DE102020132881A1

DE102020132881A1 - Verfahren und system zum betreiben eines fahrzeugs mit einem dc-dc-wandler

Info

Publication number: DE102020132881A1
Application number: DE102020132881.8A
Authority: DE
Inventors: Alex O'Connor Gibson; John Eric Rollinger; David Hancock; David Lew; James M. Basile
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2021-06-10
Also published as: US20210172415A1; US11118553B2; CN112937543A

Abstract

Die Offenbarung stellt ein Verfahren und System zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem DC-DC-Wandler bereit. Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, das einen DC-DC-Wandler beinhaltet, beschrieben. In einem Beispiel beinhaltet das Verfahren Einstellen einer Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers, um das Drehmoment eines riemenintegrierten Startergenerators zu erhöhen. Die Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers kann vor und während des Motoranlassens eingestellt werden.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft Verfahren und ein System zum Betreiben eines Fahrzeugs, das einen Gleichspannungswandler (DC-DC-Wandler) aufweist. Die Verfahren und Systeme können die Motorstartzeit reduzieren und die Möglichkeit des Motorstarts während eines Anlasszeitraums des Motors verbessern.
Allgemeiner Stand der Technik
Ein Fahrzeug kann eine Brennkraftmaschine beinhalten, die durch Drehen des Motors über eine elektrische Maschine und Zuführen von Kraftstoff zu dem Motor gestartet werden kann. Während vieler Betriebsbedingungen kann die elektrische Maschine den Motor mit einer Drehzahl drehen, welche die Verbrennung im Motor erleichtert. Es kann jedoch Zeiten geben, in denen die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine nicht ausreicht, um den Motor mit der Drehzahl zu drehen, welche die Verbrennung im Motor erleichtert. Wenn zum Beispiel die elektrische Maschine mit elektrischem Strom über eine geschädigte Speichervorrichtung für elektrische Energie versorgt wird, ist es möglich, dass die elektrische Maschine kein ausreichendes Drehmoment ausgibt, um den Motor mit der Drehzahl zu drehen, welche die Verbrennung im Motor erleichtert. Infolgedessen kann der Motor eine lange Anlasszeit aufweisen und/oder der Motor kann nicht starten. Daher kann es wünschenswert sein, eine Möglichkeit zu optimieren, durch die eine elektrische Maschine eine Drehmomentkapazität aufweist, um einen Motor mit einer gewünschten Drehzahl zu drehen.
Kurzdarstellung
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die vorstehend erwähnten Probleme erkannt und ein Fahrzeugbetriebsverfahren entwickelt, das Folgendes umfasst: Einstellen einer Ausgangsspannung eines DC-DC-Wandlers, der elektrisch an einen Niederspannungsbus gekoppelt ist, als Reaktion auf eine Drehzahl eines Motors während des Motoranlassens über eine Steuerung; und Anlassen des Motors über eine elektrische Maschine, wobei die elektrische Maschine elektrisch an den Niederspannungsbus gekoppelt ist.
Durch Einstellen einer Ausgangsspannung eines DC-DC-Wandlers als Reaktion auf eine Drehzahl eines Motors während des Motoranlassens kann es möglich sein, das technische Ergebnis des Erhöhens einer Möglichkeit bereitzustellen, dass eine elektrische Maschine eine ausreichende Drehmomentausgabe aufweist, um einen Motor mit einer gewünschten Anlassdrehzahl zu drehen. Insbesondere kann eine Ausgangsspannung eines DC-DC-Wandlers erhöht werden, wenn eine Motoranlassdrehzahl geringer als eine gewünschte Motoranlassdrehzahl ist, sodass die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine während des Motoranlassens erhöht werden kann. Wenn die elektrische Maschine den Motor mit der gewünschten Anlassdrehzahl anlässt, ohne die Ausgangsspannung der DC-DC-Maschine einzustellen, muss die DC-DC-Maschine keine Spannung eines Niederspannungsbusses erhöhen, welcher der elektrischen Maschine elektrische Leistung zuführt. Somit kann der Ausgang des DC-DC-Wandlers eine Spannung eines Niederspannungsbusses nur dann anheben, wenn die Motoranlassdrehzahl geringer als erwünscht ist.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz dazu beitragen, sicherzustellen, dass ein Motor mit einer gewünschten Anlassdrehzahl angelassen wird. Ferner kann der Ansatz die Startbeständigkeit des Motors verbessern. Zusätzlich kann der Ansatz eine Spannung kompensieren, die an eine elektrische Maschine für Motorbetriebsbedingungen und für Betriebsbedingungen der elektrischen Maschine angelegt wird, sodass die elektrische Maschine den Motor in einer erwarteten Weise drehen kann.
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 sollte sich verstehen, 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 Ansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine;
2 zeigt eine schematische Darstellung einer/s beispielhaften Kraftübertragung oder Antriebsstrangs eines Fahrzeugs einschließlich der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine;
3 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften elektrischen Leistungssystems eines Fahrzeugs;
4 zeigt eine beispielhafte Fahrzeugbetriebssequenz gemäß dem Verfahren aus 5;
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines DC-DC-Wandlers und eines Fahrzeugs; und
6 zeigt beispielhafte Funktionen, die eine Grundlage zum Einstellen einer Spannung bilden, die einem Niederspannungsbus über einen DC-DC-Wandler zugeführt wird.

Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Beschreibung betrifft das Betreiben eines DC-DC-Wandlers eines Fahrzeugs. Der DC-DC-Wandler kann auf eine Weise betrieben werden, die das Starten des Motors verbessert. Insbesondere kann ein Spannungsausgang des DC-DC-Wandlers als Reaktion auf Fahrzeugbetriebsbedingungen eingestellt werden, sodass eine Drehmomenterzeugungskapazität einer elektrischen Maschine über eine Vielzahl von Fahrzeugbetriebsbedingungen hinweg beständiger gemacht wird. Zum Beispiel kann die Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers erhöht werden, wenn Wicklungen einer elektrischen Maschine eine Temperatur aufweisen, die über einer Schwellentemperatur liegt, sodass das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine ausreichend sein kann, um einen Motor mit einer gewünschten Drehzahl zu drehen. Indem sichergestellt wird, dass das Fahrzeug mit einer gleichmäßigen Drehzahl über eine elektrische Maschine angelassen werden kann (z. B. über eine elektrische Maschine unter Leistung der elektrischen Maschine gedreht wird, bevor die Verbrennung in dem Motor ausreicht, um den Motor mit einer vorbestimmten Drehzahl zu drehen), kann es möglich sein, die Motorstartzeit einheitlicher zu gestalten. Es kann auch die Möglichkeit verringern, dass der Motor nicht startet. Bei dem Motor kann es sich um die in 1 gezeigte Art von Brennkraftmaschine handeln, oder der Motor kann alternativ dazu ein Dieselmotor sein. Der Motor kann in ein System integriert sein, das einen DC-DC-Wandler beinhaltet, wie in 2 gezeigt. Der DC-DC-Wandler kann eine Komponente eines elektrischen Fahrzeugsystems sein, wie in 3 gezeigt. Das Fahrzeugsystem kann wie in 4 gemäß dem Verfahren aus 5 betrieben werden. Beispielhafte Beziehungen zwischen Aufladespannung und Fahrzeugbetriebsbedingungen sind in 6 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf 1 wird die Brennkraftmaschine 10, die 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. Ein Schwungrad 97 und ein Hohlrad 99 sind an die Kurbelwelle 40 gekoppelt. Ein Anlasser 96 (z. B. eine elektrische Niederspannungsmaschine (mit weniger als 20 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 dem vorderen Teil des Motors oder dem hinteren Teil des Motors angebracht 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 in Eingriff mit der Motorkurbelwelle 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. Eine Temperatur des Öls im Kurbelgehäuse 39 kann über den Temperatursensor 38 erfasst werden.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 ist derart positioniert gezeigt, dass Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 eingespritzt wird, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 führt proportional zur Impulsbreite von der Steuerung 12 flüssigen Kraftstoff zu. 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 steht der Ansaugkrümmer 44 der Darstellung nach mit einem Turboladerverdichter 162 und einem Motorlufteinlass 42 in Kommunikation. 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 in 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 Einzeldrossel ist. Ein Verdichterrückführungsventil 47 kann selektiv in 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. Das Luftfilter 43 reinigt Luft, die in den Motorlufteinlass 42 eintritt.
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 Breitbandlambda(Universal Exhaust Gas Oxygen - UEGO)-Sonde 126 an den Abgaskrümmer 48 gekoppelt, der sich stromaufwärts eines Katalysators 70 befindet. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126 durch eine binäre Lambdasonde 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 Mikroprozessoreinheit 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 dem Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangend gezeigt, über die vorhergehend erörterten Signale hinaus, beinhaltend: eine Zylinderkopftemperatur von einem an den Zylinderkopf 35 gekoppelten Temperatursensor 112; einen Positionssensor 134, der an ein Gaspedal 130 gekoppelt ist, um eine durch einen menschlichen Fuß 132 aufgebrachte Kraft zu erfassen, einen Positionssensor 154, der an ein Bremspedal 150 gekoppelt ist, um eine durch einen Fuß 152 aufgebrachte Kraft zu erfassen, eine Messung eines Motorkrümmerdrucks (MAP - manifold pressure) von einem Drucksensor 122, der an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist; einen Motorpositionssensor von einem Halleffektsensor 118, der eine Position der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung einer Luftmasse, die in den Motor eintritt, von einem Sensor 120; einen Zylinderdruck von einem Drucksensor 79; und eine Messung einer 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 vorgegebene Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, anhand derer sich die Motordrehzahl (U/min) ermitteln lässt.
