DE112016001859B4

DE112016001859B4 - Steuerung des Bremsens und/oder eines elektrischen Motors während Schaltvorgängen

Info

Publication number: DE112016001859B4
Application number: DE112016001859.2T
Authority: DE
Inventors: Jonathan A. Dickson; Jennifer K. LIGHT-HOLETS; Raymond C. Shute; Matthew D. Flessner
Original assignee: Cummins Inc; Eaton Corp
Current assignee: Eaton Intelligent Power Ltd; Cummins Inc
Priority date: 2015-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2023-06-15
Anticipated expiration: 2036-04-22
Also published as: WO2016172337A1; US20180105179A1; CN107735601A; US10737699B2; DE112016001859T5; CN107735601B

Abstract

Verfahren zum Steuern eines Hochschaltens bei einem Fahrzeug mit einem automatischen Kupplungssystem, umfassend:Verringern einer Kraftstoffmenge, die einer ersten Zylindergruppierung (202) zugeführt wird, wobei die erste Zylindergruppierung (202) kleiner ist als alle der verfügbaren Zylinder (204, 208), während eines Zuführens von Kraftstoff an eine zweite Zylindergruppierung (206), welche nicht die erste Zylindergruppierung (202) enthält, und eines Aktivierens eines elektrischen Motors/Generators (200) zum Kompensieren eines Leistungsverlusts, der aus der verringerten Kraftstoffmenge, die der ersten Zylindergruppierung (202) zugeführt wird, resultiert;Bringen (304) der ersten Zylindergruppierung (202) in einen Motorbremsmodus;Lösen (306) eines ersten Gangs der Fahrzeuggangschaltung;Verringern einer Kraftstoffmenge, die der zweiten Zylindergruppierung (206) zugeführt wird;Bewirken (308) eines Bremsens zum Verringern einer Motordrehzahl;Bestimmen, wann die erste Zylindergruppierung (202) aus dem Motorbremsmodus entfernt werden soll in Antwort auf eine Motordrehzahlverringerungsrate;Entfernen der ersten Zylindergruppierung (202) aus dem Motorbremsmodus; undEinlegen (310) eines zweiten Gangs der Gangschaltung.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US Anmeldung Anmeldenr. 62/150,631, die am 21. April 2015 eingereicht wurde und den folgenden Titel trägt: „BRAKING AND/OR ELECTRIC MOTOR CONTROL DURING SHIFTING EVENTS“ („Steuerung des Bremsens und/oder eines elektrischen Motors während Schaltvorgängen“).
GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Fahrzeugschaltungssteuerungen, insbesondere die Verwendung von Motorbremsen, regenerativem Bremsen und/oder einem elektrischen Motor/Generator, der beim Schalten von Fahrzeugen mit manuellen Getrieben und automatischen Kupplungssystemen (automatisierten manuellen Getrieben) unterstützt.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Bei vielen Nutzfahrzeugen, die mit einem automatischen Kupplungssystem AKS (englisch: Automated Manual Transmission, AMT) ausgestattet sind, können Gangwechsel ein schwieriger Übergang sein. Bei einem AKS wird die Ausführung eines Hochschaltens (Schalten zu dem nächsthöheren Gang, was netto in einer Reduzierung der Motordrehzahl resultiert) oder eines Herunterschaltens (Schalten in den nächstniedrigeren Gang, was netto in einer Verringerung der Motordrehzahl resultiert) oft durch die transiente Reaktion des Motors vorangetrieben. Während erhebliche Kraftstofferhöhungen bereitgestellt werden können, um den Motor schnell auf eine höhere Drehzahl zu beschleunigen, die für ein Herunterschalten benötigt wird, kann bei einem Hochschalten der Kraftstoff des Motors nur auf null reduziert werden und ein Abbremsen wird durch Motorreibung vorgegeben. Diese Abbremsrate kann oft dazu führen, dass Schaltdauern länger als eine Sekunde sind. Wenn der Fahrer versucht, das Fahrzeug stark zu beschleunigen, kann sich eine Unterbrechung des Motordrehmoments von einer Sekunde sehr stark anfühlen. Außerdem umfassen Versuche, die Motoreneffizienz zu verbessern, oftmals Verringerungen der Motorreibung, was in noch längeren Abbremsraten resultiert. DE 10 2007 060 822 A1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung einer Motorbremseinreichung eines Kraftfahrzeugs während eines Hochschaltvorgangs eines Getriebes. Bei herausgenommenem Gang des Getriebes und geschlossener Kupplung werden durch gleichzeitiges Aktivieren der Motorbremseinrichtung und Sperren der Kraftstoffzufuhr der Zylinder die Zylinder in Bremsbetrieb gebracht. DE 10 2013 113 741 A1 betrifft ein Steuerverfahren für ein Fahrzeuggetriebe. Eine Drehzahl des Motors wird mit einem Drehzahlsensor ermittelt, um abhängig von der Drehzahl zu bestimmen, ob ein Schalten von Gängen erfolgen soll. Durch eine Motorbremsaktion kann eine Drehzahl während eines Schaltvorgangs reduziert werden.
