die Motorposition bestimmt wurde.
Bei 606 bestimmt das Verfahren 600, ob Expansionsverbrennung vorliegt (z. B. Verbrennung, die in einem Zylinder eingeleitet wird, der sich im Arbeitstakt des Zylinders befindet, durch Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder und Verbrennen eines Luft-Kraftstoff-Gemisches im Zylinder, der sich in seinem Arbeitstakt befindet, wenn der Motor sich nicht dreht). In einem Beispiel kann das Verfahren 600 Motorbetriebsbedingungen in eine Logik eingeben, die bestimmt, ob die Expansionsverbrennung den Motor starten kann, ohne den Motor über eine elektrische Maschine (z. B. Anlassermotor, ISG, BISG oder integrierter Startergenerator) zu drehen. Die gleiche Logik kann auch bestimmen, ob der Motor ohne Expansionsverbrennung gestartet werden soll. Die Expansionsverbrennung kann während Bedingungen verhindert werden, bei denen die Expansionsverbrennung die Motoremissionen erhöht, oder während Bedingungen, bei denen die Expansionsverbrennung weniger Vorteile bereitstellen kann. Zum Beispiel können Motortemperatur, Umgebungstemperatur, Kraftstofftemperatur und Motorstoppposition in die Logik eingegeben werden und die Logik kann einen angeforderten Motorstartvorgang ausgeben, der das Anlassen des Motors über eine elektrische Maschine ohne Expansionsverbrennung, Starten des Motors ohne Anlassen des Motors über die elektrische Maschine und mit Expansionsverbrennung oder Starten des Motors über Expansionsverbrennung und Drehen des Motors über die elektrische Maschine beinhaltet. In einem Beispiel kann das Verfahren 600 bestimmen, ob die Expansionsverbrennung den Motor gemäß der folgenden Formel starten kann oder nicht: $E x p_c o m = f n_e x p (e n g_p o s, e n g_t, b p, f p, c r k_m e t h)$
wobei Exp_com eine Variable ist, die angibt, ob Expansionsverbrennung den Motor starten kann oder nicht, fn exp eine Funktion ist, die einen Wert zurückgibt, eng_pos eine Variable ist, die die aktuelle Motorposition des Motors darstellt, eng_t eine Variable ist, die die aktuelle Motortemperatur darstellt, bp der aktuelle Luftdruck ist, fp der aktuelle Kraftstoffdruck ist und crk_meth eine Variable ist, die das Motoranlassverfahren darstellt (z. B. Anlasser, ISG, BISG, integrierter Startergenerator oder Expansionsverbrennung). Die Funktion fn_exp kann Tabellen oder Funktionen sein, die über die zuvor erwähnten Variablen referenziert werden, und die Tabellen oder Funktionen geben eine Variable aus, die angibt, ob die Expansionsverbrennung den Motor bei den aktuellen Motorbetriebsbedingungen starten kann oder nicht. Die Werte in den Tabellen und/oder Funktionen können empirisch bestimmt und in dem Speicher der Steuerung gespeichert werden. Das Verfahren 600 geht weiter zu 610, nachdem bestimmt wurde, ob die Expansionsverbrennung den Motor starten kann.
Bei 610 bestimmt das Verfahren 600 ein Motoranlassverfahren, wenn bei Schritt 608 bestimmt wurde, dass der Motor über eine elektrische Maschine angelassen (z. B. gedreht) werden soll. Das Verfahren 600 kann ein Motoranlassverfahren auf Grundlage des Batterieladezustands, Zuständen elektrischer Maschinen und Motorbetriebsbedingungen, einschließlich Motorstoppposition, auswählen. In einem Beispiel werden der Batterieladezustand, die Zustände der elektrischen Maschinen und die Motorbetriebsbedingungen, einschließlich der Motorstoppposition, in die Logik eingegeben und die Logik gibt ein gewünschtes Verfahren zum Anlassen des Motors aus (z. B. ISG, Anlasser, BISG, integrierter Startergenerator). Das Verfahren 600 geht weiter zu 612.
