DE102021124820A1

DE102021124820A1 - Verfahren und system zum auswählen einer motorstartvorrichtung

Info

Publication number: DE102021124820A1
Application number: DE102021124820.5A
Authority: DE
Inventors: Jason Meyer; Jeffrey A. Doering; Kevin R. Ruybal
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2021-09-26
Publication date: 2022-03-31
Also published as: US20220097677A1; CN114320698A; US11351984B2

Abstract

Diese Offenbarung stellt Verfahren und ein System zum Auswählen einer Motorstartvorrichtung bereit. Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, das eine Brennkraftmaschine beinhaltet, die automatisch gestoppt und gestartet werden kann, beschrieben. In einem Beispiel beruht die Auswahl einer Motorstartvorrichtung auf einem Wert einer Motorstartdrehmomentreserve. Die Motorstartdrehmomentreserve kann dynamisch so eingestellt werden, dass die Lebensdauer von Motorstartvorrichtungen Erwartungen erfüllen kann.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Beschreibung betrifft Verfahren und ein System zum Starten einer Brennkraftmaschine. Die Verfahren und Systeme stellen eine sich dynamisch ändernde Drehmomentreserve und ein dynamisches Einstellen des Drehmomentbedarfniveaus, das einen Motorstart auslöst, für eine Kraftübertragungsausrückkupplung und eine elektrische Maschine, die zum Starten der Brennkraftmaschine verwendet wird, bereit.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Fahrzeug kann eine Brennkraftmaschine und eine oder mehrere elektrische Maschinen beinhalten, die einer Kraftübertragung Drehmoment bereitstellen können. Die eine oder die mehreren elektrischen Maschinen können zum Bereitstellen von Antriebskraft zum Antreiben des Fahrzeugs konfiguriert sein. Zusätzlich können die eine oder die mehreren elektrischen Maschinen von Zeit zu Zeit aufgefordert werden, den Motor zu starten, nachdem der Motor automatisch gestoppt oder über eine spezielle Anforderung gestoppt wurde, die über einen menschlichen Fahrer gestellt wird. Da die eine oder mehreren elektrischen Maschinen über begrenzte Ausgabedrehmomentkapazität verfügen, kann es wünschenswert sein, eine Möglichkeit zum Verwalten des Drehmoments der elektrischen Maschinen bereitzustellen, um sicherzustellen, dass die elektrische Maschine über Drehmomentkapazität zum Starten des Motors verfügt, wenn sich der Motor in einem gestoppten Zustand befindet.
KURZDARSTELLUNG
Die Erfinder haben ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, das eine Brennkraftmaschine beinhaltet, die automatisch gestoppt und gestartet werden kann, entwickelt. In einem Beispiel beruht die Auswahl einer Motorstartvorrichtung auf einem Wert einer Motorstartdrehmomentreserve. Die Motorstartdrehmomentreserve kann dynamisch so eingestellt werden, dass die Lebensdauer von Motorstartvorrichtungen Erwartungen erfüllen kann.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung ausführlicher beschrieben werden. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile überwinden.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine;
2 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Kraftübertragung oder eines beispielhaften Antriebsstrangs eines Fahrzeugs, die/der die in 1 gezeigte Brennkraftmaschine beinhaltet;
3A zeigt eine beispielhafte Funktion, die einen Schwellenwert für einen Drehmomentpuffer einer Kraftübertragungsausrückkupplung zurückgibt;
3B zeigt beispielhafte Schwellenwertniveaus zum Bestimmen, welche elektrische Vorrichtung das Starten des Motors unterstützen soll;
die 4A und 4B zeigen ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Bestimmen einer Drehmomentreserve zum Starten des Motors;
die 5A und 5B zeigen ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Starten eines Motors; und
6 zeigt eine beispielhafte Sequenz, in der eine Motorstartvorrichtungsauswahl durchgeführt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Beschreibung betrifft das Bestimmen einer Motorstartdrehmomentreserve zum Starten einer Brennkraftmaschine über eine elektrische Maschine. Die Motorstartdrehmomentreserve kann gemäß Fahrzeugbetriebsbedingungen, wie etwa einer tatsächlichen kumulativen Gesamtanzahl an Motorstarts, bei denen ein Schwungradanlasser einen Motor anlässt, und anderen Fahrzeugbetriebsbedingungen, dynamisch eingestellt werden. Zum Beispiel kann die Motorstartdrehmomentreserve zunehmen, wenn die tatsächliche kumulative Gesamtanzahl an Motorstarts von einem Wert von null auf einen Wert von tausend zunimmt, während ein Fahrzeug altert. Zusätzlich kann der Motor gemäß einem Dringlichkeitsniveau für den Motorstart, das anhand von Fahrzeugbetriebsbedingungen bestimmt wird, automatisch gestartet werden. Bei Motorstarts mit geringer Dringlichkeit kann der Motor so gestartet werden, dass die Energie zum Starten des Motors im Vergleich zu Motorstarts, die der Bestimmung nach eine mittlere oder hohe Dringlichkeit aufweisen, reduziert sein kann. Bei Motorstarts mit hoher Dringlichkeit kann die maximale Drehmomentkapazität der elektrischen Maschine und des Motors angefordert werden, damit das Fahrerbedarfsdrehmoment innerhalb eines angemessenen Zeitraums erfüllt werden kann. Der Motor und die Kraftübertragung können von den in den 1 und 2 gezeigten Arten sein. Die Motorstartdrehmomentreserve kann eine Funktion sein, wie sie in 3A gezeigt ist. Zusätzlich kann die Motorstartdrehmomentreserve auf Drehmomentschwellenwerten des Schwungrads und der Ausrückkupplung beruhen, wie in 3B gezeigt. Die Kraftübertragung kann gemäß den Verfahren aus den 4A-5B betrieben werden. Eine Sequenz, die eine Auswahl einer elektrischen Vorrichtung zum Starten eines Motors zeigt, ist in 6 gezeigt.
Ein Fahrzeug kann eine Brennkraftmaschine beinhalten, die über zwei unterschiedliche elektrische Maschinen angelassen und gestartet werden kann. Eine der elektrischen Maschinen kann ein Schwungradanlasser sein, während die andere elektrische Maschine ein in die Kraftübertragung integrierter Startergenerator (ISG) sein kann. Unter Umständen ist es nicht wünschenswert, dass eine Motorstartvorrichtung während aller Fahrzeugbetriebsbedingungen den Motor anlässt und startet, es ist jedoch unter Umständen nicht deutlich, ob während bestimmter Fahrzeugbetriebsbedingungen der Schwungradanlasser oder der ISG am besten zum Starten des Motors geeignet ist. Daher kann es wünschenswert sein, eine Möglichkeit zum Auswählen und Anwenden einer Motorstartvorrichtung aus einer Gruppe von Motorstartvorrichtungen bereitzustellen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die vorstehend erwähnten Probleme erkannt und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs entwickelt, das Folgendes umfasst: Einstellen einer Motorstartdrehmomentreserve über eine Steuerung als Reaktion auf eine tatsächliche kumulative Gesamtanzahl an Motorstarts, bei denen ein Schwungradanlasser einen Motor anlässt; und Starten des Motors über einen Schwungradanlasser oder über einen integrierten Startergenerator und eine Kraftübertragungsausrückkupplung als Reaktion auf die Motorstartdrehmomentreserve.
Durch dynamisches Einstellen einer Motorstartdrehmomentreserve kann es möglich sein, die technische Wirkung eines Beeinflussens, welche Motorstartvorrichtung während eines bestimmten Satzes von Fahrzeugbetriebsbedingungen zum Starten eines Motors ausgewählt wird, bereitzustellen. Der ISG kann unter Bedingungen nach häufiger Anwendung des Schwungradanlassers zum Starten des Motors zum Starten des Motors ausgewählt werden. Ferner kann die Motorstartdrehmomentreserve gemäß einem gegenwärtig eingerückten Getriebegang und einer Fahrzeuggeschwindigkeit so eingestellt werden, dass die ausgewählte Motorstartvorrichtung eine Drehmoment- oder Leistungsausgabekapazität zum Starten des Motors ohne Erzeugen eines Kraftübertragungsdrehmomentlochs (z. B. einer Reduzierung des Kraftübertragungsdrehmoments, die zu einer Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer Störung des Kraftübertragungsdrehmoments führen kann) aufweist.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz dazu beitragen, sicherzustellen, dass eine elektrische Maschine und eine Kraftübertragungsausrückkupplung ausreichend Drehmomentkapazität zum Erfüllen des Fahrerbedarfs und zum Starten eines Motors aufweisen. Ferner kann der Ansatz den Verschleiß von Motorstartvorrichtungen abgleichen. Zusätzlich kann der Ansatz die Auswahl der Motorstartvorrichtung von einer Motorstoppposition abhängig machen, damit die ausgewählte Motorstartvorrichtung den Motor auf eine erwartete 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.
Unter Bezugnahme auf 1 wird eine Brennkraftmaschine 10, die eine Vielzahl von Zylindern umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch eine elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Der Motor 10 besteht aus einem Zylinderkopf 35 und einem Zylinderblock 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 Schwungradanlasser 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 in dem vorderen Teil des Motors oder dem hinteren Teil 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 kommuniziert die Brennkammer 30 jeweils über ein Einlasstellerventil 52 bzw. Auslasstellerventil 54 mit einem Ansaugkrümmer 44 und einem Abgaskrümmer 48.
Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betrieben werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden. Eine Hubmenge und/oder eine Phase oder Position des Einlassventils 52 kann über eine Ventileinstellvorrichtung 59 in Bezug auf eine Position der Kurbelwelle 40 eingestellt werden. Eine Hubmenge und/oder eine Phase oder Position des Auslassventils 54 kann durch eine Ventileinstellvorrichtung 58 in Bezug auf eine Position der Kurbelwelle 40 eingestellt werden. Die Ventileinstellvorrichtungen 58 und 59 können elektromechanische Vorrichtungen, hydraulische Vorrichtungen oder mechanische Vorrichtungen sein. Die Steuerung 12 kann die Verdichtung im Zylinder 30 durch Öffnen eines Kompressionsentlastungsventils 79 während des Motorstarts reduzieren, um das Motoranlassdrehmoment zu reduzieren.
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 ablassen kann. Eine Temperatur des Öls im Kurbelgehäuse 39 kann über einen Temperatursensor 38 erfasst werden.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 ist der Darstellung nach derart positioniert, dass Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 eingespritzt wird, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 gibt proportional zur Impulsbreite der 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.
Des Weiteren kommuniziert der Ansaugkrümmer 44 der Darstellung nach mit einem Turboladerverdichter 162 und einem Motorlufteinlass 42. 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 Aufladekammer 45 kann als Drosseleinlassdruck bezeichnet werden, da sich der Einlass der Drossel 62 innerhalb der Aufladekammer 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 Verdichterrückführventil 47 kann selektiv auf eine Vielzahl von Positionen zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen eingestellt werden. Ein Wastegate 163 kann über die Steuerung 12 eingestellt werden, um zu ermöglichen, dass Abgase die Turbine 164 selektiv umgehen, um die Drehzahl des Verdichters 162 zu steuern. Ein Luftfilter 43 reinigt Luft, die in den Motorlufteinlass 42 einströmt.
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-(UEGO-)Sonde 126 stromaufwärts eines Katalysators 70 an den Abgaskrümmer 48 gekoppelt. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126 durch eine binäre Lambdasonde ersetzt werden.
Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorwabenkörper beinhalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen mit jeweils mehreren Wabenkörpern verwendet werden. Bei dem Katalysator 70 kann es sich in einem Beispiel um einen Dreiwegekatalysator handeln.
Die Steuerung 12 ist in 1 als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes beinhaltet: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 104, Festwertspeicher 106 (z. B. nichttransitorischen Speicher), Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Der Darstellung nach empfängt die Steuerung 12 zusätzlich zu den vorstehend erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren, zu denen Folgendes gehört: eine Zylinderkopftemperatur von einem an den Zylinderkopf 35 gekoppelten Temperatursensor 112; ein Positionssensor 134, der an ein Antriebspedal 130 gekoppelt ist, um eine durch einen menschlichen Fuß 132 aufgebrachte Kraft zu erfassen; ein Positionssensor 154, der an ein Bremspedal 150 gekoppelt ist, um eine durch den Fuß 152 aufgebrachte Kraft zu erfassen, eine Messung eines Motorkrümmerdrucks (MAP - manifold pressure) von einem Drucksensor 122, der an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist; ein Motorpositionssensor von einem Halleffektsensor 118, der eine Position der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung einer Luftmasse, die in den Motor einströmt, von einem Sensor 120; und eine Messung einer Drosselklappenposition von einem Sensor 68. Der Luftdruck kann ebenfalls 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 (U/min) bestimmt werden kann.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder in dem Motor 10 in der Regel 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, um so das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 zu erhöhen. Die Position, auf 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 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 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 in der Regel als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem nachfolgend 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, gezündet, was zur Verbrennung führt.