Während des Betriebs wird jeder Zylinder in dem Motor 10 in der Regel einem Viertaktzyklus unterzogen; dabei beinhaltet der Zyklus den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Arbeitstakt und den Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54 und öffnet sich das Einlassventil 52. 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 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Takts befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise 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 Zylinderkopfes, um so die Luft in der Brennkammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Taktes und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B., wenn die Brennkammer 30 ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Prozess wird Kraftstoff in die Brennkammer eingebracht. In einem nachfolgend als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel wie etwa eine Zündkerze 92 erzündet, 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 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 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 einer elektrischen Maschine, eine Getriebesteuerung 254, eine Steuerung 253 einer 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 Leistungsausgangsbeschränkungen (z. B. nicht zu überschreitender Leistungsausgang der Vorrichtung oder Komponente, die gesteuert wird), Leistungseingangsbeschränkungen (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.
Die Fahrzeugsteuerung 255 und/oder Motorsteuerung 12 kann auch Eingaben von der Mensch-Maschine-Schnittstelle 256 und Verkehrsbedingungen (z B. Verkehrssignalstatus, Entfernung zu Objekten usw.) von Sensoren 257 (z. B. Kameras, LIDAR, RADAR usw.) empfangen. In einem Beispiel kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle 256 eine Berührungseingabe-Anzeigetafel sein. Alternativ kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle 256 ein Schlüsselschalter oder eine andere bekannte Art von Mensch-Maschine-Schnittstelle sein. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 256 kann Anforderungen von einem Benutzer empfangen. Beispielsweise kann ein Benutzer über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 256 einen Motorstopp oder -start anfordern. Ferner kann ein Benutzer das Unterbinden der Bewegung der Räder 216 außer Kraft setzen, wenn der externe Verbraucher 297 von elektrischer Leistung an das Fahrzeug 255 gekoppelt ist. Zusätzlich kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle 256 Statusnachrichten und Motordaten anzeigen, die von der Steuerung 255 empfangen werden können.
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, wohingegen 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 die elektrische Maschine 240 mit Leistung versorgt werden. In anderen Beispielen kann der Motor 10 weggelassen sein. Der Motor 10 kann mit einem Motorstartsystem, das in 1 gezeigt ist, über einen riemenintegrierten Startergenerator (belt integrated starter/generator - BISG) 219 oder über einen in die Kraftübertragung integrierten Startergenerator (integrated starter/generator - ISG) 240, der auch als integrierter Startergenerator bekannt ist, gestartet werden. Eine Temperatur der BISG-Wicklungen kann über den BISG-Wicklungstemperatursensor 203 bestimmt werden. Der Kraftübertragungs-ISG 240 (z. B. elektrische Hochspannungsmaschine (mit mehr als 30 Volt betrieben)) kann auch als elektrische Maschine, Elektromotor und/oder Generator bezeichnet werden. Ferner kann die Leistung des Motors 10 über einen Drehmomentaktor 204, wie etwa eine Kraftstoffeinspritzung, eine Drossel usw., eingestellt werden.
Der BISG 219 ist über den Riemen 231 mechanisch an den Motor 10 gekoppelt und der BISG 219 kann als elektrische Maschine, Elektromotor oder Generator bezeichnet werden. 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 den Niederspannungsbus 273 und/oder die Niederspannungsbatterie 280 elektrische Leistung zugeführt wird. Der BISG 219 kann als Generator betrieben werden, welcher der Niederspannungsbatterie 280 und/oder dem Niederspannungsbus 273 elektrische Leistung zuführt. Der bidirektionale DC-DC-Wandler 281 kann elektrische Energie von einem Hochspannungsbus 274 an einen Niederspannungsbus 273 übertragen oder umgekehrt. Die Niederspannungsbatterie 280 ist direkt an den Niederspannungsbus 273 gekoppelt. Der Niederspannungsbus 273 kann aus einem oder mehreren elektrischen Leitern bestehen. Die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie ist elektrisch an den Hochspannungsbus 274 gekoppelt. Die Niederspannungsbatterie 280 kann dem Startermotor 96 und/oder dem BISG 219 selektiv elektrische Energie zuführen.
Eine Motorausgangsleistung kann durch ein Zweimassenschwungrad 215 an eine erste Seite oder stromaufwärtige Seite einer Antriebsstrangausrückkupplung 235 übertragen werden. Die Ausrückkupplung 236 wird hydraulisch betätigt und der Hydraulikdruck in der Kraftübertragungsausrückkupplung 236 (Kraftübertragungsausrückkupplungsdruck) kann über ein elektrisch betriebenes Ventil 233 eingestellt werden. Die stromabwärtige oder zweite Seite 234 der Ausrückkupplung 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 Antriebsstrangleistung in elektrische Energie umzuwandeln, die in einem Regenerationsmodus in der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie gespeichert wird. Der ISG 240 steht über einen Wechselrichter 279 in elektrischer Kommunikation mit der Energiespeichervorrichtung 275. Der Wechselrichter 279 kann elektrischen Gleichstrom (direct current - DC) aus der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie in elektrischen Wechselstrom (alternating current - AC) umwandeln, um den ISG 240 zu betreiben. Alternativ kann der Wechselrichter 279 Wechselstrom vom ISG 240 in Gleichstrom umwandeln, um ihn in der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie zu speichern. Der Wechselrichter 279 kann über die Steuerung 252 der elektrischen Maschine gesteuert werden. 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 die Welle 241 mechanisch mit dem Laufrad 285 des Drehmomentwandlers 206 gekoppelt. Die stromaufwärtige Seite des ISG 240 ist mechanisch mit der Ausrückkupplung 236 gekoppelt. Der ISG 240 kann dem Antriebsstrang 200 über das Betreiben als Elektromotor oder Generator, wie durch die Steuerung 252 der elektrischen Maschine angewiesen, eine positive Leistung oder eine negative Leistung bereitstellen.
Der Wechselrichter 278 ist der Darstellung nach elektrisch an die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie und eine elektrische Ausgangssteckbuchse 295 gekoppelt. Der Wechselrichter 278 kann DC-Leistung in AC-Leistung zum Betreiben eines externen Verbrauchers 297 von elektrischer Leistung (z. B. Handgeräte, Unterhaltungssysteme, Beleuchtung, Pumpen usw.) umwandeln. Der Wechselrichter 278 kann elektrische Leistung von der Niederspannungsbatterie 280, elektrische Leistung von der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie oder elektrische Leistung von dem ISG 240 oder BISG 219 in elektrische Leistung umwandeln, die an die elektrische Ausgangssteckbuchse 295 abgegeben wird. Der externe Verbraucher 297 von elektrischer Leistung kann sich außerhalb des Fahrzeugs 225 befinden oder kann dem Fahrzeug 225 hinzugefügt werden. Der externe Verbraucher 297 von elektrischer Leistung kann über ein Netzkabel 296 elektrisch an die elektrische Ausgangssteckbuchse 295 gekoppelt sein. Der Sensor 298 des externen Verbrauchers von elektrischer Leistung kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines externen Verbrauchers 297 von Leistung detektieren. Der Sensor 298 des externen Verbrauchers von elektrischer Leistung kann das Vorhandensein des Kabels 296 über einen Schalteingang physisch erfassen, oder alternativ kann der Sensor 298 ein Stromsensor sein und elektrischen Stromfluss aus der elektrischen Ausgangssteckbuchse 295 detektieren, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines externen Verbrauchers 297 von Leistung zu bestimmen.
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 zudem eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (torque converter bypass lock-up clutch - TCC) 212. Leistung wird direkt von dem Pumpenrad 285 an das Turbinenrad 286 übertragen, wenn die TCC 212 verriegelt ist. Die TCC 212 wird durch die Steuerung 254 elektrisch betrieben. Alternativ kann die TCC hydraulisch verriegelt werden. In einem Beispiel kann der Drehmomentwandler 206 als eine Komponente des Getriebes bezeichnet werden.
Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 vollständig ausgekuppelt ist, überträgt der Drehmomentwandler 206 über Fluidtransfer zwischen dem Turbinenrad 286 des Drehmomentwandlers und dem Pumpenrad 285 des Drehmomentwandlers Motorleistung an das Automatikgetriebe 208, wodurch eine Leistungssteigerung ermöglicht wird. Dagegen wird, wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 vollständig eingekuppelt ist, die Motorausgangsleistung über die Drehmomentwandlerkupplung direkt an eine Eingangswelle 270 des Getriebes 208 übertragen. Alternativ kann die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 212 teilweise eingekuppelt sein, wodurch es ermöglicht wird, die Leistungsmenge, die direkt an das Getriebe abgegeben wird, einzustellen. Die Getriebesteuerung 254 kann dazu konfiguriert sein, die durch den Drehmomentwandler 212 übertragene Leistungsmenge durch ein 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 Ausrückkupplung 236, eine Vorwärtskupplung 210 und Gangkupplungen 211 zu betreiben. Die Pumpe 283 wird über das Pumpenrad 285 angetrieben, das sich mit einer gleichen Drehzahl wie der ISG 240 dreht.
Das Automatikgetriebe 208 beinhaltet die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 zum selektiven Einkuppeln und Auskuppeln von Vorwärtsgängen 213 (z. B. Gänge 1-10) und dem Rückwärtsgang 214. 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 ein Einstellen eines Fluids, das den Kupplungen über Schaltsteuer-Magnetspulenventile 209 zugeführt wird, eingekuppelt oder ausgekuppelt werden. Der Leistungsausgang von dem Automatikgetriebe 208 kann zudem an die Räder 216 weitergegeben werden, um das Fahrzeug über die 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 aktiviert selektiv die TCC 212, die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 oder rückt diese ein. Die Getriebesteuerung schaltet die TCC 212, die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 zudem selektiv ab oder rückt diese selektiv aus.
