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DE102017116584A1 - Verfahren und systeme zum betreiben eines verbrennungsmotors - Google Patents

Verfahren und systeme zum betreiben eines verbrennungsmotors Download PDF

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DE102017116584A1
DE102017116584A1 DE102017116584.3A DE102017116584A DE102017116584A1 DE 102017116584 A1 DE102017116584 A1 DE 102017116584A1 DE 102017116584 A DE102017116584 A DE 102017116584A DE 102017116584 A1 DE102017116584 A1 DE 102017116584A1
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DE
Germany
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engine
torque
catalyst
internal combustion
idle speed
Prior art date
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Application number
DE102017116584.3A
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English (en)
Inventor
Ross Dykstra Pursifull
Ralph Wayne Cunningham
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
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Filing date
Publication date
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Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zum Erhöhen der Unterdruckerzeugung des Verbrennungsmotors und der Katalysatorerwärmung eines Hybridantriebs beschrieben. In einem Beispiel dreht ein Motor/Generator einen Verbrennungsmotor mit einer Leerlaufdrehzahl, während der Verbrennungsmotor Luft und Kraftstoff verbrennt, ohne ein Drehmoment bereitzustellen, das ausreicht, um den Verbrennungsmotor so zu drehen, dass der Zündzeitpunkt von dem minimalen Zündzeitpunkt für das beste Drehmoment vorgezogen oder verzögert sein kann, um einen Katalysator zu erwärmen und einen Unterdruck für Unterdruckabnehmer zu generieren.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft Verfahren und Systeme zum Betreiben eines Antriebs eines Hybridfahrzeugs. Die Verfahren und Systeme können besonders für Hybridfahrzeuge nützlich sein, die einen Verbrennungsmotor und einen über einen Riemen integrierten Anlasser/Generator und/oder einen Motor/Generator einschließen.
  • Hintergrund und Kurzdarstellung
  • Ein Verbrennungsmotor kann einen Abgaskatalysator einschließen, um Abgase des Verbrennungsmotors zu N2, H2O und CO2 zu verarbeiten. Sobald der Katalysator eine Anspringtemperatur des Katalysators erreicht hat, stellt der Katalysator einen Schwellenabgasumwandlungswirkungsgrad bereit. Die Anspringtemperatur des Katalysators ist viel höher als die Umgebungstemperatur. Folglich kann der Katalysator Abgase nicht so effizient umwandeln, wie es gewünscht ist, nachdem ein Verbrennungsmotor aus Umgebungsbedingungen angelassen wurde. Eine Möglichkeit, um die Effizienz des Katalysators während des Anlassens des Verbrennungsmotors zu erhöhen, liegt darin, den Zündzeitpunkt kurz nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors von einem grundlegenden Zündzeitpunkt zu verzögern, sodass ein größerer prozentualer Anteil an Wärme, die bei der Verbrennung von Luft und Kraftstoff in dem Zylinder freigesetzt wird, den Katalysator erreicht. Ferner kann eine Menge an Luft, die in Verbrennungsmotorzylinder eingeleitet wird, erhöht werden, um die Katalysatortemperatur früher nach dem Motorstart weiter zu erhöhen. Jedoch wird durch eine steigende Menge an Luft, die in den Verbrennungsmotor eingeleitet wird, der Unterdruck verringert, der von dem Verbrennungsmotor erzeugt wird. Folglich kann der Verbrennungsmotor dazu in der Lage sein, Unterdruckabnehmern, wie etwa Fahrzeugbremsen, während des Anlassens des Verbrennungsmotors weniger Unterdruck zuzuführen. Wenn ein Fahrer Fahrzeugbremsen nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors betätigt, wenn wenig Unterdruck vorhanden ist, kann sich das Bremspedal für den Fahrer hart anfühlen. Demnach kann es wünschenswert sein, eine Möglichkeit zum Erwärmen eines Katalysators bereitzustellen, während bei Bedingungen mit niedrigem Fahrerbedarfsdrehmoment ein Unterdruck für Unterdruckabnehmer bereitgestellt wird.
  • Die Erfinder haben hierin die zuvor erwähnten Probleme erkannt und ein Verbrennungsmotorbetriebsverfahren entwickelt, umfassend: Verbrennen von Luft und Kraftstoff in Zylindern eines Verbrennungsmotors mit einer Leerlaufdrehzahl, während ein Verbrennungsmotordrehmoment bereitgestellt wird, das nicht ausreicht, um den Verbrennungsmotor mit der Leerlaufdrehzahl zu drehen; und Drehen des Verbrennungsmotors mit der Leerlaufdrehzahl über ein Drehmoment, das von einem Elektromotor erzeugt wird, während als Reaktion auf eine Anfrage zum Erwärmen eines Katalysators ein Verbrennungsmotordrehmoment bereitgestellt wird, das nicht ausreicht, um den Verbrennungsmotor mit der Leerlaufdrehzahl zu drehen.
  • Indem einem Elektromotor befohlen wird, einen Verbrennungsmotor zu drehen, während der Verbrennungsmotor Luft und Kraftstoff mit einer Leerlaufdrehzahl verbrennt und ein Drehmoment erzeugt, das nicht ausreicht, um den Verbrennungsmotor zu drehen, kann eine erhöhte Menge an Wärmeenergie bereitgestellt werden, um einen Katalysator zu erwärmen. Zum Beispiel kann der Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors von einem minimalen Zündzeitpunkt für das beste Verbrennungsmotordrehmoment (MBT) verzögert werden, sodass der Verbrennungsmotor ein Drehmoment erzeugt, das nicht ausreicht, um den Verbrennungsmotor mit der Leerlaufdrehzahl zu drehen. Durch den verzögerten Zündzeitpunkt wird die Zündung so verzögert, dass zusätzliche Wärme aus dem Verbrennungsmotor zu dem Katalysator strömt. Ferner kann der Verbrennungsmotor über den Elektromotor gedreht werden, um einen zusätzlichen Unterdruck zu generieren. Indem die Last an dem Verbrennungsmotor über den Elektromotor verringert wird, kann der Verbrennungsmotor mit weniger Luft betrieben werden, sodass die Drossel weiter geschlossen werden kann, um einen zusätzlichen Unterdruck für Unterdruckabnehmer an Bord des Fahrzeugs zu generieren.
  • Die vorliegende Beschreibung kann verschiedene Vorteile bereitstellen. Konkret können durch den Ansatz die Zeit für die Katalysatorerwärmung und Verbrennungsmotoremissionen verringert werden. Ferner kann der Ansatz einen erhöhten Unterdruck bereitstellen, wenn ein Unterdruck schwierig zu erzeugen ist. Darüber hinaus liefert der Ansatz eine Möglichkeit zum Erwärmen eines Katalysators über die Fahrzeugbatterie, ohne dass ein elektrisches Heizelement in dem Abgassystem des Fahrzeugs installiert werden muss.