Es ist demgemäß eine Aufgabe der Erfindung, verringerte Abbremsdauern während dem Hochschalten zu bewirken. Es ist außerdem wünschenswert, ein Hochfahren des Drehmoments zu steuern, um die Schaltqualität zu verbessern, und eine Motorenbeschleunigung während dem Herunterschalten zu verbessern.
KURZFASSUNG
Die oben genannte Aufgabe wird durch die Verfahren der Ansprüche 1 und 4 und durch das System des Anspruchs 10 gelöst. Bei einer Ausführung stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Steuern eines Hochschaltens eines Fahrzeugs mit einem automatischen Kupplungssystem bereit, umfassend: Verringern einer Kraftstoffmenge, die einer ersten Zylindergruppierung zugeführt wird, wobei die erste Zylindergruppierung kleiner ist als alle der verfügbaren Zylinder; Bringen der ersten Zylindergruppierung in einen Motorbremsmodus; Lösen eines ersten Gangs der Fahrzeuggangschaltung; Verringern einer Kraftstoffmenge, die einer zweiten Zylindergruppierung zugeführt wird, welche nicht die erste Zylindergruppierung enthält; Bewirken eines Bremsens zum Verringern einer Motordrehzahl; und Einlegen eines zweiten Gangs der Gangschaltung. Ein Aspekt dieser Ausführungsform umfasst außerdem ein Entfernen der ersten Zylindergruppierung aus dem Motorbremsmodus bevor der zweite Gang eingelegt wird. Eine Variante von diesem Aspekt umfasst außerdem ein Bestimmen, wann die erste Zylindergruppierung aus dem Motorbremsmodus entfernt werden soll in Antwort auf eine Motordrehzahlverringerungsrate. Bei einem weiteren Aspekt umfasst das Bewirken des Bremsens ein Aktivieren eines Motors/Generators des Fahrzeugs zum Bereitstellen eines regenerativen Bremsens. Bei wiederum einem weiteren Aspekt ist das Bremsen ein Kompressionsbremsen. Ein anderer Aspekt dieser Offenbarung umfasst außerdem ein Detektieren eines Beginns eines Hochschaltvorgangs. Bei einer Variante dieses Aspekts umfasst das Detektieren eines Beginns eines Hochschaltvorgangs ein Detektieren von mindestens einem aus: einer Pedalposition, einer Motordrehzahl und einer Drehmomentcharakteristik. Bei einem weiteren Aspekt dieser Ausführung umfasst das Verringern der Kraftstoffmenge, die der ersten Zylindergruppierung zugeführt wird, ein Zuführen von Kraftstoff an die zweite Zylindergruppierung und ein Aktivieren eines elektrischen Motors zum Kompensieren eines Leistungsverlusts, welcher aus der verringerten Kraftstoffmenge, die der ersten Zylindergruppierung zugeführt wird, resultiert. Bei einem weiteren Aspekt dieser Ausführung wird das Entfernen der ersten Zylindergruppierung aus dem Motorbremsmodus durchgeführt in Antwort darauf, dass die Motordrehzahl einen ersten Drehzahlgrenzwert erreicht, und das Einlegen des zweiten Gangs wird durchgeführt in Antwort darauf, dass die Motordrehzahl einen zweiten Drehzahlgrenzwert erreicht. Ein weiterer Aspekt umfasst außerdem ein Hochfahren des Motordrehmoments nach dem Einlegen des zweiten Gangs, indem Kraftstoff der ersten Zylindergruppierung und der zweiten Zylindergruppierung zugeführt wird.
Bei einer weiteren Ausführung stellt die vorliegende Offenbarung ein System zum Steuern eines Hochschaltens bei einem Fahrzeug mit einem automatischen Kupplungssystem bereit, umfassend: ein ECM; eine erste Gruppierung von Einspritzdüsen, die eingerichtet ist zum Zuführen von Kraftstoff an eine korrespondierende erste Zylindergruppierung, wobei die erste Zylindergruppierung kleiner ist als alle der verfügbaren Zylinder; eine zweite Gruppierung von Einspritzdüsen, die eingerichtet ist zum Zuführen von Kraftstoff an eine korrespondierende zweite Zylindergruppierung, welche nicht die erste Zylindergruppierung enthält; und einen Motor/Generator; wobei das ECM dazu eingerichtet ist, die erste Gruppierung von Einspritzdüsen zu veranlassen, eine Kraftstoffmenge, die der ersten Zylindergruppierung zugeführt wird, zu verringern, die erste Zylindergruppierung in einen Motorbremsmodus zu bringen, einen ersten Gang von der Fahrzeuggangschaltung zu lösen, die zweite Gruppierung von Einspritzdüsen zu veranlassen, eine Kraftstoffmenge zu verringern, welche der zweiten Zylindergruppierung zugeführt wird, den Motor/Generator zu aktivieren, um die Motordrehzahl durch Bremsen zu verringern, und einen zweiten Gang von der Fahrzeuggangschaltung einzulegen.