Ferner kann durch ein In-Eingriff-Bringen 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, anwenden. In gleicher Weise kann eine Reibungskraft auf die Räder 216 als Reaktion darauf, dass der menschliche Fahrer ein Bremspedal mit seinem Fuß freigibt, 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 Fahrpedal 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 Getriebeeingangsleistungsbeschränkung (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 rückt 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 aufzuladen, 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.
Dementsprechend kann die Leistungssteuerung der verschiedenen Antriebsstrangkomponenten durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 überwacht werden, wobei eine 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 ein Einstellen einer Kombination aus einem Zündzeitpunkt, einer Kraftstoffimpulsbreite, einem Kraftstoffimpulszeitpunkt und/oder einer Luftladung, durch ein Steuern von Drosselöffnung und/oder Ventilansteuerung, einem Ventilhub und einer Aufladung für turboaufgeladene oder per Kompressor aufgeladene Motoren gesteuert werden. Im Fall eines Dieselmotors kann die Steuerung 12 den Motorleistungsausgang durch ein Steuern einer Kombination aus einer Kraftstoffimpulsbreite, einem Kraftstoffimpulszeitpunkt und einer Luftladung steuern. Eine Motorbremsleistung oder negative Motorleistung kann durch ein 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. Der Betrag an Motorbremsleistung kann über ein 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 den Leistungsausgang und die Erzeugung elektrischer Energie von dem ISG 240 steuern, indem sie den Strom einstellt, der zu und von Feld- und/oder Ankerwicklungen des ISG 240 fließt, wie in dem Fachgebiet bekannt ist.
Die Getriebesteuerung 254 empfängt die Getriebeeingangswellenposition über einen Positionssensor 271. Die Getriebesteuerung 254 kann die Getriebeeingangswellenposition durch ein Differenzieren eines Signals von dem Positionssensor 271 oder ein Zählen einer Anzahl bekannter Winkelabstandsimpulse über ein vorher festgelegtes Zeitintervall hinweg in eine 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 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. Der Gangschalthebel 290 kann Positionen für die Gänge 1-X (wobei X eine obere Gangzahl ist), D (Fahren), Leerlauf (N) und P (Parken) beinhalten. Der Schalthebel 293 des Schaltwählhebels 290 kann über einen Magnetspulenaktor 291, der selektiv verhindert, dass sich der Schalthebel 293 aus der Park- oder Leerlaufposition in die Rückwärts- oder Vorwärtsgangposition (z. B. Fahren) bewegt, daran gehindert werden, sich zu bewegen.
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 ein Bremsen bereitstellen. Die Bremssteuerung 250 kann zudem ein Antiblockier- und Fahrzeugstabilitätsbremsen bereitstellen, um das Bremsen und die Stabilität des Fahrzeugs zu verbessern. Daher kann die Bremssteuerung 250 eine Radleistungsbeschränkung (z. B. einen nicht zu überschreitenden Schwellenwert für die negative Radleistung) für die Fahrzeugsystemsteuerung 255 bereitstellen, sodass eine negative ISG-Leistung nicht dazu führt, dass die Radleistungsbeschränkung überschritten wird. Zum Beispiel wird, falls die Steuerung 250 eine Beschränkung für die negative Radleistung von 50 Nm ausgibt, die ISG-Leistung so eingestellt, dass sie weniger als 50 Nm (z.B. 49 Nm) an negativer Leistung an den Rädern bereitstellt, einschließlich des Berücksichtigens der Getriebeübersetzung.
Nun ist unter Bezugnahme auf 3 ein beispielhaftes elektrisches Fahrzeugleistungssystem 300 gezeigt. Das elektrische Fahrzeugleistungssystem 300 ist im Fahrzeug 225 beinhaltet. Das elektrische Fahrzeugleistungssystem 300 beinhaltet einen gepufferten Niederspannungsbus 306, einen Niederspannungsbus 273 und einen Hochspannungsbus 274 zum Verteilen von Leistung durch das gesamte Fahrzeugleistungssystem 300. Der gepufferte Niederspannungsbus 306, der Niederspannungsbus 273 und der Hochspannungsbus 274 können aus getrennten elektrischen Leitern bestehen. Der gepufferte Niederspannungsbus 306 kann über die Diode 304 und den elektrischen Trennschalter 302 von dem Niederspannungsbus 273 gepuffert werden. Die Diode 304 ist derart vorgespannt, dass die Anode 304a der Diode 304 direkt an den gepufferten Niederspannungsbus 306 gekoppelt ist und die Kathodenseite 304b der Diode 304 direkt an den Niederspannungsbus 273 gekoppelt ist. Der DC-DC-Wandler 281 puffert den Niederspannungsbus 273 von dem Hochspannungsbus 274. Der BISG 219, der Anlasser 96, der DC-DC-Wandler 281, die Diode 304, der Trennschalter 302 und die Niederspannungsbatterie 280 sind alle direkt an den Niederspannungsbus 273 gekoppelt. Die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie, der DC-DC-Wandler 281 und einige Vorrichtungen, die in 2 gezeigt sind, sind direkt an den Hochspannungsbus 274 gekoppelt. Die Hilfsspeichervorrichtung 310 für elektrische Energie (z. B. Batterie) und Nebenverbraucher 312 (z. B. Unterhaltungssysteme, elektrische Lenksysteme, Klimaanlagen und Heizsysteme usw.) sind direkt an den gepufferten Niederspannungsbus 306 gekoppelt.
Die Diode 304 verhindert einen Stromfluss zur Hilfsspeichervorrichtung 310 für elektrische Energie (z. B. Batterie) und den elektrischen Nebenverbrauchern 312, wenn die Spannung des Niederspannungsbusses 273 über den DC-DC-Wandler angehoben wird, während sich der Trennschalter 302 in einem offenen Zustand befindet. Dies kann vorteilhaft sein, da Strom und Spannung, die dem Niederspannungsbus 273 über den DC-DC-Wandler zugeführt werden, nicht über die Hilfsbatterie verbraucht werden, wenn sich der Trennschalter 302 während des Anlassens des Motors in einem offenen Zustand befindet. Infolgedessen kann die gesamte elektrische Leistung, die über den DC-DC-Wandler von dem Hochspannungsbus an den Niederspannungsbus abgegeben wird, dem BISG während des Anlassens des Motors zur Verfügung gestellt werden. Sobald das Motoranlassen abgeschlossen ist, kann der Trennschalter 302 geschlossen werden, sodass der BISG die Hilfsspeichervorrichtung 310 für elektrische Energie laden kann, nachdem die Motordrehzahl eine Schwellenmotordrehzahl überschritten hat.
Die Nebenverbraucher 312 und die Hilfsspeichervorrichtung 310 für elektrische Energie sind an den gepufferten Niederspannungsbus gekoppelt, sodass die elektrischen Nebenverbraucher 312 während des Motoranlassens ausschließlich über die Hilfsspeichervorrichtung 310 für elektrische Energie mit Leistung versorgt werden können. Folglich verbrauchen die elektrischen Nebenverbraucher während des Motoranlassens keine elektrische Leistung vom DC-DC-Wandler 281. Somit kann die Spannung, die an den BISG 219 angelegt wird, größer sein, als wenn die elektrischen Nebenverbraucher 312 während des Motoranlassens ebenfalls über den DC-DC-Wandler 281 mit Leistung versorgt würden. Dementsprechend kann die Drehmomentausgabe des BISG 219 eine bessere Möglichkeit zum Erreichen eines gewünschten Niveaus aufweisen, da der Spannungseingang in den BISG 219 während des Motoranlassens erhöht werden kann, falls angefordert. Der Motor kann mit einer gewünschten Drehzahl angelassen werden, wenn die Spannung, die an den BISG 219 angelegt wird, ein erwünschtes Niveau erreicht.
Somit stellt das System aus 1 und 2 ein elektrisches Fahrzeugleistungssystem bereit, das Folgendes umfasst: eine Speichervorrichtung für elektrische Hochspannungsenergie, die elektrisch an einen Hochspannungsbus gekoppelt ist; eine Speichervorrichtung für elektrische Niederspannungsenergie, die elektrisch an einen Niederspannungsbus gekoppelt ist; einen DC-DC-Wandler, der elektrisch an den Hochspannungsbus und den Niederspannungsbus gekoppelt ist; eine zweite Speichervorrichtung für elektrische Niederspannungsenergie, die über einen Trennschalter selektiv an den Niederspannungsbus gekoppelt ist und über eine Diode von dem Niederspannungsbus gepuffert ist; und eine Steuerung, die in nicht transitorischem Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, die die Steuerung dazu veranlassen, eine Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers als Reaktion auf eine Motorstoppposition einzustellen. Das elektrische Fahrzeugleistungssystem umfasst ferner zusätzliche ausführbare Anweisungen zum Erhöhen der Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers als Reaktion darauf, dass sich eine Stoppposition eines Kolbens eines Zylinders innerhalb eines Schwellenkurbelwellenwinkels des oberen Totpunkts des Verdichtungstakts des Zylinders befindet. Das Fahrzeugsystem beinhaltet, dass die Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers an den Niederspannungsbus angelegt wird. Das Fahrzeugsystem beinhaltet, dass die Ausgangsspannung eingestellt wird, wenn der Motor gestoppt ist. Das Fahrzeugsystem beinhaltet, dass die Ausgangsspannung während des Motoranlassens eingestellt wird. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Anlassen des Motors über einen BISG und elektrische Leistung, die über den Niederspannungsbus bereitgestellt wird. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Einstellen der Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers als Reaktion auf eine Temperatur des BISG.