  • Zum Beispiel ist ein Verbrennungsmotor, indem der Verbrennungsmotor mit 2 kW Energie motorisiert wird, die von einem Elektromotor bereitgestellt werden, dazu in der Lage, im Vergleich dazu, wenn der Verbrennungsmotor Wärme für den Katalysator ohne den Elektromotor bereitstellt, bei dem gleichen Unterdruckniveau des Ansaugkrümmers annähernd 2 kW zusätzlicher Katalysatorwärme zu erzeugen. Oder der Verbrennungsmotor kann bei dem gleichen Grad der Katalysatorerwärmung einen tieferen Unterdruck erzeugen. Dieser Ansatz liefert ein überraschendes zufälliges Ergebnis. Konkret wird, da der Verbrennungsmotor anstelle von Verbrennungsdrehmomenten vorrangig mit einem Elektromotor motorisiert wird, seine Laufruhe merklich erhöht und ermöglicht sogar eine noch stärkere Spätzündung, wobei der Verbrennungsmotor ohne dieses Merkmal während der Verzögerung des Zündfunkens auf eine problematische Grenze für die Verbrennungsstabilität treffen würde. Demnach kann eine schnelle Katalysatorerwärmung erreicht werden, während ein gewünschter Unterdruck des Ansaugkrümmers beibehalten wird, während bei der Katalysatorerwärmung eine erhöhte Laufruhe des Verbrennungsmotors zu verzeichnen ist. Ferner ermöglicht der Ansatz das Laufen des Verbrennungsmotors bei einem sehr niedrigen indizierten effektiven Mitteldruck (IMEP), für den bekannt ist, dass er geringe Kohlenwasserstoffemissionen erzeugt und der für ein schnelles Anspringen des Katalysators angestrebt wird. Von daher wird die Katalysatorerwärmung durchgeführt, während weniger Kohlenwasserstoffemissionen erzeugt werden als bei einem Drehen des Verbrennungsmotors durch die Verbrennungsdrücke.
  • Der Ansaugunterdruck wird bereitgestellt, indem das Drehen des Verbrennungsmotors über den Elektromotor für die Kurbelgehäuseentlüftung, die Entlüftung von Kraftstoffdämpfen, die Niederdruck-AGR, die Abgaswärmerückgewinnung, Unterdruckaktoren (wie etwa Bremskraftverstärker, einstellbare Verbrennungsmotorlagerungen, Allradnabenarretierungen) nützlich ist.
  • Die vorstehenden Vorteile sowie andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese an sich oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen wird.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um auf vereinfachte Art und Weise eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der detaillierten Beschreibung weitergehend beschrieben werden. Es ist nicht beabsichtigt, wichtige oder maßgebliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands festzustellen, dessen Umfang einzig in den Patentansprüchen im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, welche die vorangehenden oder in jedwedem Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile beheben.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die hier beschriebenen Vorteile werden durch die Lektüre eines Beispiels einer Ausführungsform, hier als die detaillierte Beschreibung bezeichnet, umfassender ersichtlich, ob an sich oder in Bezug auf die Zeichnungen herangezogen, in welchen Folgendes gilt:
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors;
  • 2 ist eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs;
  • 3A und 3B zeigen eine beispielhafte Betriebssequenz gemäß dem Verfahren aus 4; und
  • 4 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft das Erhöhen der Katalysatorerwärmung und der Unterdruckerzeugung über einen Elektromotor eines Hybridfahrzeugs. Der Elektromotor kann in einem Parallel- oder Reihenhybridfahrzeug eingeschlossen sein. Das Hybridfahrzeug kann einen Verbrennungsmotor einschließen, wie in 1 gezeigt. Der Verbrennungsmotor aus 1 kann in einem Antriebsstrang eingeschlossen sein, der in 2 gezeigt wird. Das System aus 1 und 2 kann die Betriebssequenz bereitstellen, die in 3A und 3B gezeigt wird. Das Verfahren aus 4 kann in dem System aus 1 und 2 eingeschlossen sein, um die Betriebssequenz bereitzustellen, die in 3A und 3B veranschaulicht wird.
  • In Bezug auf 1 wird ein Verbrennungsmotor 10, umfassend eine Vielzahl von Zylindern, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch die elektronische Verbrennungsmotorsteuerung 12 gesteuert. Der Verbrennungsmotor 10 besteht aus dem Zylinderkopf 35 und Block 33, welche die Brennkammer 30 und die Zylinderwände 32 einschließen. Der Kolben 36 ist darin positioniert und bewegt sich über eine Verbindung mit der Kurbelwelle 40 hin und her. Das Schwungrad 97 und das Hohlrad 99 sind an die Kurbelwelle 40 gekoppelt. Der optionale Anlasser 96 (z. B. eine elektrische Maschine mit Niederspannung (mit unter 30 Volt betrieben)) schließt die Ritzelwelle 98 und das Ritzel 95 ein. Die Ritzelwelle 98 kann das Ritzel 95 selektiv vorantreiben, damit es das Hohlrad 99 in Eingriff nimmt. Der Anlasser 96 kann direkt im vorderen Teil des Verbrennungsmotors oder im hinteren Teil des Verbrennungsmotors angebracht sein. In einigen Beispielen kann der Anlasser 96 über einen Riemen oder eine Kette der Kurbelwelle 40 selektiv ein Drehmoment zuführen. In einem Beispiel befindet sich der Anlasser 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht in die Verbrennungsmotorkurbelwelle eingreift.
  • Die Brennkammer 30 ist so dargestellt, dass sie über ein Einlassventil 52 bzw. Auslassventil 54 mit dem Ansaugkrümmer 44 und dem Abgaskrümmer 48 kommuniziert. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betrieben werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch den Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch den Auslassnockensensor 57 bestimmt werden. Das Einlassventil 52 kann durch die Ventilaktivierungsvorrichtung 59 selektiv aktiviert und deaktiviert werden. Das Auslassventil 54 kann durch die Ventilaktivierungsvorrichtung 58 selektiv aktiviert und deaktiviert werden. Die Ventilaktivierungsvorrichtungen 58 und 59 können elektromechanische Vorrichtungen sein.
  • Der Darstellung nach ist der Kraftstoffeinspritzer 66 derart positioniert, dass er Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Der Kraftstoffeinspritzer 66 gibt proportional zu der Impulsbreite des Signals von der Steuerung 12 flüssigen Kraftstoff ab. Der Kraftstoff wird dem Kraftstoffeinspritzer 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt, einschließend einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffzuteiler (nicht gezeigt). In einem Beispiel kann ein zweistufiges Kraftstoffsystem mit Hochdruck verwendet werden, um höhere Kraftstoffdrücke zu generieren.
  • Zusätzlich wird der Ansaugkrümmer 44 als mit dem Turboladerverdichter 162 und dem Verbrennungsmotorlufteinlass 42 kommunizierend gezeigt. In anderen Beispielen kann der Verdichter 162 ein Kompressorverdichter sein. Die Welle 161 koppelt die Turboladerturbine 164 mechanisch an den Turboladerverdichter 162. Die optionale elektronische Drossel 62 stellt eine Position der Drosselklappe 64 ein, um den Luftstrom von dem Verdichter 162 zu dem Ansaugkrümmer 44 zu steuern. Der Druck in der Ladedruckkammer 45 kann auf einen Drosseleinlassdruck bezogen werden, da sich der Einlass der Drossel 62 innerhalb der Ladedruckkammer 45 befindet. Der Drosselauslass befindet sich in dem Ansaugkrümmer 44. In einigen Beispielen können die Drossel 62 und die Drosselklappe 64 zwischen dem Einlassventil 52 und dem Ansaugkrümmer 44 positioniert sein, derart, dass die Drossel 62 eine Saugrohrdrossel ist. Das Wastegate 163 kann über die Steuerung 12 eingestellt werden, damit Abgase die Turbine 164 selektiv umgehen können, um die Drehzahl des Verdichters 162 zu steuern. Der Luftfilter 43 reinigt Luft, die in den Verbrennungsmotorlufteinlass 42 eintritt.