Gemäß einem Aspekt von dieser Ausführung ist das ECM außerdem dazu eingerichtet, die erste Zylindergruppierung aus dem Motorbremsmodus zu entfernen, bevor der zweite Gang eingelegt wird. Bei einem weiteren Aspekt ist das ECM außerdem dazu eingerichtet, zu bestimmen, wann die erste Zylindergruppierung aus dem Motorbremsmodus entfernt wird in Antwort auf eine Motordrehzahlverringerungsrate. Bei wiederum einem weiteren Aspekt ist das Bremsen ein Kompressionsbremsen. Bei einem weiteren Aspekt ist das ECM außerdem dazu eingerichtet, einen Beginn eines Hochschaltvorgangs zu detektieren. Bei einer Variante dieses Aspekts ist das ECM dazu eingerichtet, einen Beginn eines Hochschaltvorgangs dadurch zu erkennen, dass mindestens eines aus folgendem detektiert wird: eine Pedalposition, eine Motordrehzahl und eine Drehmomentcharakteristik. Bei wiederum einer weiteren Ausführungsform ist das ECM dazu eingerichtet, die erste Gruppierung von Einspritzdüsen dazu zu veranlassen, das Motordrehmoment nach Einlegen des zweiten Gangs hochzufahren, indem Kraftstoff sowohl der ersten Zylindergruppierung als auch der zweiten Zylindergruppierung zugeführt wird.
Figurenliste
Die oben beschriebenen und weitere Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung und die Weise, diese zu erreichen, werden besser ersichtlich und die Erfindung selbst wird besser verständlich durch Bezug auf die folgende Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen stehen, wobei:

1 ein Flussdiagramm von einem Verfahren des Stands der Technik zum Steuern eines Gangwechsels ist;
2A-B Blockdiagramme von Teilen eines Motors, der mit einem Motorsteuermodul gekoppelt ist, sind; und
3 ein Flussdiagramm von einem Verfahren zum Steuern eines Schaltens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist.

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen über die mehreren Ansichten hinweg einander entsprechende Teile. Die hierin dargelegten Beispiele illustrieren beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung und diese Beispiele sollen nicht so verstanden werden, dass sie den Umfang der Erfindung in irgendeiner Weise beschränken würden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Mit Bezug auf zunächst 1 wird ein Überblick eines Verfahrens des Stands der Technik zum Ausführen eines Hochschaltens bei einem Fahrzeug mit AMT gezeigt. Die Schritte des Verfahrens 100 ahmen im Wesentlichen die Handlungen eines Fahrers nach, der ein gleiches Hochschalten unter Verwendung einer manuellen Gangschaltung ausführt. Wie gezeigt wird in Schritt 102 das Drehmoment auf null reduziert. Im Allgemeinen wird dieser Schritt ausgeführt, um entweder die Antriebsanlage zu entlasten, um ein Lösen der Gangschaltung ohne die Hilfe einer Rutschkupplung zu ermöglichen, oder um das Rüttelgefühl einer Drehmomentdiskontinuität, wenn die Antriebsanlage mit oder ohne Rutschkupplung gelöst wird, zu vermeiden. Am Ende des Schritts 102 wird der Motor keine Arbeit leisten und eine Motorkraftstoffzufuhr ist folglich gleich bloß derjenigen Kraftstoffzufuhr, die zum Überwinden der eigenen inneren Reibung des Motors erforderlich ist. Diese Kraftstoffzufuhrhöhe ist relativ niedrig im Vergleich zu der Kraftstoffzufuhrspanne des Motors.
In Schritt 104 wird die Antriebsanlage tatsächlich entkoppelt/gelöst. Wenn die Motorkraftstoffzufuhr (und das Drehmoment) während Schritt 102 auf den korrekten Wert heruntergefahren sind, dann wird das Lösen der Antriebsanlage des Fahrzeugs vom Motor bei Schritt 104 eine minimale Wirkung auf die Motordrehzahl haben.
Als nächstes wird in Schritt 106 die Motordrehzahl reduziert auf einen Wert, der mit der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und dem gewünschten nächsten Gang in Einklang ist. Für viele Fahrzeuge wird dies irgendetwas zwischen einem 15% und 30% Abfall in den U/min des Motors erfordern. Da die Kraftstoffzufuhr in Schritt 102 bereits erheblich reduziert worden ist, um ein Lösen des Antriebssystems in Schritt 104 zu erleichtern, gibt es sehr wenig, was die Motorsteuereinheit tun kann, um ein schnelleres Bremsen zu bewirken. Die Kraftstoffzufuhr kann nur auf null gesenkt werden, an welchem Punkt Motorreibung plus zugehörige Lasten alles sind, was zu Bremskräften beitragen kann. Demgemäß ist Schritt 106 oftmals der Geschwindigkeitsfaktor für resultierende Gangwechselzeiten.