Es wird nun auf 4 Bezug genommen, in der eine Fahrzeugbetriebssequenz gemäß dem Verfahren aus 5 gezeigt ist. Die in 4 gezeigte Fahrzeugbetriebssequenz kann durch das System aus den 1-3 zusammen mit dem Verfahren aus 5 bereitgestellt werden. Die in 4 gezeigten Verläufe sind zeitlich ausgerichtet und erfolgen gleichzeitig. Die vertikalen Linien stellen relevante Zeitpunkte während der Sequenz dar. Die SS-Markierungen auf der horizontalen Achse stellen zeitliche Unterbrechungen dar, und die Unterbrechungen können von kurzer oder langer Dauer sein.
Der erste Verlauf von oben aus 4 ist ein Verlauf der Spannung eines Niederspannungsbusses (z. B. 274) gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Spannung des Niederspannungsbusses dar und die Spannung nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 402 stellt die Spannung des Niederspannungsbusses dar.
Der zweite Verlauf von oben aus 4 ist ein Verlauf der BISG-Wicklungstemperatur gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die BISG-Wicklungstemperatur dar und die BISG-Wicklungstemperatur nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 404 stellt die BISG-Wicklungstemperatur dar.
Der dritte Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf der Motorzylinderkopftemperatur gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Motorzylinderkopftemperatur dar, und die Zylinderkopftemperatur nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 406 stellt die Zylinderkopftemperatur dar.
Der vierte Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf der Motoröltemperatur gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Motoröltemperatur dar und die Motoröltemperatur nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 408 stellt die Motoröltemperatur dar.
Der fünfte Verlauf von oben aus 4 ist ein Verlauf der jüngsten Motorstoppposition gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die jüngste Motorstoppposition dar. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Linie 410 stellt die Motorstoppposition dar. Die Linie 450 stellt eine erwünschte Motorstoppposition dar. Wenn der Motor an einer Position gestoppt wird, die unter der Linie 450 angegeben ist, dann kann der Motor an einer solchen Position gestoppt werden, dass das Drehmoment zum Anlassen des Motors unter einem Schwellenwertdrehmoment liegt. Wenn der Motor an einer Position gestoppt wird, die über der Linie 450 angegeben ist, dann kann der Motor an einer solchen Position gestoppt werden, dass das Drehmoment zum Anlassen des Motors über einem Schwellenwertdrehmoment liegt.
Zum Beispiel kann der Motor an einer Position gestoppt werden, an welcher der Druck in einem oder mehreren Motorzylindern niedrig ist (z. B. unter der Linie 450), sodass sich der Motor um eine Distanz drehen kann, bevor der Druck in den Zylindern zunimmt, sodass das Drehmoment zum anfänglichen Anlassen des Motors aufgrund des Überwindens eines niedrigeren Zylinderdrucks niedriger ist, während Reibung überwunden wird, um die Kurbelwellendrehung zu beginnen. Während solcher Bedingungen kann der Motor unter Verwendung eines niedrigeren Drehmoments, das über den BISG erzeugt wird, auf eine angeforderte oder erwünschte Anlassdrehzahl gedreht werden. Andererseits kann der Motor an einer Position gestoppt werden, an welcher der Druck in einem oder mehreren Motorzylindern vor und während der anfänglichen Motordrehung höher ist (z. B. über der Linie 450), sodass ein größerer Drehmomentbetrag benötigt werden kann, um den Motor auf die angeforderte Anlassdrehzahl zu drehen. Somit kann die gestoppte Position des Motors einen Drehmomentbetrag angeben, der erforderlich ist, um den Motor auf eine angeforderte Anlassdrehzahl zu drehen. Somit kann diese Umsetzung die Grundlage zum Einstellen einer Aufladespannung sein, sodass das BISG-Ausgangsdrehmoment ausreichend sein kann, um den Motor mit der angeforderten Motoranlassdrehzahl zu drehen.
Der sechste Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf der Motordrehzahl gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Motordrehzahl dar und die Motordrehzahl nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 412 stellt die Motordrehzahl dar. Die horizontale Linie 452 stellt eine angeforderte Motoranlassdrehzahl (z. B. 250 U/min) dar.
Der siebte Verlauf von oben aus 4 ist ein Verlauf einer Motorstart-/- betriebsanforderung gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt den Zustand der Motorstart-/-betriebsanforderung dar und die Motorstart-/-betriebsanforderung wird durchgesetzt, wenn sich die Kurve 414 auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Die Motorstart-/-betriebsanforderung wird nicht durchgesetzt, wenn die Kurve 414 auf einem niedrigeren Niveau nahe der horizontalen Achse liegt. Es kann versucht werden, den Motor zu starten, und/oder der Motor kann laufen, wenn die Motorstart-/-betriebsanforderung durchgesetzt wird. Der Motor ist gestoppt oder ihm wird befohlen, zu stoppen, wenn die Motorstart-/-betriebsanforderung nicht durchgesetzt wird. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 414 stellt den Zustand der Motorstart-/- betriebsanforderung dar.
Zum Zeitpunkt t0 ist der Motor ausgeschaltet (z. B. dreht er sich nicht und verbrennt keinen Kraftstoff), und die Motorstartanforderung wird nicht durchgesetzt. Die Spannung des Niederspannungsbusses liegt bei einer Nennspannung der Niederspannungsbusbatterie (z. B. 12 VDC). Die Temperatur der BISG-Wicklungen liegt auf einem höheren mittleren Niveau und die Zylinderkopftemperatur liegt auf einem höheren mittleren Niveau. Zusätzlich liegt die Motoröltemperatur auf einem höheren mittleren Niveau. Ferner kann es erforderlich sein, da die BISG-Wicklungen eine höhere Temperatur aufweisen, eine größere Spannung an den BISG anzulegen, sodass die Drehmomentausgabe des BISG ein erwarteter Betrag ist. Die Motorstoppposition liegt nahe einer erwünschten Motorstoppposition. Daher wird nicht erwartet, dass zusätzliches Drehmoment benötigt wird, um den Motor aufgrund der jüngsten Motorstoppposition mit einer gewünschten Anlassdrehzahl anzulassen.
Zum Zeitpunkt t1 wird eine Anforderung zum Starten des Motors angegeben. Die Motorstartanforderung kann über einen menschlichen oder autonomen Fahrer erzeugt werden. Dem DC-DC-Wandler wird befohlen, die Spannung des Niederspannungsbusses anzuheben, bevor der Motor gedreht wird, oder alternativ dazu während sich der Motor dreht, sodass der BISG ausreichend Drehmoment aufweisen kann, um den Motor mit der angeforderten Motoranlassdrehzahl (z. B. 250 U/min) zu drehen. Die Spannung, die über den DC-DC-Wandler ausgegeben wird, ist abhängig von der BISG-Wicklungstemperatur, der Motoröltemperatur und der Zylinderkopftemperatur und basiert auf dieser. Der Spannungsausgang von dem DC-DC-Wandler ist größer als eine Spannung der Niederspannungsbatterie, die direkt an den Niederspannungsbus gekoppelt ist, sodass der DC-DC-Wandler die Spannung des Niederspannungsbusses anheben kann. Es wird erwartet, dass die Spannungsanhebung, die über den DC-DC-Wandler bereitgestellt wird, ausreichend ist, um zu ermöglichen, dass das vom BISG ausgegebene Drehmoment den Motor mit der angeforderten Motoranlassdrehzahl dreht. Die Motordrehzahl beginnt kurz nach Zeitpunkt t1 zuzunehmen, wenn der BISG (nicht gezeigt) beginnt, den Motor zu drehen. Zusätzlich wird der Trennschalter (z. B. 302 aus 3) als Reaktion darauf, dass die Motorstart-/- betriebsanforderung durchgesetzt wird, geöffnet.
Zwischen Zeitpunkt t1 und Zeitpunkt t2 nimmt die Motordrehzahl zu, wenn der BISG den Motor dreht (nicht gezeigt). Die BISG-Wicklungstemperatur, die Motorzylinderkopftemperatur und die Motoröltemperatur sind unverändert. Die Motorstoppposition ist unverändert, da die Motorstoppposition nicht aktualisiert wird, bis der Motor stoppt. Die Motorstart-/-betriebsanforderung bleibt durchgesetzt.
Zum Zeitpunkt t2 hat die Motordrehzahl die angeforderte Motordrehzahl nicht erreicht, sodass die Spannung des Niederspannungsbusses weiter angehoben wird, indem die Spannung erhöht wird, die über den DC-DC-Wandler an den Niederspannungsbus ausgegeben wird. Die Spannung, die über den DC-DC-Wandler ausgegeben wird, wird als Reaktion auf die Motordrehzahl erhöht. Die Motorstartanforderung bleibt durchgesetzt und die Motorstoppposition bleibt unverändert. Die BISG-Wicklungstemperatur, die Motorzylinderkopftemperatur und die Motoröltemperatur sind unverändert.
Zwischen Zeitpunkt t2 und Zeitpunkt t3 wird die Motordrehzahl über die Erhöhung der Spannung, die über den DC-DC-Wandler ausgegeben wird, auf die Schwellendrehzahl 452 erhöht. Zusätzlich beginnt die Verbrennung im Motor und der Motor beginnt aufgrund der Verbrennung kurz vor Zeitpunkt t3 zu beschleunigen. Die Motorstart-/- betriebsanforderung bleibt durchgesetzt und die Spannung des Niederspannungsbusses ist unverändert, seit sie zum Zeitpunkt t2 zuletzt erhöht wurde.