Während des Arbeitstaktes 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 Ausstoßtaktes das Auslassventil 54, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 48 abzugeben und kehrt der Kolben zum OT zurück. Es ist zu beachten, dass das Vorangehende 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. Der Darstellung nach beinhaltet 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. Die Steuerungen können über ein Controller Area Network (CAN) 299 kommunizieren. Jede der Steuerungen kann anderen Steuerungen Informationen bereitstellen, wie etwa Leistungsausgabebeschränkungen (z. B. nicht zu überschreitende Leistungsausgabe der Vorrichtung oder Komponente, die gesteuert wird), Leistungseingabebeschränkungen (z. B. nicht zu überschreitende Leistungseingabe der Vorrichtung oder Komponente, die gesteuert wird), Leistungsausgabe 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 erreichen.
Beispielsweise kann die Fahrzeugsystemsteuerung 255 als Reaktion darauf, dass ein Fahrer ein Antriebspedal freigibt, sowie auf die Fahrzeuggeschwindigkeit eine gewünschte Radleistung oder ein Radleistungsniveau, das eine gewünschte Rate der Fahrzeuggeschwindigkeitsreduzierung bereitstellt, anfordern. 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 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 abbremsen. Durch positive Leistung können die Drehzahl der Kraftübertragung und die Raddrehung beibehalten oder beschleunigt werden.
Die Fahrzeugsteuerung 255 und/oder die Motorsteuerung 12 können außerdem Eingaben von einer Mensch-Maschine-Schnittstelle 256 und Verkehrsbedingungen (z. B. Verkehrsampelstatus, Entfernung zu Objekten usw.) von Sensoren 257 (z. B. Kameras, LIDAR, RADAR usw.) empfangen. In einem Beispiel kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle 256 eine Berührungseingabenanzeigetafel sein. Alternativ kann es sich bei der Mensch-Maschine-Schnittstelle 256 um einen Schlüsselschalter oder eine andere bekannte Art von Mensch-Maschine-Schnittstelle handeln. 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 ein Verhindern einer Bewegung der Räder 216, wenn ein externer Verbraucher 297 elektrischer Leistung an das Fahrzeug 255 gekoppelt ist, außer Kraft setzen. Zudem 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 von Vorrichtungen des Antriebsstrangs anders aufgeteilt sein, als in 2 gezeigt ist. Beispielsweise kann eine einzige Steuerung an die Stelle der Fahrzeugsystemsteuerung 255, der Motorsteuerung 12, der Steuerung 252 der elektrischen Maschine, der Getriebesteuerung 254 und der Bremssteuerung 250 treten. Alternativ können die Fahrzeugsystemsteuerung 255 und die Motorsteuerung 12 eine einzelne Einheit sein, während die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 250 eigenständige Steuerungen sind.
In diesem Beispiel kann der Antriebsstrang 200 durch den Motor 10 und die elektrische Maschine 240 mit Leistung versorgt werden. In anderen Beispielen kann der Motor 10 weggelassen werden. Der Motor 10 kann mit einem Motorstartsystem, das in 1 gezeigt ist, über einen riemengetriebenen integrierten Startergenerator (belt integrated starter/generator - BISG) 219 oder über einen in die Kraftübertragung integrierten Startergenerator (ISG) 240, der auch als integrierter Startergenerator bekannt ist, gestartet werden. Eine Temperatur der BISG-Wicklungen kann über einen BISG-Wicklungstemperatursensor 203 bestimmt werden. Der Kraftübertragungs-ISG 240 (z. B. eine 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 Kraftstoffeinspritzvorrichtung, eine Drossel usw., eingestellt werden.
Der BISG 219 ist über einen 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 einen Niederspannungsbus 273 und/oder eine 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. Ein bidirektionaler DC/DC-Wandler 281 kann elektrische Energie von einem Hochspannungsbus 274 an einen Niederspannungsbus 273 übertragen oder umgekehrt. Die Niederspannungsbatterie 280 ist elektrisch 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 Anlassermotor 96 und/oder dem BISG 219 selektiv elektrische Energie zuführen.
Eine Motorausgabeleistung kann durch ein Zweimassenschwungrad 215 an eine erste oder stromaufwärtige Seite einer Antriebsstrangausrückkupplung 235 übertragen werden. Die Ausrückkupplung 236 wird hydraulisch betätigt und der Hydraulikdruck in der Kraftübertragungsausdrückkupplung 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 eine ISG-Eingangswelle 237 gekoppelt.
Der ISG 240 kann betrieben werden, um dem Antriebsstrang 200 Leistung bereitzustellen oder in einem Regenerationsmodus Leistung des Antriebsstrangs in elektrische Energie umzuwandeln, die 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 (DC - direct current) von der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie in elektrischen Wechselstrom (AC - alternating current) für den Betrieb des ISG 240 umwandeln. Alternativ kann der Wechselrichter 279 AC von dem ISG 240 in DC 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 Ausgabeleistungskapazität auf als der in 1 gezeigte Anlasser 96 oder der BISG 219. Ferner treibt der ISG 240 den Antriebsstrang 200 direkt an oder wird direkt von dem Antriebsstrang 200 angetrieben. Es sind keine Riemen, Zahnräder oder Ketten vorhanden, die den ISG 240 an den Antriebsstrang 200 koppeln. Vielmehr dreht sich der ISG 240 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Antriebsstrang 200. Bei der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie (z. B. eine 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 das Pumpenrad 285 des Drehmomentwandlers 206 gekoppelt. Die stromaufwärtige Seite des ISG 240 ist mechanisch an die Ausrückkupplung 236 gekoppelt. Der ISG 240 kann dem Antriebsstrang 200 über einen Betrieb 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 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 elektrischer Leistung kann sich außerhalb des Fahrzeugs 225 befinden oder kann dem Fahrzeug 225 hinzugefügt sein. Der externe Verbraucher 297 elektrischer Leistung kann über ein Netzkabel 296 elektrisch an die elektrische Ausgangssteckbuchse 295 gekoppelt sein. Ein Sensor 298 für externe Verbraucher elektrischer Leistung kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines externen Leistungsverbrauchers 297 detektieren. Der Sensor 298 für externe Verbraucher 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 Leistungsverbrauchers 297 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 außerdem eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (TCC - torque converter bypass lock-up clutch) 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 dazu 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 Motorausgabeleistung über die Drehmomentwandlerkupplung direkt an eine Eingangswelle 270 des Getriebes 208 übertragen. Alternativ kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 teilweise eingekuppelt sein, wodurch ermöglicht wird, dass die Leistungsmenge eingestellt wird, die direkt an das Getriebe abgegeben wird. Die Getriebesteuerung 254 kann dazu konfiguriert sein, die durch den Drehmomentwandler 212 übertragene Leistungsmenge durch Einstellen der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung als Reaktion auf verschiedene Motorbetriebsbedingungen oder auf Grundlage einer fahrerbasierten Motorbetriebsanforderung einzustellen.
Der Drehmomentwandler 206 beinhaltet außerdem eine Pumpe 283, die Fluid mit Druck beaufschlagt, um die Ausrückkupplung 236, eine Vorwärtskupplung 210 und Gangkupplungen 211 zu betätigen. 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. den Gängen 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. Die Leistungsausgabe von dem Automatikgetriebe 208 kann zudem über eine Ausgangswelle 260 an die Räder 216 weitergegeben werden, um das Fahrzeug anzutreiben. Konkret kann das Automatikgetriebe 208 eine Eingangsantriebsleistung an der Eingangswelle 270 als Reaktion auf eine Fahrzeugfahrtbedingung vor dem Übertragen an eine Ausgangsantriebsleistung an den Rädern 216 übertragen. Die Getriebesteuerung 254 aktiviert die TCC 212, die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 selektiv oder kuppelt diese selektiv ein. Die Getriebesteuerung deaktiviert außerdem die TCC 212, die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 selektiv oder kuppelt diese selektiv aus.
Ferner kann durch ein Ineingriffbringen von Reibungsradbremsen 218 eine Reibungskraft auf die Räder 216 aufgebracht 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 in der Bremssteuerung 250 in Eingriff gebracht 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 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 die Fahrzeugbremsen als Teil eines automatisierten Motorstoppvorgangs über die Steuerung 250 eine Reibungskraft auf die Räder 216 aufbringen.
Als Reaktion auf eine Anforderung zum Erhöhen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 225 kann die Fahrzeugsystemsteuerung eine Fahrerbedarfsleistung oder Leistungsanforderung von einem Antriebspedal 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 zuzüglich der Motorleistung unter einer Getriebeeingangsleistungsgrenze (z. B. einem nicht zu überschreitender Schwellenwert) liegt, wird die Leistung an den Drehmomentwandler 206 abgegeben, der dann zumindest einen Teil der angeforderten Leistung an die Getriebeeingangswelle 270 weitergibt. Die Getriebesteuerung 254 verriegelt selektiv die Drehmomentwandlerkupplung 212 und rückt Gänge über die Gangkupplungen 211 als Reaktion auf Schaltpläne und TCC-Überbrückungspläne ein, die auf der Eingangswellenleistung und der Fahrzeuggeschwindigkeit beruhen können. Bei einigen Bedingungen, bei denen möglicherweise ein Laden der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie erwünscht ist, kann 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 decken.
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 Motorleistungsausgabe durch Einstellen einer Kombination aus einem Zündzeitpunkt, einer Kraftstoffimpulsbreite, einer Kraftstoffimpulstaktung und/oder einer Luftladung, durch Steuern einer Drosselöffnung und/oder Ventiltaktung, einem Ventilhub und einer Aufladung bei Turbolader- oder Kompressorladermotoren gesteuert werden. Im Fall eines Dieselmotors kann die Steuerung 12 die Motorleistungsausgabe durch Steuern einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulstaktung und Luftladung steuern. Eine Motorbremsleistung oder negative Motorleistung kann durch ein Drehen des Motors bereitgestellt werden, bei dem der Motor Leistung erzeugt, die nicht ausreichend ist, um den Motor zu drehen. Somit kann der Motor eine Bremsleistung durch einen Betrieb mit geringer Leistung, während Kraftstoff verbrannt wird, mit einem oder mehreren deaktivierten Zylindern (die z. B. keinen Kraftstoff verbrennen) oder mit allen Zylindern deaktiviert, während sich der Motor dreht, erzeugen. Die Menge an Motorbremsleistung kann über ein Einstellen der Motorventiltaktung eingestellt werden. Die Motorventiltaktung kann eingestellt werden, um die Motorverdichtungsarbeit zu erhöhen oder zu verringern. Ferner kann die Motorventiltaktung eingestellt werden, um die Motorausdehnungsarbeit zu erhöhen oder zu verringern. In allen Fällen kann die Motorsteuerung auf einer Zylinder-für-Zylinder-Basis durchgeführt werden, um die Motorleistungsausgabe zu steuern.
Die Steuerung 252 der elektrischen Maschine kann die Leistungsausgabe und die Erzeugung elektrischer Energie des ISG 240 steuern, indem sie den Strom einstellt, der zu und von Feld- und/oder Ankerwicklungen des ISG 240 fließt, wie im Stand der Technik bekannt.
Die Getriebesteuerung 254 empfängt eine 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 vorbestimmtes 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 einen Drehmoment- und einen Positionssensor handeln. Wenn es sich bei dem Sensor 272 um einen Positionssensor handelt, kann die Steuerung 254 Wellenpositionsimpulse über ein vorbestimmtes Zeitintervall hinweg zählen, um die Getriebeausgangswellengeschwindigkeit zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254 kann außerdem die Getriebeausgabewellendrehzahl differenzieren, um eine Rate einer Getriebeausgabewellendrehzahländerung 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 einschließen können. Die Getriebesteuerung 254 kann außerdem 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 Umlenkhebel 293 des Schalthebels 290 kann über einen Magnetspulenaktor 291, der selektiv verhindert, dass sich der Umlenkhebel 293 aus der Park- oder Leerlaufposition in eine Rückwärts- oder eine 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 außerdem 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 außerdem 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.
Das System aus den 1 und 2 stellt ein Fahrzeugsystem bereit, das Folgendes umfasst: eine Brennkraftmaschine; eine elektrische Maschine; einen Schwungradanlasser; eine Kraftübertragungsausrückkupplung, die dazu konfiguriert ist, die Brennkraftmaschine selektiv an die elektrische Maschine zu koppeln; und eine Steuerung, die in nichttransitorischem Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, welche die Steuerung dazu veranlassen, eine Motorstartdrehmomentreserve als Reaktion auf Betriebsbedingungen eines Schwungradanlassers einzustellen, wobei die Motorstartdrehmomentreserve eine Grundlage zum Starten der Brennkraftmaschine über den Schwungradanlasser und die elektrische Maschine darstellt. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche ausführbare Anweisungen zum Starten der Brennkraftmaschine über den Schwungradanlasser als Reaktion darauf, dass ein Fahrerbedarf nicht unter einer Drehmoment- oder Leistungskapazität eines elektrischen Systems abzüglich einer Drehmomentreserve für die elektrische Maschine und für die Kraftübertragungsausrückkupplung liegt. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche ausführbare Anweisungen zum Starten der Brennkraftmaschine über die elektrische Maschine und die Kraftübertragungsausrückkupplung als Reaktion darauf, dass ein Fahrerbedarf unter einer Drehmoment- oder Leistungskapazität eines elektrischen Systems abzüglich einer Drehmomentreserve für die elektrische Maschine und für die Kraftübertragungsausrückkupplung liegt. Das Fahrzeugsystem beinhaltet, dass die Motorstartdrehmomentreserve auf eine maximale Ausrückkupplungsdrehmomentkapazität zum Anlassen und Hochfahren der Brennkraftmaschine eingestellt wird. Das Fahrzeugsystem beinhaltet, dass die Motorstartdrehmomentreserve auf eine maximale Ausrückkupplungsdrehmomentkapazität für einen Motorstart mit hoher Dringlichkeit eingestellt wird. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Bestimmen des Motorstarts mit hoher Dringlichkeit auf Grundlage eines vorhergesagten Fahrerbedarfs. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Starten der Brennkraftmaschine als Reaktion auf die Motorstartdrehmomentreserve.