Wenn die Motordrehzahl das neue Ziel erreicht hat, wird als nächstes in Schritt 108 das Antriebssystem wieder verbunden. Schließlich wird in Schritt 10 das Drehmoment auf das Niveau hochgefahren, das durch den Fahrer bestimmt wird.
Wie dem Fachmann bekannt ist, stellt das Verfahren 100 aus 1 einen Kompromiss zwischen Schnelligkeit und Weichheit dar. Es gibt Dinge, die getan werden könnten, um den Vorgang zu beschleunigen, aber solche Änderungen könnten dazu führen, dass sich das Hochschalten für den Fahrer hart / rau anfühlt. Alternativ gibt es Dinge, die getan werden könnten, damit sich das Hochschalten für den Fahrer weicher anfühlt, aber solche Änderungen könnten zu einer übermäßigen gesamten Gangschaltzeit führen. Die zwei Schritte, die am relevantesten für diesen Kompromiss sind, sind Schritt 106 und Schritt 110. Schritt 106 ist relevant wegen der Schwierigkeit, die Beschleunigungsrate des Motors zu verbessern. Schritt 110 ist relevant, weil die weiche Wiederherstellung des vom Fahrer angeordneten Drehmoments diejenige Phase ist, die am ehesten vom Fahrer gefühlt wird. Die vorliegende Offenbarung geht auf diese beiden Problematiken für (hybride) Fahrzeuge ein.
Während Schritt 106 ist es gewünscht, die Motordrehzahl und dadurch die kinetische Energie des Motors zu reduzieren, als Vorbereitung für ein Wiederverbinden des Antriebsystems in Schritt 108. Ein Motorbremsen kann genutzt werden, um die Motordrehzahl zu verringern. Bei einer Ausführungsform der Offenbarung werden die Zylinder des Motors in mindestens zwei Gruppen/Gruppierungen betrieben.
Mit Bezug auf 2A umfasst der Motor 200 bei diesem Beispiel eine erste Gruppierung 202 von Zylindern 204 und eine zweite Gruppierung 206 von Zylindern 208. Es ist zu verstehen, dass mehr oder weniger Zylindergruppierungen genutzt werden können, und dass die Anzahl an Zylindern in jeder Gruppierung nicht gleich sein muss. Jedem Zylinder in jeder Gruppierung wird Kraftstoff durch eine Einspritzdüse 210 zugeführt, unter der Steuerung durch ein Motorsteuermodul (englisch: Engine Control Module, ECM) 212.
2B zeigt den Motor 200 mit mehr Details. Wie dargestellt, umfasst der Motor 200 allgemein einen Motorkörper 12, welcher einen Motorblock 14 und einen Zylinderkopf 16, der mit dem Motorblock 14 verbunden ist, ein Kraftstoffsystem 18 und ein Steuersystem 20 aufweist, welches das ECM 212 umfasst. Das Steuersystem 20 empfängt Signale von Sensoren, die sich am Motor 200 befinden und überträgt Steuersignale an Vorrichtungen, die sich am Motor 200 befinden, um die Arbeitsweise von diesen Vorrichtungen zu steuern, beispielsweise von einer oder mehreren Einspritzdüsen 210, wie oben beschrieben.
Der Motorkörper 12 umfasst eine Kurbelwelle 22, eine Mehrzahl an Kolben 24 und eine Mehrzahl an Verbindungsstangen / Pleuel 26. Die Kolben 24 sind für ein Hin- und Herbewegen in einer Mehrzahl von korrespondierenden Motorzylindern 204 angeordnet (die Zylinder 208 sind nicht dargestellt), wobei ein Kolben in jedem Motorzylinder 204 angeordnet ist. Ein Pleuel 26 verbindet jeden Kolben 24 mit der Kurbelwelle 22. Wie der Fachmann verstehen wird, bewirkt die Bewegung der Kolben 204 durch die Wirkung eines Verbrennungsprozesses im Motor 200, dass die Verbindungsstangen / Pleuel 26 die Kurbelwelle 22 bewegen.