Zum Zeitpunkt t3 hat der Motor auf eine Schwellendrehzahl (z. B. Motorleerlaufdrehzahl) beschleunigt und die vom DC-DC-Wandler ausgegebene Spannung wird als Reaktion darauf reduziert. Zusätzlich kann der Trennschalter 302 zu diesem Zeitpunkt geschlossen werden (nicht gezeigt). Die Motorstartanforderung bleibt durchgesetzt und die Motorstoppposition bleibt unverändert. Die BISG-Wicklungstemperatur, die Motorzylinderkopftemperatur und die Motoröltemperatur sind unverändert. Eine Unterbrechung der Sequenz ist zwischen Zeitpunkt t3 und Zeitpunkt t10 angegeben.
Zum Zeitpunkt t10 ist der Motor ausgeschaltet (z. B. dreht er sich nicht und verbrennt keinen Kraftstoff), und die Motorstartanforderung wird nicht durchgesetzt. Die Spannung des Niederspannungsbusses liegt bei einer Nennspannung der Niederspannungsbusbatterie (z. B. 12 VDC). Die Temperatur der BISG-Wicklungen liegt auf einem niedrigeren mittleren Niveau und die Zylinderkopftemperatur liegt auf einem niedrigeren Niveau. Zusätzlich liegt die Motoröltemperatur auf einem niedrigeren Niveau. Da die Zylinderkopf- und Motoröltemperaturen niedriger sind, kann ein reduzierter Drehmomentbetrag erforderlich sein, um den Motor mit einer angeforderten Motoranlassdrehzahl zu drehen. Zusätzlich ist es nicht notwendig, da die BISG-Wicklungen eine niedrigere Temperatur aufweisen, eine größere Spannung an den BISG anzulegen, sodass die Drehmomentausgabe des BISG ein erwarteter Betrag ist. Die Motorstoppposition befindet sich nicht in der Nähe einer gewünschten Motorstoppposition, sodass erwartet wird, dass ein größerer Drehmomentbetrag erforderlich sein kann, um den Motor anfänglich auf die angeforderte Motoranlassdrehzahl zu drehen.
Zum Zeitpunkt t11 wird eine Anforderung zum Starten des Motors angegeben. Dem DC-DC-Wandler wird befohlen, die Spannung des Niederspannungsbusses anzuheben, bevor der Motor gedreht wird, oder alternativ dazu während sich der Motor dreht, sodass der BISG anfangs ausreichend Drehmoment aufweisen kann, um den Motor mit der angeforderten Motoranlassdrehzahl (z. B. 250 U/min) zu drehen. Die Spannung, die über den DC-DC-Wandler ausgegeben wird, ist abhängig von der jüngsten Motorstoppposition oder des jüngsten Kurbelwellenwinkels. Der Spannungsausgang von dem DC-DC-Wandler ist größer als eine Spannung der Niederspannungsbatterie, die direkt an den Niederspannungsbus gekoppelt ist, sodass der DC-DC-Wandler die Spannung des Niederspannungsbusses anheben kann. Es wird erwartet, dass die Spannungsanhebung, die über den DC-DC-Wandler bereitgestellt wird, ausreichend ist, um zu ermöglichen, dass das vom BISG ausgegebene Drehmoment den Motor mit der angeforderten Motoranlassdrehzahl dreht. Die Motordrehzahl beginnt kurz nach Zeitpunkt t11 zuzunehmen, wenn der BISG (nicht gezeigt) beginnt, den Motor zu drehen. Zusätzlich wird der Trennschalter (z. B. 302 aus 3) als Reaktion darauf, dass die Motorstart-/-betriebsanforderung durchgesetzt wird, geöffnet.
Zwischen Zeitpunkt t11 und Zeitpunkt t12 nimmt die Motordrehzahl zu, wenn der BISG den Motor dreht (nicht gezeigt). Die BISG-Wicklungstemperatur, die Motorzylinderkopftemperatur und die Motoröltemperatur sind unverändert. Die Motorstoppposition ist unverändert, da die Motorstoppposition nicht aktualisiert wird, bis der Motor stoppt. Die Motorstart-/-betriebsanforderung bleibt durchgesetzt.
Zum Zeitpunkt t12 hat die Motordrehzahl die angeforderte Motordrehzahl erreicht, sodass die Spannung des Niederspannungsbusses weniger angehoben wird, indem die Spannung verringert wird, die über den DC-DC-Wandler an den Niederspannungsbus ausgegeben wird. Die Spannung, die über den DC-DC-Wandler ausgegeben wird, wird als Reaktion auf die Motordrehzahl verringert. Die Motorstartanforderung bleibt durchgesetzt und die Motorstoppposition bleibt unverändert. Die BISG-Wicklungstemperatur, die Motorzylinderkopftemperatur und die Motoröltemperatur sind unverändert.
Zwischen Zeitpunkt t12 und Zeitpunkt t13 dreht sich der Motor mit der angeforderten Anlassdrehzahl 452. Zusätzlich beginnt die Verbrennung im Motor und der Motor beginnt aufgrund der Verbrennung kurz vor Zeitpunkt t13 zu beschleunigen. Die Motorstart-/- betriebsanforderung bleibt durchgesetzt und die Spannung des Niederspannungsbusses ist unverändert, seit sie zum Zeitpunkt t12 zuletzt verringert wurde.
Zum Zeitpunkt t13 hat der Motor auf eine Schwellendrehzahl (z. B. Motorleerlaufdrehzahl) beschleunigt und die vom DC-DC-Wandler ausgegebene Spannung wird als Reaktion darauf reduziert. Zusätzlich kann der Trennschalter 302 zu diesem Zeitpunkt geschlossen werden (nicht gezeigt). Die Motorstartanforderung bleibt durchgesetzt und die Motorstoppposition bleibt unverändert. Die BISG-Wicklungstemperatur, die Motorzylinderkopftemperatur und die Motoröltemperatur sind unverändert.
Auf diese Weise kann eine Ausgangsspannung eines DC-DC-Wandlers eingestellt werden, um die Drehmomentausgabe einer elektrischen Maschine einzustellen, sodass der Motorstartzeitpunkt verbessert werden kann. Die DC-DC-Wandler-Ausgangsspannung zum Niederspannungsbus kann auf Grundlage der Motordrehzahl erhöht oder verringert werden. Ferner kann die Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers gemäß einer Motorstoppposition eingestellt werden, sodass, wenn erwartet wird, dass das Drehmoment zum Drehen des Motors höher ist, die Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers erhöht werden kann. Wenn erwartet wird, dass das Drehmoment zum Drehen des Motors geringer ist, kann die Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers verringert werden, um Energie zu sparen.
Unter Bezugnahme auf 5 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs gezeigt. Zumindest Teile des Verfahrens 500 können als ausführbare Steueranweisungen umgesetzt sein, die in nicht transitorischem Speicher gespeichert sind. Das Verfahren 500 kann mit dem System aus den 1-3 zusammenwirken. Zusätzlich kann es sich bei Teilen des Verfahrens 500 um Handlungen handeln, die in der physischen Welt vorgenommen werden, um einen Betriebszustand eines Aktors oder einer Vorrichtung zu verändern. Das Verfahren aus 5 kann als ausführbare Anweisungen, die in einem nicht transitorischen Speicher gespeichert sind, in das System aus 1-3 einbezogen werden.
Bei 502 bestimmt das Verfahren 500 Fahrzeugbetriebsbedingungen. Fahrzeugbetriebsbedingungen können unter anderem Motordrehzahl, BISG-Wicklungstemperatur, Motoröltemperatur, Motorzylinderkopftemperatur, Motorstoppposition und die Spannung des Niederspannungsbusses beinhalten. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen können über die Sensoren und Aktoren bestimmt werden, die in der vorliegenden Schrift beschrieben werden. Das Verfahren 500 geht zu 504 über.
Bei 504 beurteilt das Verfahren 500, ob der Motor gestoppt ist. Das Verfahren 500 kann beurteilen, dass der Motor gestoppt ist, wenn sich der Motor nicht dreht. Falls das Verfahren 500 beurteilt, dass der Motor gestoppt ist, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 500 geht zu 506 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und geht das Verfahren 500 zu 530 über.
Bei 506 beurteilt das Verfahren 500, ob eine Motorstartanforderung vorliegt. Das Verfahren 500 kann beurteilen, dass eine Motorstartanforderung vorliegt, wenn ein Mensch, eine Steuerung oder ein autonomer Fahrer anfordert, dass ein Motor gestartet wird. Die Motorstartanforderung kann in eine Mensch-Maschine-Schnittstelle eingegeben werden oder sie kann über eine Steuerung als Reaktion auf Fahrzeugbetriebsbedingungen (z. B. Gaspedalposition und Bremspedalposition) erzeugt werden. Falls das Verfahren 500 beurteilt, dass der Motorstart angefordert wird, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 500 geht zu 508 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 500 geht zum Ende über.
Bei 508 öffnet das Verfahren 500 den Trennschalter (z. B. 302 aus 3). Der Trennschalter kann geöffnet werden, sodass Ladung von dem DC-DC-Wandler nicht an eine Hilfsbatterie und elektrische Nebenverbraucher abgegeben wird. Folglich kann eine größere Menge des elektrischen Ausgangs des DC-DC-Wandlers für eine elektrische Maschine reserviert werden, um den Motor anzulassen (z. B. einen BISG oder einen Motoranlasser). Das Verfahren 500 geht zu 510 über.