Nun ist unter Bezugnahme auf 3A ein Verlauf einer beispielhaften Funktion gezeigt, die einen Schwellenwert für einen Anlassdrehmomentpuffer der Kraftübertragungsausrückkupplung zurückgibt. Eine Steuerung kann eine Vielzahl von Funktionen ähnlich der Funktion 300 beinhalten; eine Funktion für jeden Getriebegang und Fahrzeugfahrmodus.
Der Verlauf 300 zeigt einen Schwellenwert für einen Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung im Verhältnis zu einer kumulativen tatsächlichen Gesamtanzahl an Motorstarts, bei denen das Anlassen des Motors über einen Schwungradanlasser durchgeführt wird, seit der Schwungradanlasser zuletzt in dem Fahrzeug installiert wurde, dividiert durch eine Strecke, die ein Fahrzeug zurückgelegt hat, seit der Schwungradanlasser zuletzt in dem Fahrzeug installiert wurde. Die vertikale Achse stellt den Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Kraftübertragungsausrückkupplung dar und der Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die kumulative tatsächliche Gesamtanzahl an Motorstarts, bei denen das Anlassen des Motors über einen Schwungradanlasser durchgeführt wird, seit der Schwungradanlasser zuletzt in dem Fahrzeug installiert wurde, geteilt durch die Strecke, die ein Fahrzeug zurückgelegt hat, seit ein Schwungradanlasser zuletzt in dem Fahrzeug installiert wurde, dar und die kumulative tatsächliche Gesamtanzahl an Motorstarts, bei denen das Anlassen des Motors über den Schwungradanlasser durchgeführt wird, geteilt durch die Strecke, die ein Fahrzeug zurückgelegt hat, seit ein Schwungradanlasser zuletzt in dem Fahrzeug installiert wurde, nimmt in der Richtung des Pfeils der horizontalen Achse zu. Die horizontale Linie 350 stellt einen Drehmomentpufferschwellenwert dar, der erforderlich ist, um ausreichend Drehmoment zum Ausgleichen der Ausrückkupplungskapazität zum Anlassen eines Motors bei einem gegebenen Satz von Bedingungen (Stoppposition, Motortemperatur usw.) zu reservieren. Kurve 302 stellt eine Beziehung zwischen dem gewünschten Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung und der Messgröße Starts des Schwungradanlassers/Strecke (eine kumulative tatsächliche Gesamtanzahl an Motorstarts, bei denen das Anlassen des Motors über einen Schwungradanlasser durchgeführt wird, seit ein Schwungradanlasser zuletzt in dem Fahrzeug installiert wurde, geteilt durch eine Strecke, die ein Fahrzeug zurückgelegt hat, seit ein Schwungradanlasser zuletzt in dem Fahrzeug installiert wurde) dar.
Es kann beobachtet werden, dass der Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung zunimmt, wenn die kumulative Gesamtanzahl an Motorstarts über das Schwungrad zunimmt. Wenn der Drehmomentpufferschwellenwert über die horizontale Linie 350 hinaus zunimmt, erhöht er die Wahrscheinlichkeit, dass der Motor über den ISG und die Kraftübertragungsausrückkupplung gestartet wird, wobei ein Ausgleich des ISG bereitgestellt wird.
Nun ist unter Bezugnahme auf 3B ein Verlauf beispielhafter Schwellenwertniveaus zum Bestimmen, welche elektrische Vorrichtung das Starten des Motors unterstützen soll, gezeigt. Verlauf 310 beinhaltet eine vertikale Achse, die das ISG-Drehmoment darstellt, und das ISG-Drehmoment 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 horizontale Linie 360 ist ein Schwellenwert, der eine maximale Drehmomentmenge, die auf Grundlage von Drehmoment- oder Leistungsgrenzwerten für das, was über das elektrische System des Fahrzeugs (z. B. Batterie, ISG, Wechselrichter usw.) abgegeben werden kann, durch den ISG abgegeben werden kann, darstellt.
Die durch den Pfeil 370 angegebene ISG-Drehmomentdifferenz stellt die Menge an ISG-Drehmoment dar, die reserviert werden kann, um einen sanften, ausgeglichenen Start mithilfe des Schwungradanlassers bereitzustellen. In einigen Fällen kann sie eine gewisse Menge an Ausrückkupplungskapazität gewährleisten, die verwendet wird, um das Hochfahren des Motors nach dem Anlassen mithilfe des Schwungradanlassers zu unterstützen. Infolgedessen stellt die Linie 362 den Drehmomentbedarfsschwellenwert zum Auslösen eines Motorstarts dar, wenn der Schwungradanlasser die gewünschte Startvorrichtung ist; er stellt eine maximale Menge an Drehmoment oder Leistung, die durch den ISG und das elektrische System des Fahrzeugs abgegeben werden kann, abzüglich des ISG-Drehmoments, das zum Starten des Motors benötigt wird, wenn der Schwungradanlasser verwendet wird, dar. Er stellt somit eine maximale Menge an Fahrerbedarfsdrehmoment dar, die zum Antreiben des Fahrzeugs abgegeben werden kann, bevor ein Starten der Brennkraftmaschine über den Schwungradanlasser angefordert wird (Hinweis: 371 gibt das Niveau der Linie 362 an).
Die durch den Pfeil 375 angegebene ISG-Drehmomentdifferenz stellt die Menge an ISG-Drehmoment dar, die reserviert werden kann, um einen sanften, ausgeglichenen Start mithilfe der Ausrückkupplung bereitzustellen. Infolgedessen stellt die Linie 364 den Drehmomentbedarfsschwellenwert zum Auslösen eines Motorstarts dar, wenn die Ausrückkupplung die gewünschte Startvorrichtung ist; er stellt eine maximale Menge an Drehmoment oder Leistung, die durch den ISG und das elektrische System des Fahrzeugs abgegeben werden kann, abzüglich des ISG-Drehmoments, das zum Starten des Motors mithilfe der Ausrückkupplung benötigt wird, dar. Er stellt somit eine maximale Menge an Fahrerbedarfsdrehmoment dar, die zum Antreiben des Fahrzeugs abgegeben werden kann, bevor ein Starten der Brennkraftmaschine über die Ausrückkupplung angefordert wird (Hinweis: 376 gibt das Niveau der Linie 364 an).
Kurve 310 stellt ein beispielhaftes Fahrerbedarfsdrehmoment dar. In diesem Beispiel nimmt das Fahrerbedarfsdrehmoment mit zunehmender Zeit zu. Es kann ein Motorstart über die Kraftübertragungsausrückkupplung und den ISG angefordert werden, wenn ein Starten des Motors über den ISG und die Kraftübertragungsausrückkupplung gewährleistet ist, wenn der Fahrerbedarf Punkt 312 erreicht. Es kann ein Motorstart über den Schwungradanlasser angefordert werden, wenn ein Starten des Motors nur über den Schwungradanlasser gewährleistet ist, wenn der Fahrerbedarf Punkt 314 erreicht. Es ist möglich, dass die Kurve 310 einen erwarteten Bedarf darstellt, indem der Bedarf in die Zukunft extrapoliert wird.
Auf diese Weise kann die Drehmoment- oder Leistungskapazität des elektrischen Systems des Fahrzeugs zum Starten des Motors nur über den Schwungradanlasser oder über die Kraftübertragungskupplung und den ISG reserviert werden. Die verbleibende Menge an Drehmoment oder Leistung des elektrischen Systems des Fahrzeugs kann zum Antreiben des Fahrzeugs oder für andere Fahrzeugfunktionen verwendet werden.
Nun ist unter Bezugnahme auf die 4A und 4B ein Verfahren zum Bestimmen einer Drehmomentreserve für eine elektrische Maschine gezeigt. Die Drehmomentreserve ist eine Menge an Drehmoment, von der erwartete werden kann, dass sie eine Brennkraftmaschine startet. Zumindest Teile des Verfahrens 400 können als ausführbare Steuerungsanweisungen umgesetzt sein, die in einem nichttransitorischen Speicher gespeichert sind. Das Verfahren 400 kann in Zusammenarbeit mit dem System aus den 1 und 2 und gemeinsam mit dem Verfahren 500 betrieben werden. Zusätzlich kann es sich bei Teilen des Verfahrens 400 um Handlungen handeln, die in der physischen Welt vorgenommen werden, um einen Betriebszustand eines Aktors oder einer Vorrichtung zu verändern. Das Verfahren aus 4 kann als ausführbare Anweisungen, die in einem nichttransitorischen Speicher gespeichert sind, in das System aus den 1 und 2 integriert sein.
Bei 402 entscheidet das Verfahren 400, ob der Motor gestoppt ist (z. B. sich nicht dreht). Das Verfahren 400 kann entscheiden, dass der Motor gestoppt ist, wenn keine Impulsfolge von dem Motorpositionssensor ausgegeben wird. Wenn das Verfahren 400 entscheidet, dass der Motor gestoppt ist, lautet die Antwort Ja und geht das Verfahren 400 zu 404, 408, 410 und 440 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und geht das Verfahren 400 zu 450 über.
Bei 450 gibt das Verfahren 400 über den Motor und den ISG ein Fahrerbedarfsdrehmoment ab. In einem Beispiel bestimmt das Verfahren 400 das Fahrerbedarfsdrehmoment gemäß einer Position eines Antriebpedals. Das Verfahren 400 weist den Motor an, einen Prozentsatz des Fahrerbedarfsdrehmoments bereitzustellen. Das Verfahren 400 weist zudem den ISG an, einen Prozentsatz des Fahrerbedarfsdrehmoments auszugeben. Alternativ dazu kann der ISG angewiesen werden, Drehmoment von der Kraftübertragung zu verbrauchen und eine Batterie oder eine andere Speichervorrichtung für elektrische Energie zu laden. Das Verfahren 400 geht zum Ende über.
Bei 404 bestimmt das Verfahren 400, ob eine Expansionsverbrennung für einen Zylinder des Motors möglich ist, der sich beim Stoppen des Motors in einem Arbeitstakt befindet. Expansionsverbrennung ist eine Verbrennung, die in einem Zylinder ausgelöst wird, der sich in einem Arbeitstakt befindet, wenn sich der Motor nicht dreht. Die Verbrennung kann durch Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder, der sich in seinem Arbeitstakt befindet, und Verbrennen eines Luft-Kraftstoff-Gemisches, das in dem Zylinder gebildet wird, über einen über eine Zündkerze erzeugten Funken ausgelöst werden. Die Expansionsverbrennung kann dazu beitragen, Drehmoment zum Drehen der Motorkurbelwelle zu erzeugen, wodurch das Anlassdrehmoment und die Anlasszeit des Motors (z. B. ein Zeitraum, in der die Motorkurbelwelle über eine elektrische Maschine unter der Leistung der elektrischen Maschine gedreht wird) reduziert werden.
In einem Beispiel referenziert das Verfahren 400 eine Tabelle oder Funktion, die einen Wert größer als eins ausgibt, wenn unter den gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen eine Expansionsverbrennung möglich ist. Die Tabelle oder Funktion gibt einen Wert von null aus, wenn unter den gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen keine Expansionsverbrennung möglich ist. Auf die Tabelle oder Funktion kann durch die Motorstoppposition (z. B. Kurbelwellenwinkel), den gegenwärtigen Kraftstoffverteilerdruck, die gegenwärtige Motortemperatur und den gegenwärtigen Luftdruck Bezug genommen werden. Die Möglichkeit zur Expansionsverbrennung kann über die folgende Gleichung bestimmt werden: $E x p_c o m b = ƒ (e n g_p, e n g_t, b p, F r p)$
wobei Exp_comb eine Variable ist, die eine Reduzierung einer Anlassdrehmomentanforderung aufgrund einer Expansionsverbrennung innerhalb des Motors darstellt, f eine Funktion ist, die einen Wert der Reduzierung der Anlassdrehmomentanforderung ausgibt, eng_p die Motorstoppposition in Kurbelwellengraden ist, eng t ist die gegenwärtige Motortemperatur ist, bp der gegenwärtige Luftdruck ist und Frp der gegenwärtige Kraftstoffverteilerdruck ist. Ein Wert von Null für Exp_comb gibt an, dass die Expansionsverbrennung keine Auswirkungen hat. Anders ausgedrückt sollte keine Expansionsverbrennung durchgeführt werden, wenn der Wert von Exp_comb null ist.