Eine Mehrzahl an Einspritzdüsen 210 ist innerhalb des Zylinderkopfes 16 angeordnet. Jede Einspritzdüse 30 ist fluidmäßig mit einer Brennkammer 32 verbunden, von denen jede durch einen Kolben 24, den Zylinderkopf 16 und den Bereich des Motorzylinders 204, der sich zwischen einem entsprechenden Kolben 24 und dem Zylinderkopf 16 erstreckt, gebildet ist. Das Kraftstoffsystem 18 stellt den Einspritzdüsen 210 Kraftstoff bereit, welcher sodann in die Brennkammer 32 durch die Wirkung von Einspritzdüsen 30 eingespritzt wird, was ein oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorgänge darstellt. Solche Kraftstoffeinspritzvorgänge können definiert sein als das Zeitintervall, welches mit der Bewegung von einer Düse oder einem Nadelventilelement (nicht dargestellt) der Einspritzdüse 210 beginnt, was ermöglicht, das Kraftstoff von der Einspritzdüse 210 in eine zugehörige Brennkammer 32 strömt, bis die Düse oder das Nadelventilelement den Strom an Kraftstoff von der Einspritzdüse 210 in die Brennkammer 32 blockiert.
Das Kraftstoffsystem 18 umfasst einen Kraftstoffkreislauf 34, einen Kraftstofftank 36, welcher Kraftstoff enthält, eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 38, welche entlang dem Kraftstoffkreislauf 34 stromabwärts von dem Kraftstofftank 36 angeordnet ist, und einen Kraftstoffakkumulator/-sammler oder -Rail 38, welcher entlang dem Kraftstoffkreislauf 34 stromabwärts von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 38 angeordnet ist. Während der Kraftstoffakkumulator oder -Rail 40 als eine einzige Einheit oder ein einziges Element dargestellt ist, kann der Akkumulator 40 über eine Mehrzahl von Elementen verteilt sein, welche Kraftstoff unter Hochdruck ausgeben oder empfangen, wie zum Beispiel Einspritzdüse(n) 210, die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 38 und beliebige Leitungen, Passagen, Röhren, Schläuche und ähnliches, welche den Kraftstoff unter Hochdruck zu der Mehrzahl an Elementen leiten. Das Kraftstoffsystem 18 kann außerdem ein Einlassdosierventil 44 umfassen, welches entlang dem Kraftstoffkreislauf 34 stromaufwärts von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 38 angeordnet ist, und ein oder mehrere Auslassrückschlagventile 46 umfassen, welche entlang dem Kraftstoffkreislauf 34 stromabwärts von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 38 angeordnet sind, um einen einseitig gerichteten Kraftstoffstrom von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 38 zum Kraftstoffakkumulator 40 zu erlauben. Obwohl nicht dargestellt, können zusätzliche Elemente entlang dem Kraftstoffkreislauf 34 angeordnet sein. Beispielsweise können Einlassrückschlagventile stromabwärts vom Einlassdosierventil 44 und stromaufwärts von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 38 angeordnet sein, oder Einlassrückschlagventile können in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 38 eingebaut sein. Das Einlassrückschlagventil 44 hat die Fähigkeit, einen Kraftstoffstrom von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 38 zu variieren oder zu beenden, was somit einen Kraftstoffstrom zum Kraftstoffakkumulator 40 beendet. Der Kraftstoffkreislauf 34 verbindet den Kraftstoffakkumulator 40 mit den Einspritzdüsen 210, welche Kraftstoff vom Kraftstoffakkumulator 40 empfangen und sodann kontrollierte Kraftstoffmengen den Brennkammern 32 zuführen. Das Kraftstoffsystem 18 kann auch einen Niedrigdruckkraftstoffpumpe 48 umfassen, welche entlang dem Kraftstoffkreislauf 34 zwischen dem Kraftstofftank 36 und der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 38 angeordnet ist. Die Niedrigdruck-Kraftstoffpumpe 48 erhöht den Kraftstoffdruck auf einen ersten Druckwert, bevor Kraftstoff in die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 38 strömt.
Das Steuersystem 20 kann ein ECM 212, einen Kabelbaum 52, ein Schnittstellenmodul 60 und einen Schnittstellenmodul-Kabelbaum 62 umfassen. Das Steuersystem 20 kann auch einen Akkumulatordrucksensor 54, einen Zylinderdrucksensor, welcher entweder direkt oder indirekt einen Zylinderdruck misst, und einen Kurbelwellenwinkelsensor (unten beschrieben) umfassen. Während der Sensor 54 als ein Drucksensor beschrieben wird, kann der Sensor 54 auch andere Vorrichtungen darstellen, welche kalibriert werden können, um ein Drucksignal bereitzustellen, welches einen Kraftstoffdruck darstellt, beispielsweise einen Kraftwandler, einen Dehnungsmessstreifen oder eine andere Vorrichtung. Der Zylinderdrucksensor kann ein Sensor wie ein Dehnungsmessstreifensensor 59 sein, welcher an einem Ort zum Messen der Kraft, die in der Brennkammer 32 erzeugt wird, angeordnet ist. Zum Beispiel kann der Dehnungsmessstreifensensor 59 entlang der Verbindungsstange 26 angeordnet sein, wie in der beispielhaften Ausführungsform von 2B gezeigt, und daher misst der Dehnungsmessstreifensensor 59 indirekt den Druck in der Brennkammer 32. Ein Zylinderdrucksensor 61 kann so angeordnet sein, dass er direkt den Druck in der Brennkammer 32 misst. Der Kurbelwellenwinkelsensor kann ein Zahnradsensor 56, ein drehbarer Hall-Sensor 58 oder eine andere Vorrichtungsart sein, welche dazu fähig ist, den Rotationswinkel der Kurbelwelle 22 zu messen. Das Steuersystem 20 verwendet Signale, die vom Akkumulatordrucksensor 54 und vom Kurbelwellenwinkelsensor empfangen werden, um den von der Brennkammer aufgenommenen Kraftstoff zu bestimmen.