Bei 510 stellt das Verfahren 500 eine Aufladespannung des DC-DC-Wandlers gemäß einer Motorstoppposition ein. In einem Beispiel stellt das Verfahren 500 einen Spannungsanhebungsbetrag, der über den DC-DC-Wandler dem Niederspannungsbus bereitgestellt wird, in Abhängigkeit von der Position oder dem Kurbelwellenwinkel ein, bei dem der Motor zuletzt gestoppt wurde. Zum Beispiel, wie in 6 gezeigt, kann der Ausgang des DC-DC-Wandlers als Reaktion auf einen Kurbelwellenwinkel, bei dem der Motor zuletzt gestoppt wurde, eingestellt werden. Der Kurbelwellenwinkel des Motors kann relativ zum oberen Totpunkt des Verdichtungstakts von Zylinder Nummer eins gemessen werden und der Kurbelwellenwinkel kann einen Bereich von 0-719 Grad für einen Viertaktmotor aufweisen.
Der Wert des auf der Motorposition basierenden Aufladespannungsaddierers (Vpos) kann in Abhängigkeit von dem Kurbelwellenwinkel, bei dem der Motor stoppt, zunehmen und abnehmen. Wenn beispielsweise der Motor ein Einzylindermotor ist und der Motor nahe dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts des Zylinders stoppt, kann das erwartete Anlassdrehmoment zum Starten der Motordrehung höher sein, da der Zylinder eine Luftladung komprimiert. Wenn jedoch der Motor nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts und während eines Arbeitstakts gestoppt wird, kann das erwartete Anlassdrehmoment geringer sein, da sich der Zylinder ausdehnt, abhängig von dem Zeitraum, in dem sich der Motor nicht gedreht hat. 6 zeigt ein Beispiel für eine DC-DC-Spannungsanhebung in Abhängigkeit von einer jüngsten Motorstoppposition oder einem jüngsten Kurbelwellenwinkel. Das Verfahren 500 bestimmt die Motorstoppposition basierend auf der Einstellung der Aufladespannung durch Indexieren oder Referenzieren einer Tabelle oder Funktion und geht zu 512 über.
Bei 512 stellt das Verfahren 500 eine Aufladespannung des DC-DC-Wandlers gemäß einer Motorzylinderkopftemperatur ein. Insbesondere stellt das Verfahren 500 einen Aufladebetrag, der dem Niederspannungsbus über den DC-DC-Wandler bereitgestellt wird, in Abhängigkeit von der aktuellen Motorzylinderkopftemperatur ein. Die Motorzylinderkopftemperatur kann einen Drehmomentbetrag angeben, der zum Drehen eines Motors erforderlich ist. Bei einigen Motoren können höhere Zylinderkopftemperaturen angeben, dass ein größerer Drehmomentbetrag erforderlich sein kann, um den Motor mit einer angeforderten Motoranlassdrehzahl zu drehen. Niedrigere Zylinderkopftemperaturen können angeben, dass ein reduzierter Drehmomentbetrag erforderlich ist, um den Motor mit der angeforderten Motoranlassdrehzahl zu drehen. 6 zeigt ein Beispiel für eine DC-DC-Spannungsanhebung in Abhängigkeit von der Motorzylinderkopftemperatur. Das Verfahren 500 bestimmt die Aufladespannung Vcyl für die aktuelle Motorzylinderkopftemperatur durch Referenzieren einer Tabelle oder Funktion, die im Speicher gespeichert ist, und geht zu 514 über.
Bei 514 stellt das Verfahren 500 eine Aufladespannung des DC-DC-Wandlers gemäß einer Motoröltemperatur und einer Wicklungstemperatur der elektrischen Maschine ein. Insbesondere stellt das Verfahren 500 einen Aufladebetrag, der über den DC-DC-Wandler dem Niederspannungsbus bereitgestellt wird, in Abhängigkeit von der aktuellen Motoröltemperatur und der Wicklungstemperatur der elektrischen Maschine ein. Die Motoröltemperatur kann einen Drehmomentbetrag angeben, der zum Drehen eines Motors erforderlich ist. Bei einigen Motoren können höhere Motoröltemperaturen angeben, dass ein größerer Drehmomentbetrag erforderlich sein kann, um den Motor mit einer angeforderten Motoranlassdrehzahl zu drehen. Niedrigere Motoröltemperaturen können angeben, dass ein reduzierter Drehmomentbetrag erforderlich ist, um den Motor mit der angeforderten Motoranlassdrehzahl zu drehen. 6 zeigt ein Beispiel für eine DC-DC-Spannungsanhebung in Abhängigkeit von der Motoröltemperatur. Das Verfahren 500 referenziert oder indiziert eine Tabelle oder Funktion, die im Speicher gespeichert ist, um die Aufladespannung Voil für die aktuelle Motoröltemperatur zu bestimmen.
Höhere Wicklungstemperaturen der elektrischen Maschine können einen hohen Wicklungswiderstand angeben und ein höherer Wicklungswiderstand kann zu einem geringeren Stromfluss durch die elektrische Maschine führen. Ein geringerer Stromfluss durch die elektrische Maschine kann die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine reduzieren, wodurch die Motoranlassdrehzahl reduziert wird. Das Verfahren 500 bestimmt die Aufladespannung Vwin für die aktuelle Wicklungstemperatur der elektrischen Maschine und geht zu 516 über.
Bei 516 summiert das Verfahren 500 alle Aufladespannungen und gibt die Aufladespannung über den DC-DC-Wandler an den Niederspannungsbus aus, um die Spannung des Niederspannungsbusses zu erhöhen. In einem Beispiel besteht die Aufladespannung des DC-DC-Wandlers aus einer Basisspannung (z. B. 12 VDC) und einer Vielzahl von Addiererspannungen, die wie folgt ausgedrückt werden können: $V b o o s t = V b a s e + V p o s + V c y l + V o i l + V w i n + V n$
wobei Vboost eine Variable ist, die die endgültige Aufladespannung darstellt, die von dem DC-DC-Wandler an den Niederspannungsbus ausgegeben wird, Vbase eine Variable ist, die eine Basisaufladespannung (z. B. 12 VDC) darstellt, Vpos eine Variable ist, die einen auf der Motorposition basierenden Aufladespannungsaddierer darstellt, Vcyl eine Variable ist, die einen auf der Motorzylindertemperatur basierenden Aufladespannungsaddierer darstellt, Voil eine Variable ist, die einen auf der Motoröltemperatur basierenden Aufladespannungsaddierer darstellt, Vwin eine Variable ist, die einen auf der Wicklungstemperatur der elektrischen Maschine basierenden Aufladespannungsaddierer darstellt, und Vn eine Variable ist, die einen auf der Motordrehzahl basierenden Aufladespannungsaddierer darstellt.
Wenn sich alle anderen Aufladespannungsaddiererwerte als Vbase zu null addieren, kann der DC-DC-Wandler keine Aufladespannung ausgeben. Die Aufladespannung kann an den Niederspannungsbus ausgegeben werden, bevor der Motor gedreht wird und während der Motor gestoppt wird, sodass der BISG oder Anlasser für den frühen Abschnitt der Motoranlasssequenz der Aufladespannung ausgesetzt ist. Somit kann die Drehmomentausgabe über den BISG oder den Anlasser während der Motoranlasssequenz einheitlich sein, sodass Motordrehzahlabweichungen während des Motoranlassens minimiert werden können, was die Kundenzufriedenheit verbessert. Alternativ dazu kann das Verfahren 500 die Aufladespannung zum selben Zeitpunkt, an dem das Motoranlassen beginnt, oder kurz danach ausgeben, um die Möglichkeit des Verzögerns des Motoranlassens zu vermeiden. Einige Kunden bevorzugen möglicherweise eine schnelle Reaktion auf eine Motorstartanforderung, und das gleichzeitige Anlassen des Motors und Anheben der Spannung des Niederspannungsbusses kann ihre Produktzufriedenheit erhöhen. Das Verfahren 500 versucht, den Motor mit einer angeforderten Motoranlassdrehzahl zu drehen, indem die Aufladespannung an den Niederspannungsbus angelegt wird und der Motor über eine elektrische Maschine gedreht wird, die von dem Niederspannungsbus mit Leistung versorgt wird. Das Verfahren 500 führt dem Motor auch Funken und Kraftstoff zu, um den Motor zu starten. Das Verfahren 500 geht zu 518 über.
Bei 518 beurteilt das Verfahren 500, ob der Motor gestartet ist. In einem Beispiel kann das Verfahren 500 beurteilen, dass der Motor gestartet wird, wenn eine Drehzahl des Motors die Motorleerlaufdrehzahl (z.B. 600 U/min) erreicht. Falls das Verfahren 500 beurteilt, dass der Motor gestartet wurde, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 500 geht zu 522 über. Zusätzlich kann das Verfahren 500 zu 522 übergehen, wenn der Motor für einen Schwellenwertzeitraum ohne Starten des Motors angelassen wurde. Wenn das Verfahren 500 beurteilt, dass der Motor nicht gestartet wurde, lautet die Antwort Nein und das Verfahren 500 geht zu 520 über.