Die Werte in der Tabelle oder Funktion f können empirisch bestimmt werden, indem das Motordrehmoment gemessen wird und bei vielfältigen Motorstopppositionen, bei vielfältigen Luftdrücken, bei vielfältigen Kraftstoffverteilerdrücken und bei vielfältigen Motortemperaturen versucht wird, eine Expansionsverbrennung durchzuführen. Natürlich können der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und der Zündzeitpunkt für den Motor unter diesen unterschiedlichen Bedingungen eingestellt werden, während versucht wird, den Motor über eine Expansionsverbrennung zu starten. Das Verfahren 400 geht zu 406 über.
Bei 406 bestimmt das Verfahren 400 eine effektive Drehmomentmenge oder einen effektiven Bewegungswiderstand, die/den der im Arbeitstakt befindliche Zylinder bereitstellen kann. In einem Beispiel kann das bei 404 während der verschiedenen Motorstartbedingungen erzeugte Drehmoment aufgezeichnet und im Speicher gespeichert werden. Das Verfahren 400 kann einen Drehmomentwert, der im Speicher der Steuerung gespeichert ist, unter Verwendung der Motorposition, des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts, des Zündzeitpunkts, des Luftdrucks, des Kraftstoffverteilerdrucks und der Motortemperatur, die bei 404 angewandt wurden, nachschlagen, um eine effektive Drehmomentmenge oder einen effektiven Widerstand zu bestimmen, deren/dessen Erzeugung über die Arbeitstaktverbrennung erwartet werden kann.
In einem Beispiel referenziert das Verfahren 400 eine Tabelle oder Funktion, die einen Wert für Drehmoment oder Widerstand ausgibt, der von der Expansionsverbrennung erwartet werden kann. Auf die Tabelle oder Funktion kann durch die Motorstoppposition (z. B. Kurbelwellenwinkel), den gegenwärtigen Kraftstoffverteilerdruck, die gegenwärtige Motortemperatur und den gegenwärtigen Luftdruck Bezug genommen werden. Das Drehmoment oder der Widerstand der Expansionsverbrennung kann über die folgende Gleichung bestimmt werden: $E x p_c_t o r = ƒ n (e n g_p, e n g_t, b p, F r p, s p k_t))$
wobei Exp_c_tor eine Variable ist, welche die Reduzierung des erforderlichen Anlassdrehmoments aufgrund der Fähigkeit darstellt, ein unterstützendes Expansionsverbrennungsdrehmoment für den/die Zylinder zu erreichen, der/die bei seinem/ihren Arbeitstakt gestoppt ist/sind, fn eine Funktion ist, die einen reellen Zahlenwert des Motordrehmoments ausgibt, der über Expansionsverbrennung von dem Motorzylinder erzeugt werden kann, der bei seinem Arbeitstakt gestoppt ist, und spk t der Motorzündzeitpunkt ist. Dieser Wert von Exp_c_tor kann null sein, wenn aufgrund der Motorbedingungen eine Expansionsverbrennung nicht möglich ist. Werte in der Funktion fn können bestimmt werden, indem ein Motor gestartet und zu starten versucht wird, während das Motordrehmoment während der Starts gemessen wird, und der Motor aus verschiedenen Kurbelwellenpositionen, an denen der Motor gestoppt wurde, gestartet wird, der Motor mit einem Bereich von Luftdrücken gestartet wird, der Motor mit einem Bereich von Kraftstoffverteilerdrücken gestartet wird und der Motor mit einem Bereich von Motortemperaturen und Zündfunkenzeitpunkten gestartet wird. Das Verfahren 400 geht zu 420 über.
Bei 408 bestimmt das Verfahren 400, ob eine Kompressionsverbrennung für einen Zylinder des Motors möglich ist, der sich beim Stoppen des Motors in einem Arbeitstakt befindet. Die Kompressionsverbrennung ist eine Verbrennung, die in einem Zylinder bei seinem Verdichtungstakt ausgelöst wird, möglicherweise von einer Position nach dem Schließen des Einlassventils ausgehend, wenn sich der Motor dreht, nachdem der Motor gestoppt wurde. Die Verbrennung kann durch Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder, der sich in seinem Verdichtungstakt befindet, und Verbrennen eines Luft-Kraftstoff-Gemisches, das in dem Zylinder gebildet wird, über einen über eine Zündkerze erzeugten Funken ausgelöst werden, nachdem der Motor begonnen hat, sich zu drehen, sodass das aus dem Zylinderdruck resultierende Drehmoment den Motor unterstützt, sich weiter zu drehen. Die Kompressionsverbrennung kann dazu beitragen, Drehmoment zum Drehen der Motorkurbelwelle zu erzeugen, wodurch das externe Anlassdrehmoment und die Anlasszeit des Motors (z. B. ein Zeitraum, in der die Kurbelwelle des Motors über eine elektrische Maschine unter der Leistung der elektrischen Maschine gedreht wird) reduziert werden, um die gleiche Motorstartleistung zu erfüllen.
In einem Beispiel referenziert das Verfahren 400 eine Tabelle oder Funktion, die einen Wert größer als eins ausgibt, wenn unter den gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen eine Kompressionsverbrennung möglich ist. Die Tabelle oder Funktion gibt einen Wert von null aus, wenn unter den gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen keine Kompressionsverbrennung möglich ist. Auf die Tabelle oder Funktion kann durch die Motorstoppposition (z. B. Kurbelwellenwinkel), den gegenwärtigen Kraftstoffverteilerdruck, die gegenwärtige Motortemperatur und den gegenwärtigen Luftdruck Bezug genommen werden. Die Möglichkeit zur Kompressionsverbrennung kann über die folgende Gleichung bestimmt werden: $C o m p_c_t o r = ƒ x (e n g_p, e n g_t, b p, F r p)$
wobei Comp_c_tor eine Variable ist, welche die Reduzierung des erforderlichen Anlassdrehmoments aufgrund der Fähigkeit zum Erzielen einer Verbrennung und dessen, ob für einen Zylinder, der bei seinem Verdichtungstakt gestoppt ist, eine Kompressionsverbrennung möglich ist oder nicht, darstellt, fx eine Funktion ist, die einen Wert ausgibt, der die Möglichkeit von Kompressionsverbrennung für einen Motorzylinder angibt, eng_p die Motorstoppposition in Kurbelwellengraden ist, eng t die gegenwärtige Motortemperatur ist, bp der gegenwärtige Luftdruck ist und Frp der gegenwärtige Kraftstoffverteilerdruck ist. Die Funktion fx gibt den Wert null aus, wenn beim Start keine Kompressionsverbrennung möglich ist.
Die Werte in der Tabelle oder Funktion fx können empirisch bestimmt werden, indem das Motordrehmoment gemessen wird, während bei vielfältigen Motorstopppositionen, bei vielfältigen Luftdrücken, bei vielfältigen Kraftstoffverteilerdrücken und bei vielfältigen Motortemperaturen versucht wird, eine Kompressionsverbrennung durchzuführen. Natürlich können der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und der Zündzeitpunkt für den Motor unter diesen unterschiedlichen Bedingungen eingestellt werden, während versucht wird, den Motor über eine Kompressionsverbrennung zu starten. Das Verfahren 400 geht zu 420 über.
Bei 410 schätzt das Verfahren 400 die Menge an Drehmoment, die erforderlich ist, um die Motorkurbelwelle über den ISG und die Kraftübertragungsausrückkupplung mit einer Drehzahl für einen Motorstart mit hoher Dringlichkeit zu drehen. In einem Beispiel kann das Verfahren 400 eine Menge an Drehmoment zum Drehen der Motorkurbelwelle über eine Tabelle oder Funktion schätzen. Die Tabelle oder Funktion kann empirisch bestimmte ISG-Drehmomentwerte oder Drehmomentkapazitätswerte der Kraftübertragungsausrückkupplung (z. B. eine Menge an Drehmoment, welche die Kraftübertragungsausrückkupplung übertragen kann, wenn ein bestimmter Druck auf die Kraftübertragungsausrückkupplung aufgebracht wird) zum Drehen des Motors mit einer Drehzahl für einen Motorstart mit hoher Dringlichkeit enthalten. Die Menge an Drehmoment zum Drehen der Motorkurbelwelle mit einer Drehzahl für einen Motorstart mit hoher Dringlichkeit kann über die folgende Gleichung bestimmt werden: $E n g_c r k_T_h i g h = ƒ a (e n g_p, e n g_t, b p, F r p, c r p)$
wobei eng_crk_T_high das Motoranlassdrehmoment für einen hohes Dringlichkeitsniveau des Motorstarts ist, fa eine Funktion ist, die ein Motoranlassdrehmoment Motorstart mit hoher Dringlichkeit ausgibt, eng_p die Motorstoppposition in Kurbelwellengraden ist, eng_t die gegenwärtige Motortemperatur ist, bp der gegenwärtige Luftdruck ist, Frp ist der gegenwärtige Kraftstoffverteilerdruck ist und crp ist ein Betriebszustand eines Kompressionsentlastungsventils ist, sofern vorhanden. Werte in der Funktion fa können empirisch bestimmt werden, indem ein Fahrzeug gefahren wird, der Motor des Fahrzeugs bei zunehmenden Fahrerbedarf gestartet wird und die Menge an Drehmoment, die durch die Kraftübertragungsausrückkupplung übertragen wird, und die Menge an Drehmoment, die durch den ISG (z. B. 240) bereitgestellt wird, eingestellt werden, bis beim Starten des Motors ein gewünschtes Niveau der Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung bereitgestellt wird. Das Verfahren 400 geht zu 420 über.
Bei 420 bestimmt das Verfahren 400 eine maximale Drehmomentkapazität für die Kraftübertragungsausrückkupplung und das maximale ISG-Drehmoment zum Drehen des Motors während eines Motorstarts mit hoher Dringlichkeit auf Grundlage der Motorposition, der Motortemperatur und der Fähigkeit des Motors in Bezug auf den Luftdruck, eine Kompressionsentlastungsvorrichtung zu verwenden. In einem Beispiel kann das Verfahren 400 das maximale Drehmoment für den ISG zum Starten des Motors während eines Motorstarts mit hoher Dringlichkeit gemäß der folgenden Gleichung bestimmen: $\begin{matrix} E m_t r_h i g h = E n g_c r k_T_h i g h (e n g_p, e n g_t, b p, F r p) \\ - E x p_c_t o r (e n g_p, e n g_t, b p, F r p, s p k_t) \\ - C o m p_c_t o r (e n g_p, e n g_t, b p, F r p) \end{matrix}$
wobei Em_tr_high das maximale Drehmoment der elektrischen Maschine und die maximale Drehmomentkapazität der Kraftübertragungsausrückkupplung ist, die zum Anlassen des Motors für einen bevorstehenden Motorstart mit hoher Dringlichkeit zur Verfügung stehen, Eng_crk_T_high das Motoranlassdrehmoment für eine hohe Dringlichkeit des Motorstarts ist (z. B. Drehmoment, das erforderlich ist, um den Motor in weniger als 250 ms um 200 Kurbelgrade zu drehen), wenn keine Verbrennung in Zylindern stattfindet, die bei den Arbeits- und Verdichtungstakten gestoppt sind, Exp_comb_Tor eine Funktion ist, welche die erforderliche Reduzierung des Anlassdrehmoments basierend auf der Fähigkeit zum Erzielen der Expansionsverbrennung ausgibt, crk_pos die Position der Motorkurbelwelle ist, afr das Luft-Kraftstoff-Verhältnis für die Kompressions- oder Expansionsverbrennung ist, spk_t der Zündzeitpunkt für die Expansions- oder Kompressionsverbrennung ist und C_comb_Tor eine Funktion ist, die das durch Kompressionsverbrennung erzeugte Drehmoment ausgibt. Das Verfahren 400 geht zu 422 über.
Bei 440 bestimmt das Verfahren 400 eine maximale Menge an ISG-Drehmoment und eine maximale Drehmomentkapazität der Kraftübertragungsausrückkupplung, die für einen Motorstart mit hoher Dringlichkeit erwünscht ist, nachdem die Verbrennung im Motor eingeleitet wurde. Die maximale Menge an ISG-Drehmoment, die für den Motorstart mit hoher Dringlichkeit erwünscht ist, und die maximale Drehmomentkapazität der Kraftübertragungsausrückkupplung können während des Hochfahrens des Motors angewandt werden (z. B. von der Zeit, die nach einer vorbestimmten Gesamtanzahl an Verbrennungsereignissen in dem Motor seit dem letzten Motorstopp beginnt, bis zu einer Zeit, bei welcher der Motor eine vorbestimmte Drehzahl erreicht, wie etwa eine Drehzahl synchron mit dem ISG). In einem Beispiel können das maximale ISG-Drehmoment zum Hochfahren des Motors und die maximale Drehmomentkapazität der Kraftübertragungsausrückkupplung, die zum Hochfahren des Motors gewünscht ist, über die folgende Gleichung bestimmt werden: $R u n_h i_T o r = ƒ c (I S G_n, D r v_m o d, G e a r)$
wobei Run_hi_torque das maximale ISG-Drehmoment und die maximale Drehmomentkapazität der Kraftübertragungsausrückkupplung ist, die zum Hochfahren des Motors auf eine vorbestimmten Drehzahl zur Verfügung stehen, fc eine Funktion ist, die das maximale ISG-Drehmoment ausgibt, das während des Hochfahrens des Motors auf eine vorbestimmten Drehzahl verfügbar ist, ISG_n die aktuelle ISG-Drehzahl ist, Drv_mod der gegenwärtig vom Fahrer ausgewählte Antriebsstrangmodus ist, und Gear der gegenwärtig eingekuppelte Getriebegang ist. Werte in der Funktion fc können empirisch bestimmt werden, indem ein Motor gestartet wird, während sich der ISG über einen Bereich von Drehzahlen dreht, wobei das Getriebe in einem Bereich von Gängen eingerückt ist und sich die Kraftübertragung in verschiedenen Modi befindet. Zum Beispiel kann das Motorhochfahrdrehmoment gemessen werden, wenn die ISG-Drehzahl 400 U/min beträgt und das Getriebe des Fahrzeugs im zweiten Gang eingerückt ist. Das Motorhochfahrdrehmoment kann zudem gemessen werden, wenn die ISG-Drehzahl 600 U/min beträgt und das Getriebe des Fahrzeugs im dritten Gang eingerückt ist. Die Motorhochfahrdrehmomente bei diesen Bedingungen können eine Grundlage für die in der fc-Funktion gesteuerten Werte darstellen. Das Verfahren 400 geht zu 422 über.