Bei 612 schätzt das Verfahren 600 die Motorposition, bei der die Drücke in den Motorzylindern im Wesentlichen gleich dem Motorkurbelgehäusedruck sein werden. In einem Beispiel schätzt das Verfahren 600 eine Motorposition, bei der der Druck in einem Motorzylinder gleich dem Motorkurbelgehäusedruck sein wird. Das Verfahren kann über die folgenden Gleichungen schätzen, dass der Positionsdruck in einem Motorzylinder gleich dem Motorkurbelgehäusedruck sein wird: $E q_p r_l o c = f n_l o c (e n g_s t_p o s, b p, E x_c o m, P P_e x p, C R_a t m)$
$P P_e x p = f n_e x p (b p, r o t_c o m, C o m b_q u a l, e n g_s t_p o s, s p k_t m)$
wobei Eq_pr_loc die Stelle des Kurbelwellenwinkels ist, an der der Druck im Zylinder erwartungsgemäß oder geschätzt gleich dem Motorkurbelgehäusedruck ist, fn_loc eine Funktion ist, die einen Kurbelwellenwinkel des Motors zurückgibt, eng_st_pos die Position ist, an der der Motor gestoppt ist und sich nicht dreht, bp der Luftdruck ist, Ex_com eine Variable ist, die darstellt, ob Expansionsverbrennung zum Starten des Motors verwendet wird oder nicht, PP_exp die Stelle des Spitzenzylinderdrucks ist, wenn Expansionsverbrennung zum Starten des Motors verwendet wird, und CR_atm der Motorkurbelwellenwinkel ist, bei dem erwartet wird, dass der Zylinderdruck Atmosphärendruck ist. Die Motorstoppposition kann die Grundlage zum Einstellen des Öffnungszeitpunkts des Auslassventils in Abhängigkeit von einem Volumen des Zylinders oder der Kolbenposition in der Motorstoppposition sein. Darüber hinaus ist fn_exp eine Funktion, die den geschätzten oder erwarteten Kurbelwellenwinkel des Spitzenzylinderdrucks zurückgibt, rot_com ist eine Variable, die angibt, ob der Motor gedreht wird, bevor die Expansionsverbrennung eingeleitet wird, Comb_qual ist eine Variable, die die Verbrennungsqualität darstellt, und spk_tm ist der Zündzeitpunkt relativ zum Ende des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts für den Zylinder, in dem die Expansionsverbrennung eingeleitet wird. Das Verfahren 600 geht weiter zu 614.
Bei 614 bestimmt das Verfahren 600 eine gewünschte Auslassventilöffnung (exhaust valve opening - EVO) vorbehaltlich von Auslassventilaktorbeschränkungen. Wenn zum Beispiel der Auslassventilaktor schnell wirkend ist und das Auslassventil unabhängig von der Motorposition öffnen und schließen kann (z. B. ein elektrisch betätigtes Ventil oder ein hydraulisch betätigtes Ventil), dann kann das Verfahren 600 das Auslassventil bei dem Kurbelwellenwinkel Eq_pr_loc öffnen. Wenn jedoch das Auslassventil mechanisch betätigt wird und sich innerhalb von 10 Kurbelwellengrad von Gl_pr_loc öffnen kann, dann kann das Verfahren 600 das Öffnen des Auslassventils so planen, dass es sich innerhalb von 10 Kurbelwellengrad von Gl_pr_loc befindet. In einem Beispiel können verfügbare Öffnungszeitpunkte des Auslassventils, die auf dem Auslassventilaktortyp basieren, in Speicherstellen der Steuerung gespeichert sein und die Steuerung kann eine verfügbare Auslassventilöffnung auswählen, die dem Wert von Eq_pr_loc am nächsten ist. Das Verfahren 600 geht weiter zu 616, nachdem die gewünschte Öffnungsposition des Auslassventils bestimmt wurde.