Das ECM 212 kann Zustände vom Motor 200 oder eines zugehörigen Fahrzeugs, das durch den Motor 200 angetrieben wird, überwachen und ein oder mehrere Untersysteme des Motors 200 steuern, beispielsweise das Kraftstoffsystem 18. Bei bestimmten Ausführungsformen bildet das ECM 212 einen Teil eines Verarbeitungsuntersystems, welches eine oder mehrere Rechenvorrichtungen mit Speicher-, Verarbeitungs- und Kommunikationshardware umfasst. Das ECM 212 kann eine einzelne Vorrichtung oder eine verteilte Vorrichtung sein und die Funktionen des ECM 212 können durch Hardware und/oder als Computeranweisungen auf einem nichtflüchtigen computer-lesbaren Speichermedium ausgeführt werden. Das ECM 212 kann digitale und/oder analoge Schaltungen umfassen. Das ECM 212 kann mit bestimmten Komponenten des Motors 200 durch einen Kabelbaum 52 verbunden sein, wobei eine solche Verbindung durch andere Mittel erfolgen kann, was ein drahtloses System umfassen kann. Beispielsweise kann das ECM 212 mit dem Einlassdosierventil 44 und dem Schnittstellenmodul 60 verbunden sein und an diese Steuersignale geben. Das Schnittstellenmodul 60 ist mit den Einspritzdüsen 210 mittels des Schnittstellenmodulkabelbaums 62 verbunden.
Wenn der Motor 200 in Betrieb ist, bewirkt ein Verbrennen in den Brennkammern 32 die Bewegung der Kolben 24. Die Bewegung der Kolben 24 bewirkt das Bewegen der Verbindungsstangen/Pleuel 26, welche antriebsmäßig mit der Kurbelwelle 22 verbunden sind, und die Bewegung der Verbindungsstangen bewirkt eine Drehbewegung der Kurbelwelle 22. Der Drehwinkel der Kurbelwelle 22 wird durch das ECM 212 überwacht, um bei einer Zeitwahl von Verbrennungsvorgängen im Motor 200 zu helfen und für andere Zwecke. Der Drehwinkel der Kurbelwelle 22 kann an einer Mehrzahl von Orten gemessen werden, umfassend an einer Hauptkurbelwellenscheibe (nicht dargestellt), einem Motorschwungrad (nicht dargestellt), einer Motornockenwelle (nicht dargestellt), oder an der Nockenwelle selbst. Das Messen des Drehwinkels der Kurbelwelle 22 kann mit einem Zahnradsensor 56, einem drehbaren Hall-Sensor 58 und durch andere Techniken erfolgen. Ein Signal, das den Drehwinkel der Kurbelwelle 22 darstellt, was auch als Kurbelwellenwinkel bezeichnet wird, wird vom Zahnradsensor 56, dem drehbaren Hall-Sensor 58 oder der anderen Vorrichtung an das ECM 212 übertragen.
Der Kraftstoffdrucksensor 54 ist mit dem Kraftstoffakkumulator 40 gekoppelt und ist dazu in der Lage, den Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffakkumulator 40 zu detektieren oder zu messen. Der Kraftstoffdrucksensor 54 transmittiert oder sendet Signale, die den Kraftstoffdruck im Kraftstoffakkumulator 40 angeben, an das ECM 212. Der Kraftstoffakkumulator 40 ist mit jeder Einspritzdüse 210 verbunden. Das Steuersystem 20 gibt Steuersignale an die Einspritzdüsen 210, welche Betriebsparameter für jede Einspritzdüse 210 bestimmen, wie zum Beispiel die Zeitdauer, für welche die Einspritzdüsen 210 betrieben werden, und die Kraftstoffrate, die während einem Kraftstoffeinspritzvorgang eingespritzt wird, was die Kraftstoffmenge bestimmt, die durch jede Einspritzdüse 210 ausgegeben wird.