Bei 422 bestimmt das Verfahren 400 das maximale ISG-Drehmoment und eine maximale Drehmomentkapazität der Kraftübertragungsausrückkupplung, die angewendet werden können, um den Motor anzulassen und den Motor auf die Drehzahl des ISG hochzufahren. Das Verfahren 400 kann das maximale ISG-Drehmoment während des Anlassens und Hochfahrens des Motors über die folgende Gleichung bestimmen:
wobei Max_crk_run ein maximales ISG-Drehmoment und die maximale Drehmomentkapazität der Kraftübertragungskupplung ist, die zum Anlassens (z. B. Drehen des Motors über eine elektrische Maschine mit einer Drehzahl zum Starten des Motors) und Hochfahren des Motors zur Verfügung stehen, max eine Funktion ist, die ein größeres von Argument 1 und Argument 2 zurückgibt (z. B. max (Argument 1, Argument 2)), Run_hi_Tor das maximale ISG-Drehmoment während des Hochfahrens ist und Em_tr_high das maximale ISG-Drehmoment beim Anlassen des Motors ist. Das maximale ISG-Drehmoment und die maximale Drehmomentkapazität der Kraftübertragungsausrückkupplung, die zum Anlassen und Hochfahren des Motors zu Verfügung stehen, können auch als Anlass- und Hochfahrpufferdrehmoment der Kraftübertragungsausrückkupplung bezeichnet werden. Das Verfahren 400 geht zu 424 über.
Bei 424 bestimmt das Verfahren 400 eine Drehmomentreserve für den ISG und für die Kraftübertragungsausrückkupplung. Um die ISG-Drehmomentreserve und die Drehmomentkapazitätsreserve der Kraftübertragungsausrückkupplung zu bestimmen, addiert das Verfahren 400 eine vorbestimmte Drehmomentmenge (z. B. einen Versatz) mit dem Drehmoment Max_crk_run, das bei 422 bestimmt wird. Die ISG-Drehmomentreserve und die Drehmomentkapazitätsreserve der Kraftübertragungsausrückkupplung können über die folgende Gleichung beschrieben werden: $I S G_T_r e s = M a x_c r k_r u n + o f f s e t_c r k_r u n$
wobei ISG_T_res eine ISG-Drehmomentreserve und die Drehmomentkapazitätsreserve der Kraftübertragungsausrückkupplung zum Starten des Motors ist, Max_crk_run das maximale ISG-Drehmoment ist, wie es bei 422 bestimmt wird, und offset_crk_run ein vorbestimmter Versatz-Drehmomentwert (z. B. 30 Newtonmeter) ist, um sicherzustellen, dass die Motordrehzahl während des Anlassens und Hochfahrens des Motors mit einer gewünschten Rate erhöht werden kann. Die ISG-Drehmomentreserve ist das ISG-Drehmoment, das nicht zum Erzeugen von Antriebskraft (z. B. Raddrehmoment) angewendet werden kann und das nur zum Starten des Motors verwendet werden kann.
Zusätzlich kann die Menge an Drehmoment in der Variablen ISG_T_res eine Menge an Drehmoment sein, die in einer Gesamtdrehmomentkapazität oder einem Nenndrehmoment des ISG beinhaltet ist und als ein Motorstartschwellenwert verwendet werden kann, wenn ein Starten des Motors über die elektrische Maschine und die Kraftübertragungsausrückkupplung gewährleistet ist. Zum Beispiel kann, wenn der ISG eine Gesamtdrehmomentausgabekapazität von 200 Newtonmetern aufweist und des Anlassen und Hochfahren des Motors 50 Newtonmeter erfordert, der Motor über den ISG gestartet werden, wenn die ISG-Drehmomentausgabe 150 Newtonmeter überschreitet. Nachdem die ISG-Drehmomentreserve bestimmt wurde, geht das Verfahren 400 zu 426 in 4B über.
Bei 426 bestimmt das Verfahren 400 einen maximalen Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Kraftübertragungsausrückkupplung. Der Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung ist die maximale Drehmomentmenge, die das Motorstartsystem für das Verwenden der Kraftübertragungsausrückkupplung und des ISG zum Starten des Motors reservieren kann. Der Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung kann von der Verwendung des Schwungradanlassers abhängig sein. Zum Beispiel dem Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung eine größere Menge an Drehmoment zugeteilt werden, je häufiger der Schwungradanlasser zum Starten des Motors angewendet wird. Und je größer der Wert des Schwellenwerts für den Anlassdrehmomentpuffer der Kraftübertragungsausrückkupplung ist, desto größer kann die Wahrscheinlichkeit sein, dass bei 506 des Verfahrens 500 die Kraftübertragungsausrückkupplung zum Starten des Motors ausgewählt wird.
In einem Beispiel kann das Verfahren 400 den maximalen Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung über eine Tabelle oder Funktion bestimmen. Die Tabelle oder Funktion kann empirisch bestimmte Schwellenwerte für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung enthalten. Der Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung kann über die folgende Gleichung bestimmt werden: $D I S_c r k_T_b u f f_t h r e s h = ƒ d i s_c r k (C m_F W_s t, C m_d i s_F W, G e a r, V s, D r v_m o d)$
wobei DIS_crk_T_buff_thresh der Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung ist, fdis crk eine Funktion ist, die einen Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Kraftübertragungsausrückkupplung zurückgibt, Cm_FW_st eine tatsächliche kumulative Gesamtanzahl an Motorstarts, die durch den Schwungradanlasser des Motors (z. B. 96) bereitgestellt werden, seit der Schwungradanlasser zuletzt in dem Fahrzeug installiert wurde, ist, Cm_dis_FW eine tatsächliche kumulative Gesamtstrecke, die das Fahrzeug, das den Motor beinhaltet, der gestartet wird, zurückgelegt hat, seit ein neuer Schwungradanlasser in dem Fahrzeug installiert wurde, ist, Gear der gegenwärtig eingerückte Getriebegang ist, Vs die Fahrzeuggeschwindigkeit ist und Drv_mod der gegenwärtig durch den Fahrer ausgewählte Kraftübertragungsmodus ist. Die Werte in der Funktion fdis_drk können empirisch bestimmt werden, indem Motorstarts über einen Verlauf des Fahrens des Fahrzeugs durchgeführt werden und die Werte so eingestellt werden, dass der maximale Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Kraftübertragungsausrückkupplung zunimmt, wenn die kumulative Gesamtanzahl an Motorstarts, die über den Schwungradanlasser bereitgestellt werden, zunimmt. Die Funktion kann die in 3A gezeigte Form aufweisen und die Funktion fdis crk kann Werte auf Grundlage eines Verhältnisses von Cm_FW_st/Cm_dis_FW ausgeben. Das Verfahren 400 geht zu 428 über.
Bei 428 bestimmt das Verfahren 400, ob die Drehmomentreserve für den ISG und für die Kraftübertragungsausrückkupplung (Ausgabe von 424 (ISG_T_res)) über dem maximalen Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Kraftübertragungsausrückkupplung (Ausgabe von 426 (DIS_crk_T_buff_thresh)) liegt. Ist dies der Fall, lautet die Antwort Ja und geht das Verfahren 400 zu 430 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und geht das Verfahren 400 zu 432 über.
Bei 430 gewährleistet das Verfahren 400 nur ein Starten des Motors über den Schwungradanlasser des Motors (z. B. 96 in 1), indem der Bedarfsschwellenwert zum Auslösen eines Motorstarts wie durch Linie 362 in 3B dargestellt festgelegt wird. Anders ausgedrückt kann die Leistungsausgabe des elektrischen Systems des Fahrzeugs (z. B. Leistungsausgabe von einer Speichervorrichtung für elektrische Energie/Batterie, Leistungswandlungsvorrichtungen für elektrische Energie (z. B. Wechselrichtern) und elektrischen Maschinen (z. B. ISG 240)), die zum Starten des Motors reserviert ist, ausreichen, um den Motor über den Schwungradanlasser anzulassen, und nicht ausreichen, um den Motor über die Kraftübertragungsausrückkupplung und den ISG anzulassen und zu starten. Der Motor kann nur über den Schwungradanlasser und nicht über den ISG gestartet werden, wenn sich das Verfahren 400 bei 430 befindet. Das Verfahren 400 stellt die Motorstartdrehmomentreserve auf den bei Schritt 424 ausgegebenen Wert ein (z. B. die maximale Menge an ISG-Drehmoment und eine maximale Drehmomentkapazität der Kraftübertragungsausrückkupplung, die für einen Motorstart mit hoher Dringlichkeit über den Schwungradanlasser gewünscht werden). Das Verfahren 400 geht zum Ende über.
Bei 432 gewährleistet das Verfahren 400 ein Starten des Motors über den ISG und die Ausrückkupplung. Das Verfahren 400 gewährleistet ebenfalls ein Starten des Motors über den Schwungradanlasser des Motors, indem der Bedarfsschwellenwert zum Auslösen eines Motorstarts wie durch Linie 364 in 3B dargestellt festgelegt wird. Anders ausgedrückt kann die Leistungsausgabe des elektrischen Systems des Fahrzeugs (z. B. Leistungsausgabe von einer Speichervorrichtung für elektrische Energie/Batterie, Leistungswandlungsvorrichtungen für elektrische Energie (z. B. Wechselrichtern) und elektrischen Maschinen (z. B. ISG 240)), die zum Starten des Motors reserviert ist, ausreichen, um den Motor über eine beliebige Startvorrichtung anzulassen, indem das höhere Drehmoment, das für die Ausrückkupplung benötigt wird, ausgeglichen wird. Das Verfahren 400 stellt die Motorstartdrehmomentreserve auf den bei Schritt 440 ausgegebenen Wert ein (z. B. die maximale Menge an ISG-Drehmoment und eine maximale Drehmomentkapazität der Kraftübertragungsausrückkupplung, die für einen Motorstart mit hoher Dringlichkeit über die Ausrückkupplung gewünscht werden). Das Verfahren 400 geht zum Ende über.
Auf diese Weise kann das Verfahren 400 den Schwellenwert für den Motorstartpuffer dynamisch einstellen. Der Schwellenwert für den Motorstartpuffer kann eingestellt werden, um die Wahrscheinlichkeit, dass der Motor über die Kraftübertragungsausrückkupplung und den ISG gestartet wird, zu erhöhen oder zu verringern. In einem Beispiel kann die Wahrscheinlichkeit, dass der Motor über die Kraftübertragungsausrückkupplung und den ISG gestartet wird, erhöht werden, indem der Wert des Schwellenwerts für den Motorstartpuffer erhöht wird.
Nun ist unter Bezugnahme auf die 5A und 5B ein Verfahren zum Starten eines Motors durch Anwenden des Schwellenwerts für den Motorstartpuffer für die elektrische Maschine (z. B. ISG 240) und die Kraftübertragungsausrückkupplung gezeigt. Zumindest Teile des Verfahrens 500 können als ausführbare Steueranweisungen umgesetzt sein, die in einem nichttransitorischen Speicher gespeichert sind. Das Verfahren 500 kann in Zusammenarbeit mit dem System aus den 1 und 2 und gemeinsam mit dem Verfahren 400 betrieben werden. 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 den 5A und 5B kann als in nichttransitorischem Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen in das System aus den 1 und 2 integriert sein.