Bei 616 leitet das Verfahren 600 die Expansionsverbrennung in einem oder mehreren Zylindern ein, die sich gegenwärtig in ihrem Arbeitstakt befinden, wenn sich der Motor nicht dreht. Insbesondere wird ein Zylinder als erster Zylinder seit einem letzten Motorstopp ausgewählt, in dem die Verbrennung auftritt, und die Verbrennung ist eine Expansionsverbrennung. Der Expansionsverbrennungsprozess beinhaltet das Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder und das Abgeben eines Zündfunkens in den Zylinder eine vorbestimmte Zeitdauer, nachdem die Kraftstoffabgabe an den Zylinder beginnt. Die eingespritzte Kraftstoffmenge basiert auf einer geschätzten Luftmenge, die in dem Zylinder eingeschlossen ist, und das Luft-Kraftstoff-Gemisch kann stöchiometrisch oder magerstöchiometrisch sein. Die Luftmenge in dem Zylinder kann auf Grundlage des Volumens des Zylinders und des Drucks in dem Zylinder geschätzt werden. Der Zündfunken kann an den Zylinder abgegeben werden, während Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt wird (z. B. nahe dem Ende des Einspritzzeitpunkts), am Ende des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts oder eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Ende des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts für den Zylinder, der eine Expansionsverbrennung erfährt. Die Expansionsverbrennung kann den Kolben in dem Zylinder bewegen, in dem die Expansionsverbrennung eingeleitet ist, oder sie kann das Bewegen des Kolbens in dem Zylinder unterstützen, während eine elektrische Maschine Drehmoment auf eine Kurbelwelle aufbringt, um den Kolben zu bewegen. Sobald die Expansionsverbrennung in einem oder mehreren Zylindern mit Kolben eingeleitet ist, die sich zu Beginn der Expansionsverbrennung nicht bewegen, können nachfolgende Zylinder, in denen sich die Kolben bewegen, dann eingespritzten Kraftstoff und Zündfunken aufnehmen, um die Verbrennung im Motor aufrechtzuerhalten und den Motor zu beschleunigen. Beispiele dafür sind in 5 gezeigt.
In einigen Beispielen, in denen eine elektrische Maschine die Kurbelwellendrehung unterstützt, kann die elektrische Maschine mit dem Aufbringen von Drehmoment auf die Motorkurbelwelle im Wesentlichen gleichzeitig mit der Zündfunkenabgabe an den Zylinder, der eine Expansionsverbrennung durchläuft, beginnen. Ferner kann, wenn die elektrische Maschine ein Anlassermotor ist, dem Anlasserritzel befohlen werden, das Schwungrad und das Hohlrad eine vorbestimmte Zeitdauer in Eingriff zu nehmen, bevor ein Zündfunke an den Zylinder, der eine Expansionsverbrennung durchläuft, abgegeben wird, sodass die elektrische Maschine das Drehen der Kurbelwelle rechtzeitig unterstützen kann, in dem Bemühen, einen sanften Motorstart und Anlassereingriff bereitzustellen. Die vorbestimmte Zeit kann von der Motortemperatur, dem Luftdrucks, dem Kraftstoffverteilerdruck, der Motorposition oder der Kraftstoffverteilertemperatur abhängig sein. Wenn zum Beispiel 100 Millisekunden benötigt werden, um eine Anlasserritzelwelle vorzuschieben, sodass ein Ritzel in ein Hohlrad eingreift, dann kann das Verfahren 600 die Anlasserritzelwelle 100 Millisekunden, bevor ein Zündfunke an den Zylinder, der eine Expansionsverbrennung durchläuft, abgegeben wird, vorschieben. Das Verfahren 600 geht weiter zu 618, nachdem die Expansionsverbrennung eingeleitet wurde und die Motorkurbelwelle beginnt, sich zu bewegen.