Abhängig von der Motorenanwendung, kann das Motorbremsen, das zum Reduzieren der Motordrehzahl verwendet wird, ein Kompressionsbremsen oder eine beliebige andere geeignete Motorbremstechnik sein. Ein Prozess 300 zum Steuern eines Hochschaltvorgangs ist in 3 dargestellt. Wie gezeigt besteht der erste Schritt 302 darin, den Beginn eines Hochschaltvorgangs zu detektieren. Dies kann durch viele verschiedene Wege erreicht werden, beispielsweise durch Messen der Pedalposition, der Motordrehzahlen, von Drehmomentcharakteristiken usw. In Schritt 304 wird Kraftstoff zur ersten Gruppierung 202 an Zylindern und zu solchen Zylindern, die über die Motorbremshardware in einem Motorbremsmodus gebracht sind, blockiert. Auch während Schritt 304 wird die zweite Gruppierung 206 an Zylindern mit Kraftstoff versorgt und ein elektrischer Motor wird verwendet, um den Leistungsverlust zu kompensieren, der durch die erste Gruppierung 202 an Zylindern resultiert.
In Schritt 306 wird ein Gang von der Schaltung gelöst, während Kraftstoff davon abgehalten (oder verringert) wird, den Zylindern der zweiten Gruppierung 206 zugeführt zu werden, um eine Verringerung in der Motordrehzahl zu erzeugen, um ein Hochschalten zu ermöglichen. Es ist zu verstehen, dass bei einer Ausführung dieser Offenbarung ein Bremsen auch wie durch Schritt 308 angegeben verwendet werden kann, um die Zeitdauer zu reduzieren, die für eine Verringerung der Motordrehzahl auf eine Drehzahl, die ein Hochschalten ermöglicht, benötigt wird. Wenn das Bremsen bei Schritt 308 verwendet wird, kann bei einer Ausführung die erste Zylinder-Gruppierung 202 aus dem Motorbremsmodus herausgenommen werden, bevor der Gang in Schritt 310 eingelegt/verbunden wird. Die Zeit, zu der dies erfolgt, kann basierend auf der Rate ermittelt werden, mit welcher sich die Motordrehzahl der reduzierten Drehzahl annähert, welche erforderlich ist, um das Hochschalten zu ermöglichen. Alternativ können zwei Drehzahlgrenzwerte verwendet werden - einer zum Ausschalten des Motorbremsens und einer zum Ermöglichen des Hochschaltens. Diese Grenzwerte können für verschiedene Gänge variieren (d.h. höhere Gänge gegenüber niedrigeren Gängen).
Nachdem der höhere Gang in Schritt 310 eingelegt ist, wird wieder allen Zylindern Kraftstoff zugeführt, so wie es durch den Motorbetrieb gefordert ist, und das Drehmoment wird hochgefahren. Es kann vorgesehen sein, dass den Zylindern, bei denen die Motorbremsen angewandt wurden, Kraftstoff erst wieder zugeführt wird, nachdem eine Ausschaltzeit (d.h. eine Verzögerung) von den Bremsvorrichtungen vorüber ist.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Hochschaltens bei einem Fahrzeug mit einem automatischen Kupplungssystem, umfassend: Verringern einer Kraftstoffmenge, die einer ersten Zylindergruppierung (202) zugeführt wird, wobei die erste Zylindergruppierung (202) kleiner ist als alle der verfügbaren Zylinder (204, 208), während eines Zuführens von Kraftstoff an eine zweite Zylindergruppierung (206), welche nicht die erste Zylindergruppierung (202) enthält, und eines Aktivierens eines elektrischen Motors/Generators (200) zum Kompensieren eines Leistungsverlusts, der aus der verringerten Kraftstoffmenge, die der ersten Zylindergruppierung (202) zugeführt wird, resultiert; Bringen (304) der ersten Zylindergruppierung (202) in einen Motorbremsmodus; Lösen (306) eines ersten Gangs der Fahrzeuggangschaltung; Verringern einer Kraftstoffmenge, die der zweiten Zylindergruppierung (206) zugeführt wird; Bewirken (308) eines Bremsens zum Verringern einer Motordrehzahl; Bestimmen, wann die erste Zylindergruppierung (202) aus dem Motorbremsmodus entfernt werden soll in Antwort auf eine Motordrehzahlverringerungsrate; Entfernen der ersten Zylindergruppierung (202) aus dem Motorbremsmodus; und Einlegen (310) eines zweiten Gangs der Gangschaltung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bewirken (308) des Bremsens ein Aktivieren des elektrischen Motors/Generators (200) des Fahrzeugs zum Bereitstellen eines regenerativen Bremsens umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bremsen ein Kompressionsbremsen ist.