Bei 502 entscheidet das Verfahren 500, ob ein Motorstart angefordert wird, der nicht mit dem Fahrerbedarf zusammenhängt, oder ob das Fahrerbedarfsdrehmoment gleich der maximalen Drehmoment- oder Leistungsausgabe des elektrischen Systems des Fahrzeugs (z. B. Leistungsausgabe von einer Speichervorrichtung für elektrische Energie/Batterie, Leistungswandlungsvorrichtungen für elektrische Energie (z. B. Wechselrichtern) und elektrischen Maschinen (z. B. ISG 240)) abzüglich des bei 430 oder 432 bestimmten Schwellenwerts für den Motorstartpuffer ist oder diese überschreitet. Zum Beispiel kann ein Motorstart angefordert werden, indem eine Batteriesteuerung eine Erhöhung des Batterie-SOC anfordert. Wenn das Verfahren 500 entscheidet, dass der Motorstart nicht mit dem Fahrerbedarf zusammenhängt oder das Fahrerbedarfsdrehmoment gleich der maximalen Drehmoment- oder Leistungsausgabe des elektrischen Systems des Fahrzeugs (z. B. Leistungsausgabe von einer Speichervorrichtung für elektrische Energie/Batterie, Leistungswandlungsvorrichtungen für elektrische Energie (z. B. Wechselrichtern) und elektrischen Maschinen (z. B. ISG 240)) abzüglich des bei 430 oder 432 bestimmten Schwellenwerts für den Motorstartpuffer (z. B. der Motorstartdrehmomentreserve) ist oder diese überschreitet, lautet die Antwort Ja und geht das Verfahren 500 zu 504 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und geht das Verfahren 500 zu 505 über.
Bei 505 setzt das Verfahren 500 den Fahrzeugbetrieb gemäß dem gegenwärtigen Zustand des Fahrzeugs fort. Zum Beispiel treibt, wenn das Fahrzeug einzig durch den ISG angetrieben wird, der ISG weiterhin das Fahrzeug an. Wenn das Fahrzeug ausgeschaltet ist, kann das Fahrzeug ausgeschaltet bleiben. Das Verfahren 500 geht zum Ende über.
Bei 504 entscheidet das Verfahren 500, ob ausreichend Drehmomentreserve zum Starten des Motors über die Kraftübertragungsausrückkupplung und den ISG zur Verfügung steht. In einem Beispiel kann das Verfahren 500 über die folgende Logik bestimmen, ob eine ausreichende Drehmomentreserve zum Starten des Motors zur Verfügung steht oder nicht: Wenn DD < Ele_max_T - ISG_T_res, wobei ISG_T_res die ISG-Drehmomentreserve ist, wie sie bei 424 bestimmt wird, Ele_max das maximale Drehmoment oder die maximale Leistung ist, die bei der gegenwärtigen Drehzahl des ISG über das elektrische System des Fahrzeugs abgegeben werden kann, und DD der Fahrerbedarf ist. In diesem Beispiel beziehen sich alle beschriebenen Drehmomente auf Eingaben der Getriebebaugruppe oder das ISG-Drehmoment. Wenn das Verfahren 500 entscheidet, dass ausreichend Drehmomentreserve zum Starten des Motors über die Kraftübertragungsausrückkupplung und den ISG zur Verfügung steht, lautet die Antwort Ja und geht das Verfahren 500 zu 520 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und geht das Verfahren 500 zu 506 über.
Bei 506 startet das Verfahren 500 den Motor über den Schwungradanlasser (z. B. 96 in 1). Der Motor wird über den Anlasser angelassen und die Motordrehzahl erhöht sich auf die Drehzahl des ISG, nachdem der Motor gestartet wurde. Die Kraftübertragungsausrückkupplung wird geschlossen, nachdem die Motordrehzahl die Drehzahl des ISG erreicht, damit Motordrehmoment an die Räder des Fahrzeugs abgegeben werden kann. Das Verfahren 500 geht zu 508 über.
Bei 508 reduziert das Verfahren 500 die ISG-Drehmomentreserve, indem sie diese auf null einstellt. Gleichermaßen reduziert das Verfahren 500 die Drehmomentreserve der Kraftübertragungsausrückkupplung auf null. Diese Handlungen ermöglichen es dem ISG, den Motor mit seiner vollen Drehmoment-/Leistungskapazität zu unterstützen. Das Verfahren 500 geht zu 572 über.
Bei 520 entscheidet das Verfahren 500 auf Grundlage von Attributkompromissen, ob ein Motorstart auf Grundlage der Kraftübertragungsausrückkupplung (bei dem z. B. der Motor durch Schließen der Kraftübertragungsausrückkupplung und Drehen des Motors über den ISG gestartet wird) gewünscht ist. Attributkompromisse können unter anderem beinhaltet, dass Fahrzeuggeräusche und -vibrationen unter einem Schwellenwert liegen. Wird zum Beispiel bei der gegenwärtigen ISG-Drehzahl erwartet, dass die Motorstartvibrationen unter einem Schwellenwertvibrationsniveau liegen, lautet die Antwort Ja und geht das Verfahren 500 zu 522 über. Entscheidet das Verfahren 500 auf Grundlage der Attributkompromisse, dass ein Motorstart auf Grundlage der Kraftübertragungsausrückkupplung gewünscht ist, lautet die Antwort Ja und geht das Verfahren 500 zu 522 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und geht das Verfahren 500 zu 506 über.
Bei 522 entscheidet das Verfahren 500, ob der ISG das vorhergesagte Fahrerbedarfsdrehmoment in einem vorbestimmten Zeitraum in der Zukunft ab dem gegenwärtigen Zeitpunkt, während dessen der Motor angelassen und hochgefahren wird, erfüllen kann oder nicht. In einem Beispiel sagt das Verfahren das Fahrerbedarfsdrehmoment in einem vorbestimmten Zeitraum in der Zukunft voraus, indem es das gegenwärtige Fahrerbedarfsdrehmoment und ein zurückliegendes Fahrerbedarfsdrehmoment extrapoliert. Zum Beispiel bestimmt das Verfahren 500 die Änderungsrate des Fahrerbedarfsdrehmoment über die folgende Gleichung: $D D_s l o p e = (D D t 2 - D D t 1) / (t 2 - t 1)$
wobei DD_slope die Steigung oder Änderungsrate des Fahrerbedarfsdrehmoments ist, DDt2 das Fahrerbedarfsdrehmoment zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist, DDt1 das Fahrerbedarfsdrehmoment des letzten vorherigen Abtastzeitpunkts des Fahrerbedarfs ist, t2 der aktuelle Abtastzeitpunkt des Fahrerbedarfs ist und t1 der letzte vorherige Abtastzeitpunkt des Fahrerbedarfs ist. Nachdem die Steigung des Fahrerbedarfs bestimmt wurde, kann der Fahrerbedarf für einen vorbestimmte Zeitpunkt in der Zukunft (z. B. 0,5 Sekunden vom gegenwärtigen Zeitpunkt) über die folgende Gleichung extrapoliert werden: $D D_p r e = D D_p r e s e n t + D D_s l o p e \cdot D D_e x_t$
wobei DD_pre das vorhergesagte Fahrerbedarfsdrehmoment ist, DD_present das gegenwärtige Fahrerbedarfsdrehmoment ist, DD_slope die Änderungsrate des Fahrerbedarfsdrehmoments ist und DD_ex_t der Zeitraum in der Zukunft zum Extrapolieren des Fahrerbedarfsdrehmoments ist. Wenn beispielsweise das gegenwärtige Fahrerbedarfsdrehmoment 150 Newtonmeter beträgt, die Steigung des Fahrerbedarfs 5 Newtonmeter/Sekunde beträgt, und der Zeitraum zum Extrapolieren des Fahrerbedarfs in der Zukunft 0,5 Sekunden beträgt, dann ist das vorhergesagte Fahrerbedarfsdrehmoment = 150 + (5*0,5) = 152,5.
Das vorhergesagte Fahrerbedarfsdrehmoment kann mit der ISG-Drehmomentreserve oder der Menge an Drehmoment, die von dem ISG zum Anlassen und Hochfahren zugeführt werden soll, addiert werden, um zu bestimmen, ob der ISG das vorhergesagte Fahrerbedarfsdrehmoment in einem vorbestimmten Zeitraum in der Zukunft ab dem gegenwärtigen Zeitpunkt beim Anlassen und Hochfahren des Motors erfüllen kann. Zum Beispiel kann das Verfahren 500 entscheiden, dass der ISG das vorhergesagte Fahrerbedarfsdrehmoment und Drehmoment zum Anlassen und Hochfahren des Motors bereitstellen kann, wenn DD_pre + ISG_T_res < Ele-max_T, wobei Ele_max_T die maximale Drehmoment- oder Leistungsausgabe des elektrischen Systems bei der gegenwärtigen ISG-Drehzahl ist. Wenn das Verfahren 500 entscheidet, dass der ISG das vorhergesagte Fahrerbedarfsdrehmoment in einem vorbestimmten Zeitraum in der Zukunft ab dem gegenwärtigen Zeitpunkt beim Anlassen und Hochfahren des Motors erfüllen kann, dann lautet die Antwort Ja und das Verfahren 500 geht zu 550 und 560 über. Anderenfalls lautet die Antwort nein und geht das Verfahren 500 zu 524 über. Das Verfahren 500 kann beurteilen, dass die Dringlichkeit des Motorstarts keine hohe Dringlichkeit ist, wenn der ISG das vorhergesagte Fahrerbedarfsdrehmoment in dem vorbestimmten Zeitraum in der Zukunft beim Anlassen des Motors erfüllen kann. Das Verfahren 500 kann beurteilen, dass die Dringlichkeit des Motorstarts eine hohe Dringlichkeit ist, wenn der ISG das vorhergesagte Fahrerbedarfsdrehmoment in dem vorbestimmten Zeitraum in der Zukunft beim Anlassen des Motors nicht erfüllen kann.
Bei 524 lässt das Verfahren 500 den Motor an (z. B. dreht es den Motor mit einer vorbestimmten Anlassdrehzahl, wie etwa 250 U/min oder ISG-Drehzahl), indem es die Kraftübertragungsausrückkupplung schließt und Expansionsverbrennung, Kompressionsverbrennung und Tellerventilhub und -zeitsteuerung für eine maximale Motorleistung anwendet. Das Verfahren 500 stellt zudem die Drehmomentkapazität der Kraftübertragungsausrückkupplung (z. B. eine Menge an Drehmoment, welche die Kraftübertragungsausrückkupplung übertragen kann) so ein, dass sie gleich der ISG-Drehmomentkapazität ist. Somit kann die Drehmomentkapazität der Kraftübertragungsausrückkupplung als Reaktion auf eine Menge an Arbeit eingestellt werden, die durch Expansionsverbrennung, Verhalten (z. im Betrieb/nicht im Betrieb) von Kompressionsentlastungsventilen und Tellerventilen während des Anlassens des Motors, die Position, bei der sich der Motor nicht mehr dreht, die Motorkühlmitteltemperatur, die Motoröltemperatur und den Luftdruck erzeugt wird, die alle auf das Motoranlassdrehmoment hinweisen können. Diese Einstellungen ermöglichen es dem ISG und dem Motor, auf Bedingungen des Motorstarts mit hoher Dringlichkeit zu reagieren. Ein Motorstart mit höherer Dringlichkeit kann ein Motorstart sein, der Geräusche und Vibrationen des Antriebsstrangs erhöht, jedoch gleich nach einer Motorstartanforderung größere Drehmomentbeträge liefert. Das Verfahren 500 geht zu 572 über.
Bei 550 bestimmt das Verfahren 500 ein Dringlichkeitsniveau für den angeforderten Motorstart. Motorstarts mit hoher Dringlichkeit gehen von 524 zu 522 über, sodass Motorstartanforderungen, die 550 und 560 erreichen, Motorstarts mit niedriger Dringlichkeit oder mittlerer Dringlichkeit sein können. In einem Beispiel ist die Dringlichkeit des Motorstarts eine mittlere Dringlichkeit, wenn es sich bei dem Urheber eines Signals, das eine Grundlage für die Motorstartanforderung bildet, um einen menschlichen Bediener handelt. Falls jedoch eine Systemkomponente der Urheber des Signals ist, das die Grundlage für die Motorstartanforderung bildet, dann kann bestimmt werden, dass die Dringlichkeit des Motorstarts eine niedrigere Dringlichkeit ist. Nichtsdestotrotz können einige Fahrzeugvorrichtungen, welche die Grundlage für die Motorstartanforderung bilden, die Grundlage zum Einstellen der Dringlichkeit des Motorstarts auf ein mittleres Niveau sein. Zum Beispiel kann davon ausgegangen werden, dass eine Motorabgassystemtemperaturüberwachung, welche die Grundlage für eine Motorstartanforderung bildet, ein niedriges Dringlichkeitsniveau des Motorstarts rechtfertigt. Umgekehrt kann davon ausgegangen werden, dass eine erhebliche Änderung des Batterieladezustands in einem kurzen Zeitraum ein mittleres Dringlichkeitsniveau des Motorstarts rechtfertigt. Das Verfahren 500 kann Dringlichkeitsniveaus des Motorstarts gemäß dem Urheber der Motorstartanforderung sowie Änderungsraten von Fahrzeugbetriebsparametern (z. B. des Batterieladezustands) einstellen. Das Verfahren 500 bestimmt das Dringlichkeitsniveau des Motorstarts und geht zu 552 über.