Zusätzlich wird die Verbrennung in anderen Zylindern des Motors eingeleitet, nachdem die Expansionsverbrennung in einem ersten Zylinder des Motors eingeleitet wurde, in dem die Verbrennung nach einem letzten Motorstopp erfolgt. Die Verbrennung in den anderen Zylindern ist jedoch keine Expansionsverbrennung, es sei denn, der Motor stoppt, während zwei Zylinder in ihren jeweiligen Arbeitstakten sind. Vielmehr beginnt die Verbrennung in anderen Zylindern während Verdichtungstakten der anderen Zylinder durch Zuführen eines Zündfunken zu diesen Zylindern in ihren jeweiligen Verdichtungstakten.
Bei 618 öffnet das Verfahren 600 das Auslassventil des Zylinders oder der Zylinder, die eine Expansionsverbrennung durchlaufen, zu dem gewünschten Öffnungszeitpunkt des Auslassventils oder bei dem gewünschten Kurbelwellenwinkel, wie bei 614 über den Auslassventilaktor bestimmt. Alternativ kann das Verfahren 600 das Auslassventil öffnen, wenn der in einem Zylinder gemessene Druck im Wesentlichen gleich (z. B. innerhalb von 10 %) einem in einem Motorkurbelgehäuse gemessenen Druck ist. In einigen Beispielen kann das Verfahren 600 Auslassventile eines Zylinders öffnen, wenn der Druck im Zylinder innerhalb eines vorbestimmten Drucks in einem Kurbelgehäuse eines Motors liegt. Zusätzlich kann das Verfahren 600 Auslassventile von Zylindern, die keine Expansionsverdichtung durchlaufen, an Kurbelwellenstellen, an denen der Druck in dem Zylinder im Wesentlichen gleich dem Druck in dem Motorkurbelgehäuse ist, öffnen, um den Arbeitsaufwand zum Drehen des Motors zu reduzieren, wodurch die Energienutzung verbessert wird. Die Auslassventile können mit einer derartigen Zeitsteuerung geöffnet werden, bis die elektrische Maschine kein Drehmoment aufbringt, um den Motor zu drehen, oder bis die Motordrehzahl gleich einer Schwellendrehzahl ist, was ein Hinweis darauf sein kann, dass der Motor gestartet ist und eine Basisventilzeitsteuerung gewünscht sein kann. Das Verfahren 600 endet dann.
Auf diese Weise kann der Öffnungszeitpunkt des Auslassventils eingestellt werden, um die Arbeit zum Anlassen des Motors während des Motorstarts zu reduzieren. Ferner können die Auslassventile bei Kurbelwellenwinkeln geöffnet werden, bei denen der Druck in einem Zylinder im Wesentlichen gleich dem Druck in einem Kurbelgehäuse ist, sodass Leistung zum Drehen des Motors gespart werden kann, indem kein übermäßiges Vakuum oder kein übermäßiger Druck in den Motorzylindern erzeugt wird.
Somit stellt das Verfahren der 6 ein Motorbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Einstellen eines Öffnungszeitpunkts eines Auslassventils eines Zylinders eines Motors auf einen Kurbelwellenwinkel, bei dem ein Druck in dem Zylinder innerhalb eines vorbestimmten Drucks eines Drucks in einem Kurbelgehäuse des Motors liegt, während des Motoranlassens über eine Steuerung als Reaktion auf eine Motorstartanforderung; und Anlassen eines Motors als Reaktion auf die Motorstartanforderung. Das Verfahren beinhaltet, dass der vorbestimmte Druck ein Druck innerhalb von zehn Prozent des Drucks im Kurbelgehäuse ist. Das Verfahren beinhaltet, dass der Motor über einen Anlassermotor angelassen wird. Das Verfahren beinhaltet, dass der Motor über einen integrierten Startergenerator angelassen wird. Das Verfahren umfasst ferner Messen des Drucks in dem Zylinder und Öffnen des Auslassventils auf Grundlage des Drucks in dem Zylinder. Das Verfahren beinhaltet, dass das Einstellen des Öffnungszeitpunkts des Auslassventils des Zylinders während eines ersten Zyklus des Zylinders seit einem letzten Motorstopp erfolgt. Das Verfahren umfasst ferner Einstellen des Öffnungszeitpunkts des Auslassventils des Zylinders während eines zweiten Zyklus des Zylinders seit einem letzten Motorstopp, wobei der Öffnungszeitpunkt des Auslassventils des Zylinders während des zweiten Zyklus des Zylinders im Vergleich zu dem ersten Zyklus des Zylinders verzögert ist.