  • Der Sauger oder das Venturi 85 empfängt Druckluft aus der Ladedruckkammer 45, was dazu führt, dass sich eine Niederdruckzone in dem Sauger 85 entwickelt. Die Niederdruckregion veranlasst, dass Luft dem Verdichter 162 vorgelagert zusammen mit Druckluft von dem Unterdruckbehälter 89 zu dem Sauger 85 und in den Lufteinlass 42 strömt. Das Ventil 47 steuert den Strom von Druckluft durch den Sauger 85, sodass der Sauger 85 deaktiviert wird, wenn das Ventil 47 geschlossen wird, und der Sauger 85 einen Unterdruck bereitstellt, wenn das Ventil 47 geöffnet ist und sich ein Überdruck in der Ladedruckkammer 45 befindet. Luft kann außerdem aus dem Unterdruckbehälter in den Ansaugkrümmer 44 gesaugt werden, wenn der Druck in dem Ansaugkrümmer 44 niedriger ist als der Druck in dem Unterdruckbehälter 89. Der Unterdruckbehälter 89 stellt einen Unterdruck für die Unterdruckabnehmer 87 bereit. Die Unterdruckabnehmer können unter anderem Bremsverstärker, Wastegate-Aktoren und Fahrzeugklimatisierungssysteme einschließen.
  • Das verteilerlose 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 an den Abgaskrümmer 48 gekoppelt, der dem Katalysator 70 vorgelagert ist. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126 durch eine binäre Lambdasonde ersetzt werden.
  • Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorbausteine einschließen. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuerungsvorrichtungen, die jeweils mehrere Bausteine aufweisen, verwendet werden. Bei dem Katalysator 70 kann es sich in einem Beispiel um einen Dreiwegekatalysator handeln.
  • Die Steuerung 12 wird in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, einschließend: Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, Read-Only Memory 106 (z. B. nichtflüchtiger Speicher), Random Access Memory 108, Keep Alive Memory 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuerung 12 ist als verschiedene Signale von an den Verbrennungsmotor 10 gekoppelten Sensoren empfangend gezeigt, zusätzlich zu denjenigen Signalen, die zuvor erörtert wurden, einschließend: Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur (ECT) von dem Temperatursensor 112, der an eine Kühlhülse 114 gekoppelt ist; einen Positionssensor 134, der zum Erfassen der durch einen Fahrer 132 ausgeübten Kraft an ein Gaspedal 130 gekoppelt ist; einen Positionssensor 154, der zum Erfassen der durch einen Fahrer 132 ausgeübten Kraft an ein Bremspedal 150 gekoppelt ist; eine Messung des Verbrennungsmotoransaugdrucks (MAP) von dem Drucksensor 122, der an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist; einen Verbrennungsmotorpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Position einer Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung der in den Verbrennungsmotor von dem Sensor 120 eintretenden Luftmasse; und eine Messung der Drosselposition von dem Sensor 68. Der Atmosphärendruck kann auch zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (wobei der Sensor nicht gezeigt ist). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Verbrennungsmotorpositionssensor 118 eine vorgegebene Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, anhand derer sich die Verbrennungsmotordrehzahl (U/min) bestimmen lässt.
  • Während des Betriebs wird jeder Zylinder in dem Verbrennungsmotor 10 üblicherweise einem Viertaktzyklus unterzogen: Der Zyklus schließt den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Arbeitstakt und den Ausstoßtakt ein. 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, sodass sich das Volumen in der Brennkammer 30 erhöht. Die Position, an 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 üblicherweise als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet.
  • Während des Verdichtungstaktes sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfs, um die Luft in der Brennkammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Takts und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B., wenn die Brennkammer 30 ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem im Folgenden als Einspritzen bezeichneten Vorgang wird Kraftstoff in die Brennkammer eingebracht. In einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Vorgang wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel wie etwa eine Zündkerze 92 gezündet, was zur Verbrennung führt.
  • Während des Arbeitstakts drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36 zurück in den UT. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegungen in ein Drehmoment der rotierenden Welle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Ausstoßtakts, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 48 freizusetzen, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es ist zu beachten, dass Vorstehendes lediglich als Beispiel dient 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, einschließend einen Antrieb oder einen Antriebsstrang 200. Der Antrieb aus 2 schließt den Verbrennungsmotor 10 ein, der in 1 gezeigt wird. Der Antrieb 200 wird so gezeigt, dass er die Fahrzeugsystemsteuerung 255, die Verbrennungsmotorsteuerung 12, die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254, die Steuerung 253 der Energiespeichervorrichtung und die Bremssteuerung 250 einschließt. Die Steuerungen können über das Controller Area Network (CAN) 299 kommunizieren. Jede der Steuerungen kann Informationen für andere Steuerungen bereitstellen, wie etwa Drehmomentausgabegrenzen (z. B. wird die Drehmomentausgabe der Vorrichtung oder Komponente gesteuert, um nicht überschritten zu werden), Drehmomenteingabegrenzen (z. B. wird die Drehmomenteingabe der Vorrichtung oder Komponente gesteuert, um nicht überschritten zu werden), Drehmomentausgabe der gesteuerten Vorrichtung, Sensor- und Aktordaten, Diagnoseinformationen (z. B. Informationen im Hinblick auf ein beeinträchtigtes Getriebe, Informationen im Hinblick auf einen beeinträchtigten Verbrennungsmotor, Informationen im Hinblick auf eine beeinträchtigte elektrische Maschine, Informationen im Hinblick auf beeinträchtigte Bremsen). Ferner kann die Fahrzeugsystemsteuerung 255 Befehle für die Verbrennungsmotorsteuerung 12, die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 250 bereitstellen, um Fahrereingabeanforderungen und andere Anforderungen zu erfüllen, die auf Fahrzeugbetriebsbedingungen basieren.
  • Zum Beispiel kann die Fahrzeugsystemsteuerung 255 als Reaktion darauf, dass ein Fahrer ein Gaspedal loslässt und auf die Fahrzeuggeschwindigkeit, ein gewünschtes Raddrehmoment oder ein Radleistungsniveau anfordern, um einen gewünschten Grad der Fahrzeugentschleunigung bereitzustellen. Das gewünschte Raddrehmoment kann von der Fahrzeugsystemsteuerung 255 bereitgestellt werden, die ein erstes Bremsmoment von der Steuerung 252 der elektrischen Maschine und ein zweites Bremsmoment von der Bremssteuerung 250 anfordert, wobei das erste und zweite Drehmoment das gewünschte Bremsmoment an den Fahrzeugrädern 216 bereitstellen.