Bei 520 stellt das Verfahren 500 eine Aufladespannung des DC-DC-Wandlers gemäß einer Motordrehzahl ein. Das Verfahren 500 stellt einen Aufladebetrag, der dem Niederspannungsbus über den DC-DC-Wandler bereitgestellt wird, in Abhängigkeit von der aktuellen Motordrehzahl ein, während der Motor über den BISG oder den Anlasser angelassen wird. Wenn die Motordrehzahl geringer als die angeforderte Motoranlassdrehzahl ist, kann dies angeben, dass der BISG oder Anlasser ein Drehmoment ausgibt, das niedriger ist als erwartet. Dementsprechend kann, wenn die Motordrehzahl geringer als eine angeforderte Motoranlassdrehzahl ist, die Aufladespannung des DC-DC-Wandlers erhöht werden, um die Motoranlassdrehzahl zu erhöhen. Zusätzlich kann das Verfahren 500 Aufladespannungsfunktionen einstellen, wie in 6 gezeigt, die in einem Steuerungsspeicher gespeichert werden können, wenn die Motordrehzahl geringer als eine angeforderte Motoranlassdrehzahl ist, nachdem eine Aufladespannung an den Niederspannungsbus angelegt wurde. Auf diese Weise können die in 6 gezeigten Funktionen angepasst werden, um das Anlassen des Motors zu verbessern. Ferner kann, sobald der Motor die angeforderte Motoranlassdrehzahl erreicht, die DC-DC-Wandler-Spannungsanhebung Vpos auf null reduziert werden, um Energie zu sparen. Das Verfahren 500 kehrt zu 518 zurück.
Bei 522 deaktiviert das Verfahren 500 die Aufladespannung von dem DC-DC-Wandler (reduziert z. B. die Aufladespannung auf null) und führt dem Niederspannungsbus über den BISG Ladung zu. Anders ausgedrückt wechselt der BISG vom Betrieb als Elektromotor zum Betrieb als Generator. Das Verfahren 500 schließt zudem den Trennschalter, sodass die Hilfsspeichervorrichtung für elektrische Energie über den BISG geladen werden kann. Das Verfahren 500 geht zum Ende über.
Bei 530 beurteilt das Verfahren 500, ob ein Motorstopp angefordert wurde. Ein Motorstopp kann über einen Menschen, eine Steuerung oder über einen autonomen Fahrer angefordert werden. Wenn das Verfahren 500 beurteilt, dass ein Motorstopp angefordert wurde, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 500 geht zu 532 über. Ansonsten lautet die Antwort Nein und das Verfahren 500 geht zu 540 über.
Bei 532 öffnet das Verfahren 500 den Trennschalter, sodass eine Hilfsbatterie und elektrische Nebenverbraucher während einer nächsten Motorstartsequenz keine Ladung vom BISG empfangen können. Das Verfahren 500 geht zu 534 über.
Bei 534 stoppt das Verfahren 500 die Motordrehung, indem es die Kraftstoff- und Funkenabgabe an den Motor beendet. Das Verfahren 500 geht zum Ende über.
Bei 540 führt das Verfahren 500 dem Niederspannungsbus über den BISG elektrische Ladung zu, um elektrische Vorrichtungen mit Leistung zu versorgen, die elektrisch an den Niederspannungsbus gekoppelt sind, und um Speichervorrichtungen für elektrische Energie zu laden, die elektrisch an den Niederspannungsbus gekoppelt sind. Das Verfahren 500 geht zum Ende über.
Somit stellt das Verfahren aus 5 ein Fahrzeugbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Einstellen einer Ausgangsspannung eines DC-DC-Wandlers, der direkt an einen Niederspannungsbus gekoppelt ist, als Reaktion auf eine Drehzahl eines Motors während des Motoranlassens über eine Steuerung; und Anlassen des Motors über eine elektrische Maschine, wobei die elektrische Maschine direkt an den Niederspannungsbus gekoppelt ist. Das Verfahren beinhaltet, dass der DC-DC-Wandler dem Niederspannungsbus elektrische Ladung von einem Hochspannungsbus zuführt. Das Verfahren umfasst ferner Reduzieren der Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl über einer Schwellendrehzahl liegt. Das Verfahren umfasst ferner Schließen eines Trennschalters, der an den Niederspannungsbus gekoppelt ist, als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl über der Schwellendrehzahl liegt. Das Verfahren umfasst ferner Einstellen der Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers als Reaktion auf eine Motortemperatur, während der Motor gestoppt ist. Das Verfahren beinhaltet, dass die Motortemperatur eine Zylinderkopftemperatur ist. Das Verfahren beinhaltet, dass die Motortemperatur eine Motoröltemperatur ist.
Das Verfahren aus 5 stellt auch ein Fahrzeugbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Einstellen einer Ausgangsspannung eines DC-DC-Wandlers, der direkt an einen Niederspannungsbus gekoppelt ist, als Reaktion auf eine Temperatur eines Motors, während ein Motor sich nicht dreht, über eine Steuerung; und Anlassen des Motors nach Einstellen der Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers über eine elektrische Maschine, wobei die elektrische Maschine direkt an den Niederspannungsbus gekoppelt ist. Das Verfahren beinhaltet, dass das Einstellen der Ausgangsspannung Einstellen der Ausgangsspannung auf eine erste Spannung als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Motors über einer Schwellentemperatur liegt, und Einstellen der Ausgangsspannung auf eine zweite Spannung als Reaktion darauf, dass die Temperatur unter der Schwellentemperatur liegt, beinhaltet, wobei die erste Spannung größer als die zweite Spannung ist. Das Verfahren umfasst ferner Einstellen der Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers als Reaktion auf die Temperatur des Motors, während sich der Motor dreht. Das Verfahren beinhaltet, dass die Temperatur eine Motoröltemperatur ist. Das Verfahren beinhaltet, dass die Temperatur eine Zylinderkopftemperatur ist. Das Verfahren umfasst ferner Beenden des Einstellens der Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers als Reaktion auf die Temperatur des Motors, wenn die Motordrehzahl über einer Schwellendrehzahl liegt.
Unter Bezugnahme auf 6 sind fünf Verläufe gezeigt. Die fünf Verläufe stellen beispielhafte Beziehungen oder Übertragungsfunktionen dar, die im Nurlesespeicher der Steuerung oder im Direktzugriffsspeicher der Steuerung gespeichert sein können. Die in 6 gezeigten Funktionen sind bereitgestellt, um einfach die Beziehungen zwischen Variablen zu zeigen, und sollen den Umfang dieser Offenbarung nicht einschränken. Zusätzlich können die in 6 gezeigten Beziehungen für verschiedene Motoren und BISG unterschiedlich sein.
Der erste Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf einer DC-DC-Wandler-Spannungsanhebungsaddierfunktion, die einen Wert von Vcyl zurückgibt, wenn die Funktion über die Motorzylinderkopftemperatur referenziert wird. Die vertikale Achse stellt die Variable Vcyl dar und der Vcyl-Wert nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Motorzylinderkopftemperatur dar, und die Zylinderkopftemperatur nimmt in der Richtung des Pfeils der horizontalen Achse zu. Die Linie 602 stellt eine Beziehung zwischen einem DC-DC-Spannungsanhebungsaddierer Vcyl und der Motorzylinderkopftemperatur dar. In diesem Beispiel steigt der Vcyl-Wert, wenn die Zylinderkopftemperatur zunimmt, und dann pendelt sich Vcyl bei höheren Zylinderkopftemperaturen ein. Somit wird für dieses Beispiel der Spannungsanhebungsaddierer bei höheren Zylinderkopftemperaturen erhöht, sodass die BISG-Drehmomentausgabe für höhere Zylinderkopftemperaturen erhöht werden kann. Das Drehmoment zum Anlassen des Motors, wenn die Zylinderkopftemperatur des Motors höher ist, kann zunehmen. Somit stellt die Beziehung 602 eine Erhöhung der Aufladespannung bereit, die die Möglichkeit verbessern kann, dass die Motoranlassdrehzahl mit einer angeforderten Motoranlassdrehzahl übereinstimmt, selbst wenn die Motorzylinderkopftemperatur variiert. Die Beziehung 602 kann durch Stoppen eines Motors mit unterschiedlichen Motorzylinderkopftemperaturen und Einstellen der DC-DC-Wandler-Ausgangsspannung für die unterschiedlichen Zylinderkopftemperaturen und Aufzeichnen von DC-DC-Wandler-Ausgangsspannungen, die den BISG dazu veranlassen, den Motor mit einer angeforderten Motoranlassdrehzahl zu drehen, bestimmt werden.
Der zweite Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf einer DC-DC-Wandler-Spannungsanhebungsaddierfunktion, die einen Wert von Voil zurückgibt, wenn die Funktion über die Motoröltemperatur referenziert wird. Die vertikale Achse stellt die Variable Voil dar und der Voil-Wert nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Motoröltemperatur dar und die Motoröltemperatur nimmt in Richtung des Pfeils der horizontalen Achse zu. Die Linie 604 stellt eine Beziehung zwischen einem DC-DC-Spannungsanhebungsaddierer Voil und der Motoröltemperatur dar. In diesem Beispiel steigt der Voil-Wert, wenn die Motoröltemperatur zunimmt, und dann pendelt sich Voil bei höheren Motoröltemperaturen ein. Somit wird für dieses Beispiel der Spannungsanhebungsaddierer bei höheren Motoröltemperaturen erhöht, sodass die BISG-Drehmomentausgabe für höhere Motoröltemperaturen erhöht werden kann. Das Drehmoment zum Anlassen des Motors, wenn die Motoröltemperatur höher ist, kann zunehmen. Somit stellt die Beziehung 604 eine Erhöhung der Aufladespannung bereit, die die Möglichkeit verbessern kann, dass die Motoranlassdrehzahl mit einer angeforderten Motoranlassdrehzahl übereinstimmt, selbst wenn die Motoröltemperatur variiert. Die Beziehung 604 kann durch Stoppen eines Motors mit unterschiedlichen Motoröltemperaturen und Einstellen der DC-DC-Wandler-Ausgangsspannung für die unterschiedlichen Öltemperaturen und Aufzeichnen von DC-DC-Wandler-Ausgangsspannungen, die den BISG dazu veranlassen, den Motor mit einer angeforderten Motoranlassdrehzahl zu drehen, bestimmt werden.