In einigen Beispielen stellt das Verfahren der 6 ein Motorbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Einleiten einer Arbeitstaktverbrennung in einem Zylinder eines Motors für einen ersten Zyklus des Zylinders seit einem letzten Motorstopp über eine Steuerung als Reaktion auf eine Anforderung zum Starten eines Motors, Einstellen eines Öffnungszeitpunkts eines Auslassventils eines Zylinders auf einen Kurbelwellenwinkel, bei dem ein geschätzter Druck in dem Zylinder innerhalb eines vorbestimmten Drucks eines Drucks in einem Kurbelgehäuse des Motors liegt, während des Anlassens des Motors durch die Steuerung, und Anlassen eines Motors als Reaktion auf die Motorstartanforderung. Das Verfahren beinhaltet, dass das Einleiten der Arbeitstaktverbrennung in dem Zylinder direktes Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder und Zünden des Kraftstoffs beinhaltet, während sich der Motor nicht dreht. Das Verfahren umfasst ferner Einschalten eines Anlassers für eine vorbestimmte Zeitdauer vor dem Zünden des Kraftstoffs, wobei die vorbestimmte Zeit von der Motortemperatur, dem Luftdruck, dem Kraftstoffverteilerdruck, der Motorposition und der Kraftstoffverteilertemperatur abhängig ist. Das Verfahren beinhaltet, dass die vorbestimmte Zeitdauer auf einer Zeitdauer basiert, die ein Anlassermagnetventil benötigt, um sich von einer Position, in der ein Ritzel nicht mit einem Schwungrad in Eingriff steht, zu einer Position, in der das Ritzel mit dem Schwungrad in Eingriff steht, zu bewegen. Das Verfahren umfasst ferner Aufbringen von Drehmoment auf den Motor über den Anlasser als Reaktion auf das Zünden des Kraftstoffs. Das Verfahren beinhaltet, dass der Kraftstoff über einen Zündfunken gezündet wird. Das Verfahren beinhaltet, dass das Einstellen des Öffnungszeitpunkts des Auslassventils Einstellen des Öffnungszeitpunkts des Auslassventils als Reaktion auf ein Volumen des Zylinders, wenn der Motor gestoppt ist, beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet, dass das Einstellen des Öffnungszeitpunkts des Auslassventils Einstellen des Öffnungszeitpunkts des Auslassventils als Reaktion auf eine Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzung in einem ersten Zyklus des Zylinders aufhört, und einem Zeitpunkt, zu dem ein Zündfunke an den Zylinder während des ersten Zyklus des Zylinders abgegeben wird, beinhaltet.
In einer weiteren Darstellung stellt das Verfahren der 6 ein Motorbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Einstellen eines Öffnungszeitpunkts eines Auslassventils eines Zylinders auf einen Kurbelwellenwinkel, bei dem erwartet wird, dass ein Druck in dem Zylinder im Wesentlichen gleich einem Druck in einem Kurbelgehäuse des Motors ist, während des Anlassens des Motors über eine Steuerung als Reaktion auf eine Motorstartanforderung, wobei der Druck in dem Zylinder auf Grundlage des Zeitpunkts der Zündfunkenabgabe an den Zylinder bestimmt wird; und Anlassen eines Motors als Reaktion auf die Motorstartanforderung. Das Verfahren beinhaltet, dass der Zündfunken an den Zylinder abgegeben wird, bevor sich der Motor zu drehen beginnt. Das Verfahren beinhaltet, dass der Zündfunken abgegeben wird, nachdem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder aufhört. Das Verfahren beinhaltet, dass der Zündfunken während eines Arbeitstaktes des Zylinders an den Zylinder abgegeben wird.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift beinhalteten 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 in dieser Schrift 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 beispielhaften Ausführungsformen zu erzielen, sondern sie ist zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Ein(e) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen kann bzw. können in Abhängigkeit von der konkreten verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner kann mindestens 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 einschließlich der verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit einer oder mehreren Steuerungen ausgeführt werden.