  • In anderen Beispielen kann die Aufteilung der Steuerung von Antriebsvorrichtungen anders aufgeteilt werden als in 2 gezeigt. Zum Beispiel kann eine einzelne Steuerung den Platz der Fahrzeugsystemsteuerung 255, der Verbrennungsmotorsteuerung 12, der Steuerung 252 der elektrischen Maschine, der Getriebesteuerung 254 und der Bremssteuerung 250 einnehmen. Alternativ können die Fahrzeugsystemsteuerung 255 und die Verbrennungsmotorsteuerung 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 Antrieb 200 durch den Verbrennungsmotor 10 und die elektrische Maschine 240 angetrieben werden. In anderen Beispielen kann der Verbrennungsmotor 10 entfallen. Der Verbrennungsmotor 10 kann mit einem Motorstartsystem, das in 1 gezeigt wird, über einen mit einem Riemen integrierten Anlasser/Generator (BISG) 219 oder über einen mit einem Antriebsstrang integrierten Anlasser/Generator (ISG) 240, auch bekannt als Motor/Generator, angelassen werden. Der Antriebsstrang-ISG 240 (z. B. elektrische Hochspannungsmaschine (mit mehr als 30 Volt betrieben)) kann auch als eine elektrische Maschine, als ein Elektromotor und/oder als ein Generator bezeichnet werden. Ferner kann das Drehmoment des Verbrennungsmotors 10 über einen Drehmomentaktor 204, wie etwa einen Kraftstoffeinspritzer, eine Drossel usw., eingestellt werden.
  • Der BISG ist über den Riemen 231 mechanisch an den Verbrennungsmotor 10 gekoppelt. Der BISG kann an die Kurbelwelle 40 oder eine Nockenwelle (z. B. 51 oder 53) gekoppelt sein. Der BISG kann als ein Elektromotor betrieben werden, wenn er über die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie mit elektrischer Energie versorgt wird. Der BISG kann als ein Generator betrieben werden, welcher die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie mit elektrischer Energie versorgt.
  • Ein Verbrennungsmotorausgangsdrehmoment kann durch das Zweimassenschwungrad 215 zu einem Eingang oder einer ersten Seite der Ausrückkupplung 235 des Antriebs übertragen werden. Die Ausrückkupplung 236 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt werden. Die nachgelagerte oder zweite Seite 234 der Ausrückkupplung 236 ist in der Darstellung mechanisch an die Eingangswelle 237 des ISG gekoppelt.
  • Der ISG 240 kann betrieben werden, um dem Antrieb 200 Drehmoment bereitzustellen oder um Drehmoment des Antriebs in elektrische Energie umzuwandeln, die in der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie gespeichert werden soll. Der ISG 240 befindet sich in elektrischer Kommunikation mit der Energiespeichervorrichtung 275. Der ISG 240 weist eine höhere Ausgangsdrehmomentkapazität auf als der Anlasser 96, der in 1 gezeigt wird, oder als der BISG 219. Ferner treibt der ISG 240 den Antrieb 200 direkt an oder wird von dem Antrieb 200 direkt angetrieben. Es existieren keine Riemen, Zahnräder oder Ketten, um den ISG 240 an den Antrieb 200 zu koppeln. Vielmehr dreht sich der ISG 240 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Antrieb 200. Bei der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie (z. B. Hochspannungsbatterie oder -stromquelle) kann es sich um eine Batterie, einen Kondensator oder einen Induktor handeln. Die nachgelagerte Seite des ISG 240 ist über die Welle 241 mechanisch an das Laufrad 285 des Drehmomentwandlers 206 gekoppelt. Die vorgelagerte Seite des ISG 240 ist mechanisch an die Ausrückkupplung 236 gekoppelt. Der ISG 240 kann über den Betrieb als ein Elektromotor oder ein Generator, wie von der Steuerung 252 der elektrischen Maschine angewiesen, ein positives Drehmoment oder ein negatives Drehmoment für den Antrieb 200 bereitstellen.
  • Der Drehmomentwandler 206 schließt eine Turbine 286 ein, um Drehmoment an eine Eingangswelle 270 auszugeben. Die Eingangswelle 270 koppelt den Drehmomentwandler 206 mechanisch an das Automatikgetriebe 208. Der Drehmomentwandler 206 schließt außerdem eine Drehmomentwandler-Bypass-Überbrückungskupplung 212 (TCC) ein. Das Drehmoment wird direkt von dem Laufrad 285 auf die Turbine 286 übertragen, wenn die TCC verriegelt ist. Die TCC wird von der Steuerung 12 elektrisch betrieben. Alternativ kann die TCC hydraulisch verriegelt werden. In einem Beispiel kann der Drehmomentwandler als eine Komponente des Getriebes bezeichnet werden.
  • Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 vollständig ausgekuppelt ist, überträgt der Drehmomentwandler 206 über einen Fluidtransfer zwischen der Drehmomentwandlerturbine 286 und dem Drehmomentwandlerlaufrad 285 Verbrennungsmotordrehmoment auf das Automatikgetriebe 208, wodurch eine Drehmomentsteigerung ermöglicht wird. Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 im Gegensatz dazu vollständig eingekuppelt ist, so wird das Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors über die Drehmomentwandler-Kupplung direkt auf eine Eingangswelle 270 des Getriebes 208 übertragen. Alternativ dazu kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 teilweise eingekuppelt werden, wodurch ermöglicht wird, die Höhe des Drehmoments, das direkt an das Getriebe weitergegeben wird, einzustellen. Die Getriebesteuerung 254 kann dazu konfiguriert sein, die Höhe des von dem Drehmomentwandler 212 übertragenen Drehmoments einzustellen, indem die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung als Reaktion auf verschiedene Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen oder auf Grundlage einer fahrerbasierten Verbrennungsmotorbetriebsanforderung eingestellt wird.
  • Der Drehmomentwandler 206 schließt außerdem die Pumpe 283 ein, die Fluid mit Druck beaufschlagt, um die Ausrückkupplung 236, die Vorwärtskupplung 210 und die Getriebekupplungen 211 zu betreiben. Die Pumpe 283 wird über das Laufrad 285 angetrieben, welches sich mit der gleichen Drehzahl dreht wie der ISG 240.
  • Das Automatikgetriebe 208 schließt Getriebekupplungen (z. B. die Gänge 1–10) 211 und die Vorwärtskupplung 210 ein. Das Automatikgetriebe 208 ist ein Getriebe mit fester Übersetzung. Die Getriebekupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 können selektiv eingekuppelt werden, um ein Verhältnis einer tatsächlichen Gesamtzahl von Umdrehungen der Eingangswelle 270 zu einer tatsächlichen Gesamtzahl von Umdrehungen der Räder 216 zu ändern. Die Getriebekupplungen 211 können über das Einstellen von Fluid, das den Kupplungen über Schaltsteuermagnetventile 209 zugeführt wird, eingekuppelt oder ausgekuppelt werden. Die Drehmomentausgabe aus dem Automatikgetriebe 208 kann außerdem an die Räder 216 weitergegeben werden, um das Fahrzeug über die Ausgangswelle 260 anzutreiben. Konkret kann das Automatikgetriebe 208 ein Eingangsantriebsdrehmoment an der Eingangswelle 270 als Reaktion auf eine Fahrbedingung des Fahrzeugs übertragen, bevor ein Ausgangsantriebsdrehmoment auf die Räder 216 übertragen wird. Die Getriebesteuerung 254 aktiviert selektiv die TCC 212, die Getriebekupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 oder kuppelt diese ein. Die Getriebesteuerung deaktiviert außerdem selektiv die TCC 212, die Getriebekupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 oder kuppelt diese aus.