Verfahren zum Steuern eines Hochschaltens bei einem Fahrzeug mit einem automatischen Kupplungssystem, umfassend: Verringern einer Kraftstoffmenge, die einer ersten Zylindergruppierung (202) zugeführt wird, wobei die erste Zylindergruppierung (202) kleiner ist als alle der verfügbaren Zylinder (204, 208); Bringen (304) der ersten Zylindergruppierung (202) in einen Motorbremsmodus; Lösen (306) eines ersten Gangs der Fahrzeuggangschaltung; Verringern einer Kraftstoffmenge, die einer zweiten Zylindergruppierung (206) zugeführt wird, welche nicht die erste Zylindergruppierung (202) enthält; Bewirken (308) eines Bremsens durch Aktivieren eines elektrischen Motors/Generators (200) des Fahrzeugs zum Bereitstellen eines regenerativen Bremsens zum Verringern einer Motordrehzahl; und Einlegen (310) eines zweiten Gangs der Gangschaltung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, außerdem umfassend: Detektieren (302) eines Beginns eines Hochschaltvorgangs.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Detektieren (302) eines Beginns eines Hochschaltvorgangs ein Detektieren von mindestens einem aus einer Pedalposition, einer Motordrehzahl und einer Drehmomentcharakteristik umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verringern der Kraftstoffmenge, die der ersten Zylindergruppierung (202) zugeführt wird, ein Zuführen von Kraftstoff an die zweite Zylindergruppierung (206) und ein Aktivieren des elektrischen Motors/Generators zum Kompensieren eines Leistungsverlusts, der aus der verringerten Kraftstoffmenge, die der ersten Zylindergruppierung (202) zugeführt wird, resultiert, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Entfernen der ersten Zylindergruppierung (202) aus dem Motorbremsmodus durchgeführt wird in Antwort darauf, dass die Motordrehzahl einen ersten Drehzahlgrenzwert erreicht, und wobei das Einlegen des zweiten Gangs durchgeführt wird in Antwort darauf, dass die Motordrehzahl einen zweiten Drehzahlgrenzwert erreicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welches außerdem ein Hochfahren (312) des Motordrehmoments nach dem Einlegen (310) des zweiten Gangs umfasst, indem Kraftstoff der ersten Zylindergruppierung (202) und der zweiten Zylindergruppierung (206) zugeführt wird.
System zum Steuern eines Hochschaltens bei einem Fahrzeug mit einem automatischen Kupplungssystem, umfassend: ein ECM (212); eine erste Gruppierung von Einspritzdüsen (210), die eingerichtet ist zum Zuführen von Kraftstoff an eine korrespondierende erste Zylindergruppierung (202), wobei die erste Zylindergruppierung (202) kleiner ist als alle der verfügbaren Zylinder (204, 208); eine zweite Gruppierung von Einspritzdüsen (210), die eingerichtet ist zum Zuführen von Kraftstoff an eine korrespondierende zweite Zylindergruppierung (206), welche nicht die erste Zylindergruppierung (202) enthält; und einen elektrischen Motor/Generator (200); wobei das ECM (212) dazu eingerichtet ist, die erste Gruppierung von Einspritzdüsen (210) zu veranlassen, eine Kraftstoffmenge, die der ersten Zylindergruppierung (202) zugeführt wird, zu verringern, die erste Zylindergruppierung (202) in einen Motorbremsmodus zu bringen, einen ersten Gang von der Fahrzeuggangschaltung zu lösen, die zweite Gruppierung von Einspritzdüsen (210) zu veranlassen, eine Kraftstoffmenge zu verringern, welche der zweiten Zylindergruppierung (206) zugeführt wird, den elektrischen Motor/Generator (200) zu aktivieren, um die Motordrehzahl durch Bremsen zu verringern, und einen zweiten Gang von der Fahrzeuggangschaltung einzulegen.
System nach Anspruch 10, wobei das ECM (212) außerdem dazu eingerichtet ist, die erste Zylindergruppierung (202) aus dem Motorbremsmodus zu entfernen, bevor der zweite Gang eingelegt wird.
System nach Anspruch 11, wobei das ECM (212) außerdem dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, wann die erste Zylindergruppierung (202) aus dem Motorbremsmodus entfernt wird in Antwort auf eine Motordrehzahlverringerungsrate.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Bremsen ein Kompressionsbremsen umfasst.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das ECM (212) außerdem dazu eingerichtet ist, einen Beginn eines Hochschaltvorgangs zu detektieren (302).
System nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das ECM (212) dazu eingerichtet ist, den Beginn des Hochschaltvorgangs dadurch zu erkennen, dass mindestens eines aus folgendem detektiert wird: eine Pedalposition, eine Motordrehzahl und eine Drehmomentcharakteristik.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei das ECM (212) dazu eingerichtet ist, die erste Gruppierung von Einspritzdüsen (210) dazu zu veranlassen, das Motordrehmoment nach Einlegen des zweiten Gangs hochzufahren, indem Kraftstoff sowohl der ersten Zylindergruppierung (202) als auch der zweiten Zylindergruppierung (206) zugeführt wird.