Bei 552 bestimmt das Verfahren 500 eine gewünschte Motoranlassleistung. Die gewünschte Motoranlassleistung kann auf der Dringlichkeit des Motorstarts basieren. Wenn beispielsweise die Dringlichkeit des Motorstarts gering ist, kann die Motoranlassleistung auf ein niedriges Niveau eingestellt werden, sodass längere Motoranlasszeiten zulässig sein können. Zusätzlich kann die Motoranlassdrehzahl eine Funktion des Motoranlassleistungsniveaus sein. Wenn das Motoranlassleistungsniveau niedrig ist, kann der Motor über den ISG mit einer niedrigeren Drehzahl (z. B. 250 U/ min) gedreht werden. Wenn die Motoranlassleistung mittel ist, kann der Motor beispielsweise bis auf die Leerlaufdrehzahl des Motors angelassen werden. Wenn die Dringlichkeit des Motorstarts mittel ist, dann kann die Motoranlassleistung auf ein mittleres Niveau eingestellt werden, sodass kürzere Motoranlasszeiten bereitgestellt werden können. Das Verfahren 500 geht zu 564 und 568 über.
Bei 560 bestimmt das Verfahren 500, ob ein oder mehrere Zylinderkompressionsentlastungsventile verfügbar sind oder nicht verfügbar sind. Ein Kompressionsentlastungsventil ist möglicherweise nicht verfügbar, wenn das Zylinderkompressionsentlastungsventil seinen Zustand nicht ändert, wenn es dazu aufgefordert wird. Darüber hinaus ist ein Kompressionsentlastungsventil möglicherweise nicht verfügbar, wenn der Motor keine Kompressionsentlastungsventile enthält. Falls gewünscht, können die Kompressionsentlastungsventile während des Anlassens des Motors selektiv geöffnet werden, um das Motoranlassdrehmoment zu reduzieren. Durch Öffnen des Kompressionsentlastungsventils kann während des Anlassens des Motors etwas Luft aus den Motorzylindern entweichen, sodass der Motor im Vergleich zu einem geschlossen gehaltenen Kompressionsentlastungsventil unter Verwendung von weniger Drehmoment angelassen oder gedreht werden kann. Nachdem die Verfügbarkeit der Kompressionsentlastungsventile bestimmt wurde, geht das Verfahren 500 zu 562 über.
Bei 562 bestimmt das Verfahren 500 für jede Kombination aus Kompressionsentlastungsventilzustand und Expansionsverbrennung die Zeitsteuerung und den Hub der Einlass- und Auslasstellerventile. In einem Beispiel beinhaltet die Steuerung vorbestimmte Öffnungs- und Schließzeitsteuerungen der Einlass- und Auslasstellerventile sowie Hubbeträge für Bedingungen, bei denen ein Kompressionsentlastungsventil vorhanden und verfügbar ist und bei denen eine Expansionsverbrennung möglich ist. Das entsprechende Motoranlassdrehmoment für diese Bedingungen ist ebenfalls im Speicher der Steuerung gespeichert.
Das Verfahren 500 beinhaltet auch vorbestimmte Öffnungs- und Schließzeitsteuerungen der Einlass- und Auslasstellerventile sowie Hubbeträge für Bedingungen, bei denen ein Kompressionsentlastungsventil nicht vorhanden und nicht verfügbar ist und bei denen eine Expansionsverbrennung möglich ist. Das entsprechende Motoranlassdrehmoment für diese Bedingungen ist ebenfalls im Speicher der Steuerung gespeichert.
Das Verfahren 500 beinhaltet auch vorbestimmte Öffnungs- und Schließzeitsteuerungen der Einlass- und Auslasstellerventile sowie Hubbeträge für Bedingungen, bei denen ein Kompressionsentlastungsventil vorhanden und verfügbar ist und bei denen eine Expansionsverbrennung nicht möglich ist. Das entsprechende Motoranlassdrehmoment für diese Bedingungen ist ebenfalls im Speicher der Steuerung gespeichert.
Das Verfahren 500 beinhaltet auch vorbestimmte Öffnungs- und Schließzeitsteuerungen der Einlass- und Auslasstellerventile sowie Hubbeträge für Bedingungen, bei denen ein Kompressionsentlastungsventil nicht vorhanden und nicht verfügbar ist und bei denen eine Expansionsverbrennung nicht möglich ist. Das entsprechende Motoranlassdrehmoment für diese Bedingungen ist ebenfalls im Speicher der Steuerung gespeichert. Das Verfahren 500 geht zu 564 über.
Bei 564 wählt das Verfahren 500 eine optimale Kombination aus Aktivierung/Deaktivierung des Kompressionsentlastungsventils, Aktivierung/Deaktivierung von Expansionsverbrennung und Aktivierung/Deaktivierung von Zeitsteuerung/Hub der Tellerventile, um die Energie des Motoranlassdrehmoments zu minimieren. In einem Beispiel wählt das Verfahren die Zeitsteuerung/den Hub der Einlass- und Auslasstellerventile mit dem niedrigsten Motoranlassdrehmoment, das die aktuellen Dringlichkeit des Motorstarts, die Bestimmung der Möglichkeit zur Expansionsverbrennung (z. B. möglich/nicht möglich) und die Verfügbarkeit des Kompressionsentlastungsventils (z. verfügbar/nicht verfügbar) erfüllt. Wenn beispielsweise festgestellt wurde, dass eine Expansionsverbrennung möglich ist, die Dringlichkeit des Motorstarts mittel ist und das Kompressionsentlastungsventil nicht verfügbar ist, dann wählt das Verfahren 500 Zeitsteuerungs-/Hubwerte für die Einlass- und Auslasstellerventil aus, die für diese Betriebsbedingungen das niedrigste Motoranlassdrehmoment liefern. Wenn auf ähnliche Weise zum Beispiel festgestellt wurde, dass eine Expansionsverbrennung nicht möglich ist, die Dringlichkeit des Motorstarts niedrig ist und das Kompressionsentlastungsventil verfügbar ist, dann wählt das Verfahren 500 Zeitsteuerungs-/Hubwerte für die Einlass- und Auslasstellerventil aus, die für diese Betriebsbedingungen das niedrigste Motoranlassdrehmoment liefern. Das Verfahren 500 geht weiter zu 566.
Bei 566 schätzt das Verfahren 500 den Beitrag oder den Widerstand des Motordrehmoments zum bzw. gegen das aktuelle(n) Anlassereignis des Motors. In einem Beispiel schätzt das Verfahren 500 einen Motordrehmomentbeitrag zum Motorstart gemäß dem gegenwärtigen Volumen des Zylinders, der sich in seinem Arbeitstakt befindet, der Motortemperatur und der Zeitsteuerung/dem Hub des Einlass-/Auslasstellerventils. In einem Beispiel referenzieren das gegenwärtige Volumen des Zylinders, der sich in seinem Arbeitstakt befindet, die Motortemperatur und die Zeitsteuerung/der Hub des Einlass-/Auslasstellerventils eine Tabelle oder eine Funktion, die einen Wert für den Drehmomentbeitrag für das aktuelle Motoranlassereignis ausgibt. Die Werte in der Tabelle oder Funktion können durch Starten des Motors und Überwachen des Motordrehmoments bei verschiedenen Betriebsbedingungen empirisch bestimmt werden. Das Verfahren 500 geht zu 568 über.
Bei 568 bestimmt das Verfahren 500 das ISG-Drehmoment zum Anlassen des Motors. In einem Beispiel kann das Verfahren 500 das ISG-Drehmoment gemäß dem aktuellen Dringlichkeitsniveau des Motorstarts bestimmen. Wenn die Dringlichkeit des Motorstarts mittleres Niveau beträgt, kann das Verfahren 400 ein maximales Drehmoment für den ISG gemäß der folgenden Gleichung bestimmen: $\begin{matrix} I S G_T = D D + p r e s e n t + E n g_c r k_T_m e d (e n g_p, e n g_t, b p, \\ F r p, c r p) - E x p_c_t o r (e n g_p, e n g_t, b p, F r p, s p k_t) \\ - C o m p_c_t o r (e n g_p, e n g_t, b p, F r p) \end{matrix}$
wobei Eng_crk_t_med das Drehmoment zum Anlassen des Motors mit einer Drehzahl ist, die für ein mittleres Dringlichkeitsniveau des Motorstarts geeignet ist (z. B. Drehen des Motors um 200 Kurbelgrade in weniger als 300 ms), DD_present der gegenwärtige Fahrerbedarf ist, ISG_T das ISG-Drehmoment ist, um die Motorkurbelwelle mit der Drehzahl zu drehen, die für ein mittleres Dringlichkeitsniveau des Motorstart geeignet ist, um das Fahrerbedarfsdrehmoment bereitzustellen. Wenn die Dringlichkeit des Motorstarts niedriges Niveau aufweist, kann das Verfahren 400 ein maximales Drehmoment für den ISG gemäß der folgenden Gleichung bestimmen: $\begin{matrix} I S G_T = D D + p r e s e n t + E n g_c r k_T_m e d (e n g_p, e n g_t, b p, \\ F r p, c r p) - E x p_c_t o r (e n g_p, e n g_t, b p, F r p, s p k_t) \\ - C o m p_(c_t o r (e n g_p, e n g_t, b p, F r p)) \end{matrix}$
wobei Eng_crk_T_low das Drehmoment zum Anlassen des Motors mit einer Drehzahl ist, die für ein niedriges Dringlichkeitsniveau des Motorstarts geeignet ist (250 U/min), ISG T das ISG-Drehmoment ist, um die Motorkurbelwelle mit der Drehzahl zu drehen, die für ein niedriges Dringlichkeitsniveau des Motorstarts und zum Bereitstellen des Fahrerbedarfsdrehmoments geeignet ist. Das Verfahren 400 geht zu 570 über.
Bei 570 lässt das Verfahren 500 den Motor über den ISG gemäß dem bei 568 bestimmten ISG-Drehmoment an und schließt die Kraftübertragungsausrückkupplung. Das Verfahren 500 stellt auch die Zeitsteuerung der Einlass- und Auslasstellerventile, den Zustand des Kompressionsentlastungsventil und die Aktivierung/Deaktivierung der Expansionsverbrennung ein, um die Energie des Motoranlassdrehmoments zu minimieren und den Motorstart mit der bestimmten Dringlichkeit bereitzustellen. Wenn das Verfahren 500 beispielsweise entscheidet, dass eine Expansionsverbrennung möglich ist, die Dringlichkeit des Motorstarts mittel ist und das Kompressionsentlastungsventil nicht verfügbar ist, dann wählt das Verfahren 500 Zeitsteuerungs-/Hubwerte für das Einlass- und Auslasstellerventil aus, die für diese Betriebsbedingungen das niedrigste Motoranlassdrehmoment liefern, während der Motor mit dem bei 568 bestimmten ISG-Drehmoment gedreht wird. Das Verfahren 500 kann die Drehmomentkapazität der Kraftübertragungsausrückkupplung auf den Wert von ISG_T_res einstellen, wie er bei 424 bestimmt wird. Alternativ kann das Verfahren 500 die Drehmomentkapazität der Kraftübertragungsausrückkupplung auf eine Drehmomentausgabe des ISG abzüglich des Fahrerbedarfsdrehmoments einstellen, indem es einen Druck einstellt, der auf eine Kraftübertragungsausrückkupplung aufgebracht wird. Somit kann die Drehmomentkapazität der Kraftübertragungsausrückkupplung als Reaktion auf eine Menge an Arbeit eingestellt werden, die durch Expansionsverbrennung, Verhalten (z. B. in Betrieb/nicht in Betrieb) von Kompressionsentlastungsventilen und Tellerventilen während des Anlassens des Motors, die Position, an der sich der Motor nicht mehr dreht, die Motorkühlmitteltemperatur, die Motoröltemperatur und den Luftdruck erzeugt wird, die alle auf das Motoranlassdrehmoment hinweisen können. Das Verfahren 500 geht zu 572 über.
Bei 572 führt das Verfahren 500 den Rest des Startens und Hochfahrens des Motors gemäß dem Dringlichkeitsniveau des Motorstarts durch. Zum Beispiel kann das Verfahren 500 die Rate der Motorbeschleunigung gemäß der Motorstartdringlichkeit von der Anlassdrehzahl auf die ISG-Drehzahl einstellen. In einem Beispiel kann das Verfahren 500 die Motordrehzahl mit einer Rate von X U/Sek von der Anlassdrehzahl auf die ISG-Drehzahl erhöhen, wenn die Dringlichkeit des Motorstarts hoch ist. Das Verfahren 500 kann die Drehzahl des Motors mit einer Rate von Y U/Sek von der Anlassdrehzahl auf die ISG-Drehzahl erhöhen, wenn die Dringlichkeit des Motorstarts mittel ist. Das Verfahren 500 kann die Drehzahl des Motors mit einer Rate von Z U/Sek von der Anlassdrehzahl auf die ISG-Drehzahl erhöhen, wobei X > Y > Z. Verfahren 500 geht zum Ende über.
Auf diese Weise kann das Verfahren 500 den Motor gemäß einem Dringlichkeitsniveau des Motorstarts starten. Zusätzlich startet das Verfahren 500 einen Motor oder startet ihn nicht gemäß einem sich dynamisch ändernden Schwellenwert.