  • Ferner kann durch das Betätigen der Reibungsradbremsen 218 eine Reibungskraft an den Rädern 216 angelegt werden. In einem Beispiel können die Reibungsradbremsen 218 als Reaktion darauf betätigt werden, dass der Fahrer mit seinem Fuß auf ein Bremspedal (nicht gezeigt) drückt und/oder als Reaktion auf Anweisungen in der Bremssteuerung 250. Ferner kann die Bremssteuerung 250 die Bremsen 218 als Reaktion auf Informationen und/oder Anfragen von der Fahrzeugsystemsteuerung 255 betätigen. Gleichermaßen kann eine Reibungskraft auf die Räder 216 reduziert werden, indem die Radbremsen 218 als Reaktion darauf gelöst werden, dass der Fahrer den Fuß von einem Bremspedal nimmt sowie als Reaktion auf Anweisungen von der Bremssteuerung und/oder Anweisungen und/oder Informationen von der Fahrzeugsystemsteuerung. Zum Beispiel können die Fahrzeugbremsen als Teil eines automatisierten Verbrennungsmotoranhaltvorgangs über die Steuerung 250 eine Reibungskraft an den Rädern 216 anlegen.
  • Als Reaktion auf eine Anfrage zum Beschleunigen des Fahrzeugs 225 kann die Fahrzeugsystemsteuerung ein Fahrerbedarfsdrehmoment oder eine Leistungsanforderung von einem Gaspedal oder einer anderen Vorrichtung erhalten. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 weist dann einen Teil des angeforderten Fahrerbedarfsdrehmoments dem Verbrennungsmotor und den restlichen Teil dem ISG oder BISG zu. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 fordert das Verbrennungsmotordrehmoment von der Verbrennungsmotorsteuerung 12 und das ISG-Drehmoment von der Steuerung 252 der elektrischen Maschine an. Wenn das ISG-Drehmoment plus das Verbrennungsmotordrehmoment kleiner ist als eine Getriebeeingangsdrehmomentgrenze (z. B. ein Schwellenwert, der nicht überschritten werden soll), wird das Drehmoment an den Drehmomentwandler 206 abgegeben, der dann mindestens einen Teil des angeforderten Drehmoments an die Getriebeeingangswelle 270 weitergibt. Die Getriebesteuerung 254 verriegelt selektiv die Drehmomentwandler-Kupplung 212 und nimmt Zahnräder über die Getriebekupplungen 211 als Reaktion auf Schaltpläne und TCC-Überbrückungspläne in Eingriff, die auf dem Eingangswellendrehmoment und der Fahrzeuggeschwindigkeit basieren können. Unter einigen Bedingungen kann, wenn es erwünscht ist, die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie aufzuladen, ein Ladedrehmoment (z. B. ein negatives ISG-Drehmoment) erforderlich sein, während ein Fahrerbedarfsdrehmoment vorliegt, das nicht null ist. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann ein erhöhtes Verbrennungsmotordrehmoment anfordern, um das Ladedrehmoment zu überwinden, um dem Fahrerbedarfsdrehmoment zu entsprechen.
  • Als Reaktion auf eine Anfrage zum Abbremsen des Fahrzeugs 225 und zum Bereitstellen eines regenerativen Bremsens kann die Fahrzeugsystemsteuerung ein negatives gewünschtes Raddrehmoment auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Bremspedalposition bereitstellen. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 weist dann einen Teil des negativen gewünschten Raddrehmoments dem ISG 240 (z. B. gewünschtes Raddrehmoment des Antriebs) und den restlichen Teil den Reibbremsen 218 (z. B. gewünschtes Raddrehmoment der Reibbremse) zu. Ferner kann die Fahrzeugsystemsteuerung die Getriebesteuerung 254 benachrichtigen, dass sich das Fahrzeug in einem regenerativen Bremsmodus befindet, sodass die Getriebesteuerung 254 die Gänge 211 auf Grundlage eines einzigartigen Schaltplans wechselt, um die Regenerationseffizienz zu erhöhen. Der ISG 240 führt der Getriebeeingangswelle 270 ein negatives Drehmoment zu, aber das negative Drehmoment, das von dem ISG 240 bereitgestellt wird, kann durch die Getriebesteuerung 254 begrenzt werden, welche eine Grenze für das negative Drehmoment der Getriebeeingangswelle ausgibt (z. B. ein Schwellenwert, der nicht überschritten werden soll). Ferner kann das negative Drehmoment des ISG 240 auf Grundlage der Betriebsbedingungen der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie, durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 oder die Steuerung 252 der elektrischen Maschine begrenzt sein (z. B. beschränkt auf weniger als einen Schwellenwert für ein negatives Schwellendrehmoment). Ein beliebiger Teil eines gewünschten negativen Raddrehmoments, der aufgrund von Grenzen des Getriebes oder des ISG nicht von dem ISG 240 bereitgestellt werden kann, kann den Reibbremsen 218 zugewiesen werden, sodass das gewünschte Raddrehmoment durch eine Kombination des negativen Raddrehmoments von den Reibbremsen 218 und dem ISG 240 bereitgestellt wird.
  • Dementsprechend kann die Drehmomentsteuerung der verschiedenen Antriebskomponenten durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 mit einer lokalen Drehmomentsteuerung für den Verbrennungsmotor 10, das Getriebe 208, die elektrische Maschine 240 und die Bremsen 218 überwacht werden, die über die Verbrennungsmotorsteuerung 12, die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 250 bereitgestellt wird.
  • Als ein Beispiel kann eine Verbrennungsmotordrehmomentausgabe durch ein Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoff-Impulsbreite, Kraftstoffimpulstaktung und/oder Luftladung reguliert werden, indem die Drosselöffnung und/oder Ventilsteuerung, der Ventilhub und der Ladedruck für per Turbolader oder Kompressor geladene Verbrennungsmotoren gesteuert werden. Im Falle eines Dieselmotors kann die Steuerung 12 die Verbrennungsmotordrehmomentausgabe durch das Steuern einer Kombination aus Kraftstoff-Impulsbreite, Kraftstoffimpulstaktung und Luftladung steuern. In allen Fällen kann die Verbrennungsmotorsteuerung auf einer Zylinder-pro-Zylinder-Basis erfolgen, um die Verbrennungsmotordrehmomentausgabe zu steuern.
  • Die Steuerung 252 der elektrischen Maschine kann die Drehmomentausgabe und die Erzeugung elektrischer Energie von dem ISG 240 steuern, indem sie den Strom einstellt, der zu und von Feld- und/oder Ankerwicklungen des ISG fließt, wie es in der Technik bekannt ist.
  • Die Getriebesteuerung 254 empfängt die Getriebeeingangswellenposition über den Positionssensor 271. Die Getriebesteuerung 254 kann die Getriebeeingangswellenposition über die Differenzierung eines Signals von dem Positionssensor 271 oder das Zählen einer Anzahl bekannter Winkeldistanzimpulse über ein vorher festgelegtes Zeitintervall zu einer Eingangswellendrehzahl umwandeln. Die Getriebesteuerung 254 kann das Getriebeausgangswellendrehmoment von dem Drehmomentsensor 272 empfangen. Alternativ kann der Sensor 272 einem Positionssensor oder Drehmoment- und Positionssensoren entsprechen. Wenn der Sensor 272 ein Positionssensor ist, kann die Steuerung 254 Wellenpositionsimpulse über ein vorher festgelegtes Zeitintervall zählen, um die Getriebeausgangswellengeschwindigkeit zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254 kann außerdem eine Getriebeausgangswellengeschwindigkeit differenzieren, um die Getriebeausgangswellenbeschleunigung zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254, die Verbrennungsmotorsteuerung 12 und die Fahrzeugsystemsteuerung 255 können außerdem zusätzliche Getriebeinformationen von den Sensoren 277 empfangen, welche unter anderem Drucksensoren der Pumpenausgangsleitung, hydraulische Drucksensoren des Getriebes (z. B. Fluiddrucksensoren der Getriebekupplung), ISG-Temperatursensoren und BISG-Temperaturen und Umgebungstemperatursensoren einschließen können.