Damit ist die Beschreibung abgeschlossen. Beim Lesen derselben durch einen Fachmann werden viele Änderungen und Modifikationen vergegenwärtigt, ohne vom Sinn und dem Umfang der Beschreibung abzuweichen. Zum Beispiel könnten 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 Einstellen eines Öffnungszeitpunkts eines Auslassventils eines Zylinders eines Motors auf einen Kurbelwellenwinkel, bei dem ein Druck in dem Zylinder innerhalb eines vorbestimmten Drucks eines Drucks in einem Kurbelgehäuse des Motors liegt, während des Motoranlassens über eine Steuerung als Reaktion auf eine Motorstartanforderung; und Anlassen eines Motors als Reaktion auf die Motorstartanforderung.
In einem Aspekt der Erfindung ist der vorbestimmte Druck ein Druck innerhalb von zehn Prozent des Drucks im Kurbelgehäuse.
In einem Aspekt der Erfindung wird der Motor über einen Anlassermotor angelassen.
In einem Aspekt der Erfindung schaltet der Anlassermotor den Motor innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer der Abgabe eines ersten Zündfunkens an den Zylinder seit einem letzten Motorstopp ein.
In einem Aspekt der Erfindung wird der Motor über einen integrierten Startergenerator oder eine Kraftübertragungskupplung angelassen.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Messen des Drucks in dem Zylinder und Öffnen des Auslassventils auf Grundlage des Drucks in dem Zylinder.
In einem Aspekt der Erfindung erfolgt das Einstellen des Öffnungszeitpunkts des Auslassventils des Zylinders während eines ersten Zyklus des Zylinders seit einem letzten Motorstopp.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren ferner Einstellen des Öffnungszeitpunkts des Auslassventils des Zylinders während eines zweiten Zyklus des Zylinders seit einem letzten Motorstopp, wobei der Öffnungszeitpunkt des Auslassventils des Zylinders während des zweiten Zyklus des Zylinders im Vergleich zu dem ersten Zyklus des Zylinders verzögert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Motorbetriebsverfahren Einleiten einer Arbeitstaktverbrennung in einem Zylinder eines Motors für einen ersten Zyklus des Zylinders seit einem letzten Motorstopp über eine Steuerung als Reaktion auf eine Anforderung zum Starten eines Motors, Einstellen eines Öffnungszeitpunkts eines Auslassventils eines Zylinders auf einen Kurbelwellenwinkel, bei dem ein geschätzter Druck in dem Zylinder innerhalb eines vorbestimmten Drucks eines Drucks in einem Kurbelgehäuse des Motors liegt, während des Anlassens des Motors durch die Steuerung, und Anlassen eines Motors als Reaktion auf die Motorstartanforderung.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Einleiten der Arbeitstaktverbrennung in dem Zylinder direktes Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder und Zünden des Kraftstoffs, während sich der Motor nicht dreht.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Einschalten eines Anlassers oder einer anderen Anlassvorrichtung für eine vorbestimmte Zeitdauer vor oder nach dem Zünden des Kraftstoffs.
In einem Aspekt der Erfindung basiert die vorbestimmte Zeitdauer auf einer Zeitdauer, die ein Anlassermagnetventil benötigt, um sich von einer Position, in der ein Ritzel nicht mit einem Schwungrad in Eingriff steht, zu einer Position, in der das Ritzel mit dem Schwungrad in Eingriff steht, zu bewegen.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Aufbringen von Drehmoment auf den Motor über den Anlasser als Reaktion auf das Zünden des Kraftstoffs.