Somit stellen die Verfahren aus den 4A-5B ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereit, das Folgendes umfasst: Einstellen eines Niveaus eines Drehmoment oder Leistungsbedarfs (z. B. einer Motorstartdrehmomentreserve), das eine Grundlage zum Anweisen eines Motorstarts und zum Auswählen einer Motorstartvorrichtung aus zwei oder mehr Motorstartvorrichtungen darstellt; und Starten des Motors über einen Schwungradanlasser oder über einen integrierten Startergenerator und eine Kraftübertragungsausrückkupplung als Reaktion auf die Motorstartdrehmomentreserve. Das Verfahren umfasst ferner ein Einstellen des Niveaus des Drehmoment- oder Leistungsbedarfs ferner als Reaktion auf eine tatsächliche kumulative Gesamtstrecke, die das Fahrzeug seit einer letzten Installation des Schwungradanlassers zurückgelegt hat. Das Verfahren beinhaltet, dass das Niveau des Drehmoment- oder Leistungsbedarfs ferner auf einem über Expansionsverbrennung erzeugten Drehmoment beruht. Das Verfahren beinhaltet, dass das Niveau des Drehmoment- oder Leistungsbedarfs ferner auf einem über Kompressionsverbrennung erzeugten Drehmoment beruht. Das Verfahren beinhaltet, dass das Niveau des Drehmoment- oder Leistungsbedarfs zunimmt, wenn die tatsächliche kumulative Gesamtanzahl an Motorstarts, bei denen der Schwungradanlasser den Motor anlässt, zunimmt. Das Verfahren umfasst ferner ein Starten des Motors über den Schwungradanlasser als Reaktion darauf, dass ein Fahrerbedarf nicht unter einer Drehmoment- oder Leistungskapazität des elektrischen Systems abzüglich des Niveaus des Drehmoment- oder Leistungsbedarfs liegt. Das Verfahren umfasst ferner ein Starten des Motors über die Kraftübertragungsausrückkupplung oder den Schwungradanlasser als Reaktion darauf, dass ein Fahrerbedarf unter einer Drehmoment- oder Leistungskapazität des elektrischen Systems abzüglich des Niveaus des Drehmoment- oder Leistungsbedarfs liegt.
Das Verfahren aus den 4A-5B stellt zudem ein Fahrzeugbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Auswählen einer Motorstartvorrichtung aus einer Gruppe von Startvorrichtungen, die einen Schwungradanlasser und einen integrierten Startergenerator beinhaltet, als Reaktion auf eine ausreichende Drehmomentreserve zum Starten eines Motors über eine Kraftübertragungsausrückkupplung, wobei der Schwungradanlasser als Reaktion darauf ausgewählt wird, dass die Drehmomentreserve nicht ausreicht, um den Motor über den integrierten Startergenerator zu starten, und wobei der integrierte Startergenerator als Reaktion darauf ausgewählt wird, dass die Drehmomentreserve ausreicht, um den Motor über den integrierten Startergenerator zu starten; und Starten des Motors über die ausgewählte Motorstartvorrichtung. Das Verfahren umfasst ferner ein Vorhersagen eines Fahrerbedarfsdrehmoments von einem gegenwärtigen Zeitpunkt bis zu einem vorbestimmten zukünftigen Zeitpunkt. Das Verfahren umfasst ferner ein dynamisches Einstellen der Drehmomentreserve als Reaktion auf Betriebsbedingungen eines Schwungradanlassers. Das Verfahren beinhaltet, dass die Betriebsbedingungen eine tatsächliche kumulative Gesamtanzahl an Motorstarts, die durch Anlassen des Motors über einen Schwungradanlasser durchgeführt werden, beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet, dass die Betriebsbedingungen eine tatsächliche kumulative Gesamtstrecke, die ein Fahrzeug seit einer letzten Installation des Schwungradanlassers zurückgelegt hat, beinhalten. Das Verfahren umfasst ferner ein dynamisches Einstellen der Drehmomentreserve als Reaktion auf einen gegenwärtig eingerückten Gang eines Getriebes.
Nun ist unter Bezugnahme auf 6 eine prophetische Sequenz gezeigt, die veranschaulicht, wie die Auswahl von Motorstartvorrichtungen über einen dynamisch eingestellten Schwellenwert für einen Anlassdrehmomentpuffer einer Kraftübertragungsausrückkupplung beeinflusst werden kann. Die Sequenz aus 6 kann über das System aus den 1 und 2 in Zusammenarbeit mit dem Verfahren aus den 4A-5B bereitgestellt werden. Die Verläufe sind zeitlich ausgerichtet. In diesem Beispiel ist der Drehmomentschwellenwert für einen Motorstart zur Vereinfachung der Veranschaulichung und Veranschaulichung des Konzepts als konstanter Wert gezeigt.
Der erste Verlauf ist ein Verlauf einer Drehmomentreserve für den ISG und für die Kraftübertragungsausrückkupplung (z. B. ISG_T_res aus Schritt 424) gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Drehmomentreserve für den ISG und die Kraftübertragungsausrückkupplung dar und die Drehmomentreserve 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 des Verlaufs zur rechten Seite des Verlaufs zu. Kurve 602 stellt die Drehmomentreserve für den ISG und die Kraftübertragungsausrückkupplung dar.
Der zweite Verlauf ist ein Verlauf eines Schwellenwerts für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung (z. B. DIS_crk_T_buff_thresh aus Schritt 426) gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt den Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung dar und der Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung 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 des Verlaufs zur rechten Seite des Verlaufs zu. Kurve 604 stellt einen Schwellenwert für den Anlassdrehmoment der Ausrückkupplung dar.
Der dritte Verlauf veranschaulicht die Drehmomentreserve zum Starten des Motors oder die Motorstartdrehmomentreserve. Die vertikale Achse stellt die Menge der Drehmomentreserve dar und die Menge der Drehmomentreserve 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 des Verlaufs zur rechten Seite des Verlaufs zu. Kurve 606 stellt die Menge der Drehmomentreserve zum Starten des Motors dar.
Der vierte Verlauf ist ein Verlauf, der angibt, welche Motorstartvorrichtung ausgewählt und zum Starten des Motors angewendet werden kann. Die vertikale Achse gibt an, welche Motorstartvorrichtung ausgewählt und zum Starten des Motors und der Kraftübertragungsausrückkupplung angewendet werden kann. Die Kraftübertragungsausrückkupplung und der ISG oder der Schwungradanlasser können zum Starten des Motors angewendet werden, wenn sich die Kurve 608 auf einem höheren Niveau nahe der Markierung „Ausrück & Schwung“ befindet. Nur der Schwungradanlasser kann zum Starten des Motors angewendet werden, wenn sich die Kurve 608 auf einem niedrigeren Niveau nahe der Markierung „Schwung“ befindet.
Zum Zeitpunkt t0 liegt die Drehmomentreserve für den ISG und für die Kraftübertragungsausrückkupplung bei einem höheren Niveau und liegt der Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung bei einem niedrigeren Niveau. Da der Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung kleiner als die Drehmomentreserve für den ISG und für die Kraftübertragungsausrückkupplung ist, stehen die Kraftübertragungsausrückkupplung und der Schwungradanlasser zum Starten des Motors zur Verfügung. Die Drehmomentreserve zum Starten des Motors liegt bei einem niedrigeren Niveau, das zum Starten des Motors über den Schwungradanlasser geeignet ist.
Zwischen dem Zeitpunkt t0 und dem Zeitpunkt t1 nimmt der Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung zu, da sich die Bedingungen des Schwungradanlassers ändern. Vor t1 steht für einen graduellen Anstieg des Drehmomentbedarfs nur der Schwungradanlasser zum Starten des Motors zur Verfügung. Diese Bedingung kann auftreten, wenn Block 428 aus 4 JA ergibt und das Verfahren 400 zu Block 430 übergeht.
Zum Zeitpunkt t1 überschreitet der Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung die Drehmomentreserve für den ISG und für die Kraftübertragungsausrückkupplung. Der Zustand, bei dem der Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung die Drehmomentreserve für die ISG-Ausrückkupplung überschreitet, kann auftreten, wenn Block 428 aus 4 eine NEIN-Antwort ergibt und das Verfahren 400 zu 432 übergeht. Dies bewirkt, dass die Drehmomentreserve für den Motorstart erhöht wird, sodass der ISG und die Ausrückkupplung zum Starten des Motors angewendet werden können oder alternativ der Schwungradanlasser zum Starten des Motors verwendet werden kann.
Auf diese Weise kann ein sich dynamisch ändernder Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung die Auswahl einer Motorstartvorrichtung beeinflussen. Der Schwellenwert für den Anlassdrehmomentpuffer der Ausrückkupplung kann sich als Funktion der Betriebsbedingungen des Schwungradanlassers ändern, sodass eine Wahrscheinlichkeit, dass der Motor über die Kraftübertragungsausrückkupplung und den ISG gestartet wird, erhöht oder verringert werden kann.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen auf nicht flüchtigem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem ausgeführt werden, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet. Die konkreten in dieser Schrift beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl an Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erzielen, sondern zur Vereinfachung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können abhängig von der bestimmten verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner kann zumindest ein Teil der beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen Code graphisch darstellen, der in einen nicht flüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Steuersystem programmiert werden soll. Die Steuerhandlungen können zudem den Betriebszustand von einem oder mehreren Sensoren oder Aktoren 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. Würde diese von einem Fachmann gelesen, würden diesem viele Änderungen und Modifikationen ersichtlich werden, die nicht vom Wesen und Umfang der Beschreibung abweichen. Beispielsweise könnten I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die in Erdgas-, Benzin-, Diesel- oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, umfassend: Einstellen eines Niveaus eines Drehmoment- oder Leistungsbedarfs, das eine Grundlage zum Anweisen eines Motorstarts und Auswählen einer Motorstartvorrichtung aus zwei oder mehr Motorstartvorrichtungen darstellt; und Starten des Motors über einen Schwungradanlasser oder über einen integrierten Startergenerator und eine Kraftübertragungsausrückkupplung als Reaktion auf die Motorstartdrehmomentreserve.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Einstellen des Niveaus des Drehmoment- oder Leistungsbedarfs ferner als Reaktion auf ein Verhältnis einer tatsächlichen kumulativen Gesamtanzahl an Motorstarts, bei denen der Schwungradanlasser den Motor anlässt, und einer tatsächlichen kumulativen Gesamtstrecke, die das Fahrzeug seit einer letzten Installation des Schwungradanlassers zurückgelegt hat.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Niveau des Drehmoment- oder Leistungsbedarfs ferner auf einem über Expansionsverbrennung erzeugten Drehmoment beruht.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Niveau des Drehmoment- oder Leistungsbedarfs ferner auf einem über Kompressionsverbrennung erzeugten Drehmoment beruht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Niveau des Drehmoment- oder Leistungsbedarf zunimmt, wenn eine tatsächliche kumulative Gesamtanzahl an Motorstarts, bei denen der Schwungradanlasser den Motor anlässt, zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Starten des Motors über den Schwungradanlasser als Reaktion darauf, dass ein Fahrerbedarf nicht unter einer Drehmoment- oder Leistungskapazität des elektrischen Systems abzüglich des Niveaus des Drehmoment- oder Leistungsbedarfs liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Starten des Motors über die Kraftübertragungsausrückkupplung oder den Schwungradanlasser als Reaktion darauf, dass ein Fahrerbedarf unter einer Drehmoment- oder Leistungskapazität des elektrischen Systems abzüglich des Niveaus des Drehmoment- oder Leistungsbedarfs liegt.
Fahrzeugsystem, umfassend: eine Brennkraftmaschine; eine elektrische Maschine; einen Schwungradanlasser; eine Kraftübertragungsausrückkupplung, die dazu konfiguriert ist, die Brennkraftmaschine selektiv an die elektrische Maschine zu koppeln; und eine Steuerung, die in nichttransitorischem Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, welche die Steuerung dazu veranlassen, eine Motorstartdrehmomentreserve als Reaktion auf Betriebsbedingungen des Schwungradanlassers einzustellen, wobei die Motorstartdrehmomentreserve eine Grundlage zum Starten der Brennkraftmaschine über den Schwungradanlasser und die elektrische Maschine darstellt.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche ausführbare Anweisungen zum Starten der Brennkraftmaschine über den Schwungradanlasser als Reaktion darauf, dass ein Fahrerbedarf nicht unter einer Drehmoment- oder Leistungskapazität eines elektrischen Systems abzüglich einer Drehmomentreserve für die elektrische Maschine und für die Kraftübertragungsausrückkupplung liegt.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche ausführbare Anweisungen zum Starten der Brennkraftmaschine über die elektrische Maschine und die Kraftübertragungsausrückkupplung als Reaktion darauf, dass ein Fahrerbedarf unter einer Drehmoment- oder Leistungskapazität eines elektrischen Systems abzüglich einer Drehmomentreserve für die elektrische Maschine und für die Kraftübertragungsausrückkupplung liegt.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 8, wobei die Motorstartdrehmomentreserve auf eine maximale Ausrückkupplungsdrehmomentkapazität zum Anlassen und Hochfahren der Brennkraftmaschine eingestellt wird.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 8, wobei die Motorstartdrehmomentreserve auf eine maximale Ausrückkupplungsdrehmomentkapazität für einen Motorstart mit hoher Dringlichkeit eingestellt wird.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 12, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Bestimmen des Motorstarts mit hoher Dringlichkeit auf Grundlage eines vorhergesagten Fahrerbedarfs.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Starten der Brennkraftmaschine als Reaktion auf die Motorstartdrehmomentreserve.