  • Die Bremssteuerung 250 empfängt Raddrehzahlinformationen über den Raddrehzahlsensor 221 und Bremsanforderungen von der Fahrzeugsystemsteuerung 255. Die Bremssteuerung 250 kann außerdem Bremspedalpositionsinformationen von dem Bremspedalsensor 154, der in 1 gezeigt ist, direkt oder über das CAN 299 empfangen. Die Bremssteuerung 250 kann das Bremsen als Reaktion auf einen Raddrehmomentbefehl von der Fahrzeugsystemsteuerung 255 bereitstellen. Die Bremssteuerung 250 kann außerdem ein Antiblockier- und Fahrzeugstabilitätsbremsen bereitstellen, um das Bremsen und die Stabilität des Fahrzeugs zu verbessern. Von daher kann die Bremssteuerung 250 eine Grenze des Raddrehmoments (z. B. einen Schwellenwert für das negative Raddrehmoment, der nicht überschritten werden soll) für die Fahrzeugsystemsteuerung 255 bereitstellen, sodass ein negatives ISG-Drehmoment nicht dazu führt, dass die Grenze des Raddrehmoments überschritten wird. Zum Beispiel wird das ISG-Drehmoment, wenn die Steuerung 250 eine Grenze für das negative Raddrehmoment von 50 Nm ausgibt, eingestellt, um an den Rädern weniger als 50 Nm (z. B. 49 Nm) negatives Drehmoment bereitzustellen, einschließend die Berücksichtigung des Übersetzungsgetriebes.
  • Demnach stellt das System aus 1 und 2 ein System bereit, umfassend: einen Verbrennungsmotor; ein Getriebe, das an den Verbrennungsmotor gekoppelt ist; einen Motor/Generator, der über einen Riemen an den Verbrennungsmotor gekoppelt ist; und eine Fahrzeugsystemsteuerung, einschließend ausführbare Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, um den Verbrennungsmotor über den Motor/Generator mit einer Leerlaufdrehzahl zu drehen, während der Verbrennungsmotor Luft und Kraftstoff als Reaktion auf eine Anfrage für einen Unterdruck verbrennt, wobei der Verbrennungsmotor ein Drehmoment erzeugt, das nicht ausreicht, um den Verbrennungsmotor mit der Leerlaufdrehzahl zu drehen, wenn der Verbrennungsmotor seine aufgewärmte Betriebstemperatur aufweist. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um den Verbrennungsmotor mit einem minimalen Zündzeitpunkt für das beste Drehmoment zu betreiben, während der Verbrennungsmotor mit der Leerlaufdrehzahl gedreht wird.
  • In einigen Beispielen umfasst das System ferner zusätzliche Anweisungen, um den Zündzeitpunkt von dem minimalen Zündzeitpunkt für das beste Drehmoment zu verzögern, während der Verbrennungsmotor mit der Leerlaufdrehzahl gedreht wird, während der Verbrennungsmotor ein Drehmoment erzeugt, das nicht ausreicht, um den Verbrennungsmotor als Reaktion auf eine Anfrage zum Erwärmen eines Katalysators mit der Leerlaufdrehzahl zu drehen. Das System umfasst ferner ein Zündsystem und zusätzliche Anweisungen, um dem Verbrennungsmotor mit einem minimalen Zündzeitpunkt für das beste Drehmoment Zündfunken zuzuführen, während der Verbrennungsmotor ein Drehmoment erzeugt, das nicht ausreicht, um den Verbrennungsmotor mit der Leerlaufdrehzahl zu drehen. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um eine Drossel des Verbrennungsmotors als Reaktion auf die Anfrage für einen Unterdruck zu schließen. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um einen Sauger als Reaktion auf die Anfrage für einen Unterdruck zu aktivieren.
  • In Bezug auf 3A und 3B werden nun beispielhafte Verläufe einer Fahrzeugbetriebssequenz gezeigt. Die Betriebssequenz kann über das System aus 1 und 2 zusammen mit dem Verfahren aus 4 durchgeführt werden. Die vertikalen Linien zu den Zeitpunkten T0–T8 stellen Zeiten dar, die während der Sequenz von Interesse sind. Die Verläufe in 3A und 3B sind zeitlich ausgerichtet und treten gleichzeitig auf.
  • Der erste Verlauf von oben in 3A ist ein Verlauf des Unterdruckniveaus im Unterdruckbehälter (z. B. eine Anzeige einer Menge an Unterdruck in dem Unterdruckbehälter) gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt das Unterdruckniveau dar und das Unterdruckniveau steigt (z. B. stärkerer Unterdruck oder niedrigerer Druck) in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse. Die horizontale Achse repräsentiert die Zeit, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die horizontale Linie 302 stellt einen Schwellenunterdruck dar, bei dem eine Unterdruckanfrage als Reaktion darauf getätigt wird, dass der Unterdruck in dem Unterdruckbehälter (z. B. 89 aus 1) niedriger ist als das Niveau der horizontalen Linie 302.
  • Der zweite Verlauf von oben in 3A ist ein Verlauf des Zustands einer Unterdruckanfrage gegenüber der Zeit. Eine Anfrage für einen erhöhten Unterdruck liegt vor, wenn sich die Spur auf einer höheren Stufe nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Eine Anfrage für einen erhöhten Unterdruck liegt nicht vor, wenn sich die Spur auf einer niedrigeren Stufe nahe dem Pfeil der horizontalen Achse befindet. Die Unterdruckschwelle, um damit zu beginnen, spezielle Maßnahmen zu ergreifen, um einen Unterdruck zu erzeugen, kann niedriger sein als das Unterdruckniveau, um das Ergreifen spezieller Maßnahmen zum Erzeugen eines Unterdrucks zu beenden.
  • Der dritte Verlauf von oben in 3A ist ein Verlauf der Katalysatortemperatur gegenüber der Zeit. Die Katalysatortemperatur steigt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse. Die horizontale Achse repräsentiert die Zeit, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die horizontale Linie 304 stellt eine Schwellentemperatur für das Anspringen des Katalysators dar, über der die Effizienz des Katalysators größer sein kann als eine Schwelleneffizienz.
  • Der vierte Verlauf von oben in 3A ist ein Verlauf einer Anfrage für die Katalysatorerwärmung gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt den Zustand der Anfrage für die Katalysatorerwärmung dar, und die Anfrage für die Katalysatorerwärmung wird bestätigt, wenn sich die Spur auf einer höheren Stufe nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Die Anfrage für die Katalysatorerwärmung wird nicht bestätigt, wenn sich die Spur des Zustands der Anfrage für die Katalysatorerwärmung nahe der horizontalen Achse befindet. Die Anfrage für die Katalysatorerwärmung zeigt einen Wunsch zum Erhöhen der Katalysatortemperatur an. Die Katalysatortemperatur kann über eine Zufuhr zusätzlicher Wärmeenergie von dem Verbrennungsmotor zu dem Katalysator erhöht werden.