Der dritte Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf einer DC-DC-Wandler-Spannungsanhebungsaddierfunktion, die einen Wert von Vwin zurückgibt, wenn die Funktion über die BISG-Wicklungstemperatur referenziert wird. Die vertikale Achse stellt die Variable Vwin dar und der Vwin-Wert nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die BISG-Wicklungstemperatur dar und die BISG-Wicklungstemperatur nimmt in Richtung des Pfeils der horizontalen Achse zu. Die Linie 606 stellt eine Beziehung zwischen einem DC-DC-Spannungsanhebungsaddierer Vwin und der BISG-Wicklungstemperatur dar. In diesem Beispiel steigt der Vwin-Wert, wenn die BISG-Wicklungstemperatur zunimmt, und dann pendelt sich Vwin bei höheren BISG-Wicklungstemperaturen ein. Somit wird für dieses Beispiel der Spannungsanhebungsaddierer bei höheren BISG-Wicklungstemperaturen erhöht, sodass die BISG-Drehmomentausgabe für höhere BISG-Wicklungstemperaturen erhöht werden kann. Das Drehmoment zum Anlassen des Motors, wenn die BISG-Wicklungstemperatur höher ist, kann zunehmen. Somit stellt die Beziehung 606 eine Erhöhung der Aufladespannung bereit, die die Möglichkeit verbessern kann, dass die Motoranlassdrehzahl mit einer angeforderten Motoranlassdrehzahl übereinstimmt, selbst wenn die BISG-Wicklungtemperatur variiert. Die Beziehung 606 kann durch Stoppen eines Motors mit unterschiedlichen BISG-Wicklungstemperaturen und Einstellen der DC-DC-Wandler-Ausgangsspannung für die unterschiedlichen BISG-Wicklungstemperaturen und Aufzeichnen von DC-DC-Wandler-Ausgangsspannungen, die den BISG dazu veranlassen, den Motor mit einer angeforderten Motoranlassdrehzahl zu drehen, bestimmt werden.
Der vierte Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf einer DC-DC-Wandler-Spannungsanhebungsaddierfunktion, die einen Wert von Vn zurückgibt, wenn die Funktion über die Motordrehzahl referenziert wird. Die vertikale Achse stellt die Variable Vn dar und der Vn-Wert nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Motordrehzahl dar und die Motordrehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der horizontalen Achse zu. Die Linie 608 stellt eine Beziehung zwischen einem DC-DC-Spannungsanhebungsaddierer Vn und der Motordrehzahl dar. In diesem Beispiel nimmt der Wert von Vn ab, wenn sich die Motordrehzahl in Richtung einer angeforderten Motoranlassdrehzahl erhöht. Die angeforderte Motoranlassdrehzahl wird über die vertikale Linie 650 angegeben. Der Wert von Vn wird auf null reduziert, wenn die Motoranlassdrehzahl gleich der angeforderten Motoranlassdrehzahl ist. Dementsprechend ist der Spannungsanhebungsaddierer für dieses Beispiel bei niedrigeren Motoranlassdrehzahlen größer und niedriger, wenn die Motoranlassdrehzahl gleich der angeforderten Motoranlassdrehzahl ist. Somit stellt die Beziehung 608 eine Erhöhung der Aufladespannung bereit, die die Möglichkeit verbessern kann, dass die Motoranlassdrehzahl mit einer angeforderten Motoranlassdrehzahl übereinstimmt, selbst wenn die Motoranlassdrehzahl variiert. Die Beziehung 608 kann durch Drehen des Motors über den BISG mit unterschiedlichen Spannungseingangsniveaus zum BISG und Einstellen der DC-DC-Wandler-Ausgangsspannung bestimmt werden, bis sich der Motor mit der angeforderten Anlassdrehzahl dreht. Optional kann eine Proportional-/Integralsteuerung die DC-DC-Wandler-Ausgangsspannung in Abhängigkeit von einem Motordrehzahlfehler zwischen einer angeforderten Motoranlassdrehzahl und einer tatsächlichen Motoranlassdrehzahl einstellen.
Der fünfte Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf einer DC-DC-Wandler-Spannungsanhebungsaddierfunktion, die einen Wert von Vpos zurückgibt, wenn die Funktion über eine jüngste Motorstoppposition (z. B. Kurbelwellenwinkel) referenziert wird. Die vertikale Achse stellt die Variable Vpos dar und der Vpos-Wert nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die jüngste Motorstoppposition dar und die Motorstoppposition ist relativ zum oberen Totpunkt des Verdichtungstakts eines Motorzylinders gezeigt; jedoch kann die Motorstoppposition bei Bedarf auf andere Motorpositionen bezogen werden. Die Linie 610 stellt eine Beziehung zwischen einem DC-DC-Spannungsanhebungsaddierer Vpos und einer jüngsten Motorstoppposition dar. In diesem Beispiel erhöht sich der Wert von Vpos, wenn sich die Motorstoppposition dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts des Referenzzylinders (z. B. Zylinder Nummer eins) nähert, und Vpos nimmt ab, wenn sich die Motorstoppposition nach dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts des Referenzzylinders befindet. Die vertikale Linie 652 stellt den oberen Totpunkt des Verdichtungstakts für den Referenzzylinder dar. Somit wird für dieses Beispiel der Spannungsanhebungsaddierer erhöht, wenn sich die Motorstoppposition dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts des Referenzzylinders nähert, sodass die BISG-Drehmomentausgabe erhöht werden kann, wenn höhere Drücke in den Motorzylindern erwartet werden können. Somit stellt die Beziehung 610 eine Erhöhung der Aufladespannung bereit, die die Möglichkeit verbessern kann, dass die Motoranlassdrehzahl mit einer angeforderten Motoranlassdrehzahl übereinstimmt, selbst wenn eine jüngste Motorstoppposition variiert. Die Beziehung 610 kann durch Stoppen eines Motors mit unterschiedlichen Motorkurbelwellenwinkeln und Einstellen der DC-DC-Wandler-Ausgangsspannung für die unterschiedlichen Kurbelwellenwinkel und Aufzeichnen von DC-DC-Wandler-Ausgangsspannungen, die den BISG dazu veranlassen, den Motor mit einer angeforderten Motoranlassdrehzahl zu drehen, bestimmt werden.
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 nicht transitorischem Speicher gespeichert sein 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 Programme 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 dargestellten Reihenfolge 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 erzielen, sondern zur Vereinfachung 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 zumindest ein Teil der beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen graphisch Code darstellen, der in einen nichttransitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Steuersystem programmiert werden soll. Die Steuerhandlungen können zudem den Betriebszustand von einem oder mehreren Sensoren oder Betätigungselementen in der physischen Welt umwandeln, 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 werden viele Änderungen und Modifikationen vergegenwärtigt, ohne vom Geist und vom Schutzumfang 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.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, umfassend: Einstellen einer Ausgangsspannung eines direkt an einen Niederspannungsbus gekoppelten DC-DC-Wandlers als Reaktion auf eine Drehzahl eines Motors während des Motoranlassens über eine Steuerung; und Anlassen des Motors über eine elektrische Maschine, wobei die elektrische Maschine direkt an den Niederspannungsbus gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der DC-DC-Wandler dem Niederspannungsbus elektrische Ladung von einem Hochspannungsbus zuführt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Reduzieren der Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl über einer Schwellendrehzahl liegt.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend Schließen eines Trennschalters, der an den Niederspannungsbus gekoppelt ist, als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl über einer Schwellendrehzahl liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Einstellen der Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers als Reaktion auf eine Motortemperatur, während der Motor gestoppt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Motortemperatur eine Zylinderkopftemperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Motortemperatur eine Motoröltemperatur ist.
Elektrisches Fahrzeugleistungssystem, Folgendes umfassend: eine Speichervorrichtung für elektrische Hochspannungsenergie, die elektrisch an einen Hochspannungsbus gekoppelt ist; eine Speichervorrichtung für elektrische Niederspannungsenergie, die elektrisch an einen Niederspannungsbus gekoppelt ist; einen DC-DC-Wandler, der elektrisch an den Hochspannungsbus und den Niederspannungsbus gekoppelt ist; eine zweite Speichervorrichtung für elektrische Niederspannungsenergie, die über einen Trennschalter selektiv an den Niederspannungsbus gekoppelt ist und über eine Diode von dem Niederspannungsbus gepuffert ist; und eine Steuerung, die in einem nicht transitorischen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, welche die Steuerung dazu veranlassen, eine Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers als Reaktion of eine Motorstoppposition einzustellen.
Elektrisches Fahrzeugleistungssystem nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche ausführbare Anweisungen zum Erhöhen der Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers als Reaktion darauf, dass sich eine Stoppposition eines Kolbens eines Zylinders innerhalb eines Schwellenkurbelwellenwinkels des oberen Totpunkts des Verdichtungstakts des Zylinders befindet.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 8, wobei die Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers an den Niederspannungsbus angelegt wird.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 8, wobei die Ausgangsspannung eingestellt wird, wenn der Motor gestoppt ist.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 8, wobei die Ausgangsspannung während des Motoranlassens eingestellt wird.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Anlassen des Motors über einen riemenintegrierten Startergenerator (BISG) und elektrische Leistung, die über den Niederspannungsbus bereitgestellt wird.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 13, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Einstellen der Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers als Reaktion auf eine Temperatur des BISG.