In einem Aspekt der Erfindung wird der Kraftstoff über einen Zündfunken gezündet.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Einstellen des Öffnungszeitpunkts des Auslassventils Einstellen des Öffnungszeitpunkts des Auslassventils als Reaktion auf ein Volumen des Zylinders oder eine Kolbenposition, wenn der Motor gestoppt ist.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Einstellen des Öffnungszeitpunkts des Auslassventils Einstellen des Öffnungszeitpunkts des Auslassventils als Reaktion auf eine Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzung in einem ersten Zyklus des Zylinders aufhört, und einem Zeitpunkt, zu dem ein Zündfunke an den Zylinder während des ersten Zyklus des Zylinders abgegeben wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugsystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Motor; und eine Steuerung, die in nicht-transitorischem Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, um einen Öffnungszeitpunkt eines Auslassventils eines Zylinders des Motors auf einen Kurbelwellenwinkel einzustellen, bei dem erwartet wird, dass ein Druck in dem Zylinder innerhalb eines vorbestimmten Drucks eines Drucks in einem Kurbelgehäuse des Motors liegt, wenn keine Verbrennung in dem Zylinder vor einem ersten Ausstoßtakt des Zylinders nach einem letzten Motorstopp erfolgt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Anlassen des Motors über eine elektrische Maschine.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Messen eines Drucks in dem Kurbelgehäuse.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Schätzen des Drucks in dem Kurbelgehäuse.

Claims

Motorbetriebsverfahren, umfassend: Einstellen eines Öffnungszeitpunkts eines Auslassventils eines Zylinders eines Motors auf einen Kurbelwellenwinkel, bei dem ein Druck in dem Zylinder innerhalb eines vorbestimmten Drucks eines Drucks in einem Kurbelgehäuse des Motors liegt, während des Motoranlassens über eine Steuerung als Reaktion auf eine Motorstartanforderung; und Anlassen eines Motors als Reaktion auf die Motorstartanforderung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Druck ein Druck innerhalb von zehn Prozent des Drucks im Kurbelgehäuse ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Motor über einen Anlassermotor angelassen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Anlassermotor den Motor innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer der Abgabe eines ersten Zündfunkens an den Zylinder seit einem letzten Motorstopp einschaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Motor über einen integrierten Startergenerator oder eine Kraftübertragungskupplung angelassen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Messen des Drucks in dem Zylinder und Öffnen des Auslassventils auf Grundlage des Drucks in dem Zylinder.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen des Öffnungszeitpunkts des Auslassventils des Zylinders während eines ersten Zyklus des Zylinders seit einem letzten Motorstopp erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend Einstellen des Öffnungszeitpunkts des Auslassventils des Zylinders während eines zweiten Zyklus des Zylinders seit einem letzten Motorstopp, wobei der Öffnungszeitpunkt des Auslassventils des Zylinders während des zweiten Zyklus des Zylinders im Vergleich zu dem ersten Zyklus des Zylinders verzögert ist.
Fahrzeugsystem, umfassend: einen Motor; und eine Steuerung, die in nicht-transitorischem Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, um einen Öffnungszeitpunkt eines Auslassventils eines Zylinders des Motors auf einen Kurbelwellenwinkel einzustellen, bei dem erwartet wird, dass ein Druck in dem Zylinder innerhalb eines vorbestimmten Drucks eines Drucks in einem Kurbelgehäuse des Motors liegt, wenn keine Verbrennung in dem Zylinder vor einem ersten Ausstoßtakt des Zylinders nach einem letzten Motorstopp erfolgt.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 9, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Anlassen des Motors über eine elektrische Maschine.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 10, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Messen eines Drucks in dem Kurbelgehäuse.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 9, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Schätzen des Drucks in dem Kurbelgehäuse.