  • Der erste Verlauf von oben in 3B ist ein Verlauf der Verbrennungsmotordrehzahl gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Verbrennungsmotordrehzahl dar, und die Verbrennungsmotordrehzahl steigt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse. Die horizontale Achse repräsentiert die Zeit, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
  • Der zweite Verlauf von oben in 3B ist ein Verlauf des Zündzeitpunkts des Verbrennungsmotors gegenüber der Zeit. Der Zündzeitpunkt ist ein MBT-Zündzeitpunkt, wenn sich die Spur auf der Stufe der horizontalen Achse befindet. Der Zündzeitpunkt ist von dem MBT-Zeitpunkt vorgezogen, wenn sich die Spur über der horizontalen Achse befindet. Der Zündzeitpunkt ist von dem MBT-Zeitpunkt verzögert, wenn sich die Spur unter der horizontalen Achse befindet. Die horizontale Achse repräsentiert die Zeit, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
  • Der dritte Verlauf von oben in 3B ist ein Verlauf des BISG-Ausgangsdrehmoments gegenüber der Zeit. Das BISG-Ausgangsdrehmoment ist positiv (stellt z. B. Drehmoment für den Antriebsstrang bereit), wenn sich die Spur über der horizontalen Linie befindet. Das BISG-Ausgangsdrehmoment ist negativ (absorbiert z. B. Drehmoment von dem Antriebsstrang), wenn sich die Spur unter der horizontalen Linie befindet. Die horizontale Achse repräsentiert die Zeit, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Der BISG/ISG weist während des Motorstarts, der Hilfe des Antriebsstrangs und der Katalysatorerwärmung ein positives Drehmoment auf. Der BISG/ISG weist während der Bremsenergieregeneration, der Batterieaufladung oder eines Bedarfs für die Versorgung mit elektrischer Energie ein negatives Drehmoment auf.
  • Der vierte Verlauf von oben in 3B ist ein Verlauf des angezeigten Verbrennungsmotordrehmoments gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment dar, und das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment steigt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite von 3B zu der rechten Seite von 3B zu. Die horizontale Linie 306 stellt eine angezeigte Verbrennungsmotorkurbelwelle zum Drehen des Verbrennungsmotors mit einer grundlegenden Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors (z. B. Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors, wenn der Verbrennungsmotor vollständig zu seiner warmen Betriebstemperatur aufgewärmt wurde) dar, wenn der Verbrennungsmotor warm ist. Alternativ kann die horizontale Linie 306 ein Drehmoment zum Beschleunigen des Verbrennungsmotors von einer Startdrehzahl zu der grundlegenden Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors innerhalb einer Schwellenzeit sein. Das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment kann gemäß der folgenden Gleichung festgestellt werden: TB = TANG – (TREIB + TPUMP) wobei TB das Bremsmoment des Verbrennungsmotors ist, TANG das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment ist, TREIB das Reibmoment des Verbrennungsmotors ist und TPUMP das Pumpmoment des Verbrennungsmotors ist.
  • Zum Zeitpunkt T0 ist die Verbrennungsmotordrehzahl gleich null, was darauf hindeutet, dass der Verbrennungsmotor nicht betrieben wird und sich nicht dreht. Ferner ist das Unterdruckniveau niedrig und es wird kein Unterdruck angefordert. Die Katalysatortemperatur ist ebenso niedrig und die Anfrage für die Katalysatorerwärmung wird nicht bestätigt. Dem Verbrennungsmotor werden keine Zündfunken zugeführt und das BISG-Drehmoment ist gleich null. Das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment ist ebenso gleich null.
  • Zum Zeitpunkt T1 wird der Verbrennungsmotor durch den BISG gekurbelt (z. B. bei 250 U/min gedreht). Der Zündzeitpunkt wird um einen kleinen Betrag von dem MBT verzögert. Das BISG-Drehmoment ist positiv, da der BISG den Verbrennungsmotor dreht. Das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment wird bei einem ersten Verbrennungsereignis erhöht. Das Unterdruckniveau in dem Unterdruckbehälter beginnt, zu steigen, während die Kolben Luft aus dem Verbrennungsmotoransaugkrümmer pumpen, während sich der Verbrennungsmotor dreht. Die Unterdruckanfrage wird bestätigt, da wenig Unterdruck in dem Unterdruckbehälter vorhanden ist. Die Katalysatortemperatur ist niedrig und die Anfrage für die Katalysatorerwärmung wird bestätigt, um eine Zufuhr von Wärme zu dem Katalysator zu fordern.
  • Zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T2 beschleunigt der Verbrennungsmotor von dem Drehmoment, das durch die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor erzeugt wird. Das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment wird erhöht, wenn Luft und Kraftstoff verbrannt werden, aber das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment wird als Reaktion darauf, dass sich der Verbrennungsmotor bei einer Leerlaufdrehzahl befindet, auf eine Stufe unter 306 verringert. Die Menge an Unterdruck in dem Unterdruckbehälter wird erhöht, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl steigt und der Druck in dem Verbrennungsmotoransaugkrümmer abgepumpt wird. Die Unterdruckanfrage wird nicht bestätigt, nachdem die Unterdruckmenge steigt. Die Katalysatortemperatur steigt, wenn Wärme von der Verbrennung zu dem Katalysator in dem Abgassystem des Verbrennungsmotors geleitet wird. Die Verbrennungsmotordrehzahl wird bei der Leerlaufdrehzahl schwächer. Der Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors wird verzögert, nachdem der Verbrennungsmotor zu der Leerlaufdrehzahl beschleunigt. Das BISG-Drehmoment wird verringert, wenn der Verbrennungsmotor beschleunigt. Das BISG-Drehmoment nimmt zu, nachdem der Verbrennungsmotor die Leerlaufdrehzahl erreicht hat. Das BISG-Drehmoment wird erhöht, während der Zündfunke des Verbrennungsmotors verzögert wird, sodass die Verringerung des Verbrennungsmotordrehmoments, die durch eine Verzögerung des Zündfunkens verursacht wird, dadurch kompensiert wird, dass das BISG-Drehmoment steigt, wodurch die Verbrennungsmotordrehzahl bei der Leerlaufdrehzahl gehalten oder beibehalten wird.
  • Auf diese Weise wird das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T2 auf weniger als eine Menge zum Drehen des Verbrennungsmotors mit der Leerlaufdrehzahl verringert. Durch eine Verzögerung des Zündzeitpunkts wird das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment verringert und eine Menge an Wärmeenergie erhöht, die für den Katalysator bereitgestellt wird. Der BISG dreht den Verbrennungsmotor, um verbrannte Gase aus einem Zylinder abzuführen, der den Katalysator erwärmt und stellt dennoch wenig Druck in dem Zylinder bereit, da die Gase so spät in einem Zyklus des Zylinders verbrannt werden. Demnach stellt der BISG das Drehmoment bereit, um eine Kraft bereitzustellen, um Abgase zu dem Katalysator zu bewegen. Folglich kann ein größerer Teil an Energie aus der Verbrennung von Luft und Kraftstoff auf den Katalysator übertragen werden, wodurch die Zeit verringert wird, die benötigt wird, um den Katalysator über die Anspringtemperatur zu erwärmen. Im Allgemeinen ist das BISG/ISG-Drehmoment positiv, bis der Katalysator seine angestrebte minimale Temperatur erreicht.
  • Zum Zeitpunkt T2 erreicht der Katalysator die Anspringtemperatur. Die Anfrage für die Katalysatorerwärmung wird als Reaktion darauf, dass der Katalysator die Anspringtemperatur erreicht, zu nicht bestätigt überführt. Der Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors wird vorgezogen und das positive BISG-Drehmoment wird als Reaktion darauf, dass der Katalysator die Anspringtemperatur erreicht, verringert. Indem der Zündzeitpunkt vorgezogen wird, wird das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment erhöht. Das Unterdruckniveau ist hoch und die Unterdruckanfrage wird nicht bestätigt.
  • Zwischen dem Zeitpunkt T2 und dem Zeitpunkt T3 werden die Verbrennungsmotordrehzahl und die Katalysatortemperatur erhöht. Die Menge an Unterdruck, die in dem Unterdruckbehälter gespeichert ist, bleibt im Wesentlichen konstant. Der Unterdruck kann bei einer gewünschten Geschwindigkeit bei höheren Verbrennungsmotorlasten nicht wieder ergänzt werden, besonders wenn der Druck in dem Ansaugkrümmer positiv wird. Die Anfrage für die Katalysatorerwärmung bleibt unbestätigt und der Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors wird um einen kleinen Betrag von dem MBT verzögert. Der BISG stellt kein Drehmoment für den Antriebsstrang bereit und das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment wird als Reaktion auf einen Anstieg des angeforderten Bremsmoments des Verbrennungsmotors erhöht. Das Bremsmoment des Verbrennungsmotors kann über ein Gaspedal, eine Steuerung oder eine andere Eingabevorrichtung angefordert werden.
  • Zum Zeitpunkt T3 wird das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment als Reaktion darauf verringert, dass ein Fahrer ein Gaspedal (nicht gezeigt) zumindest teilweise loslässt. Der Fahrer betätigt die Bremsen und Unterdruck wird verbraucht. Der Zündzeitpunkt wird zu dem MBT vorgezogen, während der Verbrennungsmotor mit einer geringen Last oder einer geringen Drehmomentausgabe betrieben wird. Die Verbrennungsmotordrehzahl wird als Reaktion auf die Verringerung der Gaspedalposition verringert. Das BISG-Drehmoment bleibt bei null und der Unterdruck in dem Unterdruckbehälter wird weiterhin von Unterdruckabnehmern verbraucht. Die Unterdruckanfrage bleibt unbestätigt und die Katalysatortemperatur beginnt damit, verringert zu werden. Die Anfrage für die Katalysatorerwärmung wird nicht bestätigt, da die Katalysatortemperatur größer ist als der Schwellenwert 304.
  • Zwischen dem Zeitpunkt T3 und dem Zeitpunkt T4 wird die Verbrennungsmotordrehzahl auf die Leerlaufdrehzahl verringert und die Menge an Unterdruck in dem Unterdruckbehälter sinkt weiterhin. Es wird kein Unterdruck angefordert und die Katalysatortemperatur sinkt ebenfalls weiterhin. Es wird keine Katalysatorerwärmung angefordert und der Zündzeitpunkt wird von dem MBT leicht verzögert. Das BISG-Drehmoment ist null und das angezeigte Drehmoment befindet sich auf einer Stufe von 306, sodass die Verbrennungsmotordrehzahl bei der Leerlaufdrehzahl beibehalten wird.
  • Zum Zeitpunkt T4 wird ein zusätzlicher Unterdruck angefordert, wie dadurch angezeigt, dass die Unterdruckanfrage auf eine höhere Stufe übergeht. Die Katalysatortemperatur ist höher als die Temperatur bei 304 und es wird keine Katalysatorerwärmung angefordert. Der Zündzeitpunkt wird als Reaktion auf die Anfrage für zusätzlichen Unterdruck zu dem MBT vorgezogen. Das positive BISG-Drehmoment wird erhöht und das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment wird verringert, während die Verbrennungsmotordrehzahl beibehalten wird. Das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment wird dadurch verringert, dass die Verbrennungsmotordrossel (nicht gezeigt) zumindest teilweise geschlossen wird, wodurch außerdem die Unterdruckerzeugung durch den Verbrennungsmotor erhöht wird. Indem die Drossel geschlossen wird und die Verbrennungsmotordrehzahl bei der Leerlaufdrehzahl über das BISG-Drehmoment beibehalten wird, kann in kurzer Zeit eine große Menge an Unterdruck erzeugt werden. Ferner ist das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment sehr niedrig, sodass sowohl das BISG- als auch das Verbrennungsmotordrehmoment die Basis zum Generieren eines Unterdrucks und zum Halten des Verbrennungsmotors bei der Leerlaufdrehzahl darstellen.
  • Zwischen dem Zeitpunkt T4 und dem Zeitpunkt T5 wird das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment verringert und dann erhöht, wenn das Unterdruckniveau in dem Unterdruckbehälter steigt. Das BISG-Drehmoment wird erhöht und dann verringert, sodass die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors beibehalten wird. Der Fahrer fordert in diesem Zeitraum kein erhöhtes Verbrennungsmotordrehmoment an. Die Unterdruckanfrage bleibt bis kurz vor dem Zeitpunkt T5 bestätigt und die Menge an Unterdruck wird erhöht. Die Katalysatortemperatur bleibt über der Stufe 304 und es wird keine Katalysatorerwärmung angefordert.
  • Zum Zeitpunkt T5 fordert der Fahrer ein Verbrennungsmotordrehmoment (nicht gezeigt) an und die Verbrennungsmotordrehzahl beginnt als Reaktion auf den angeforderten Anstieg des Verbrennungsmotordrehmoments zu steigen. Der Zündzeitpunkt wird von dem MBT verzögert und das BISG-Drehmoment liegt bei null. Es wird kein Unterdruck angefordert und der Unterdruck befindet sich auf einer höheren Stufe. Die Katalysatortemperatur ist über dem Schwellenwert 304 und es wird keine Katalysatorerwärmung angefordert. Das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment wird als Reaktion auf die Anfrage des Fahrers erhöht.
  • Zwischen dem Zeitpunkt T5 und dem Zeitpunkt T6 wird die Verbrennungsmotordrehzahl erhöht und als Reaktion auf das Fahrerbedarfsdrehmoment (nicht gezeigt) verringert. Der Zündzeitpunkt wird von dem MBT verzögert und das BISG-Drehmoment liegt bei null. Das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment wird erhöht und mit dem Fahrerbedarfsdrehmoment verringert. Es wird keine Katalysatorerwärmung angefordert und die Katalysatortemperatur ist größer ist als die Stufe 304.
  • Zum Zeitpunkt T6 wird der Verbrennungsmotor abgeschaltet (z. B. hört die Verbrennung auf und der Verbrennungsmotor hört auf, sich zu drehen) und die Verbrennungsmotordrehzahl liegt bei null. Die Funkenabgabe an den Verbrennungsmotor hört auf und das BISG-Drehmoment liegt bei null. Das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment liegt bei null und der Unterdruck, der in dem Unterdruckbehälter gespeichert ist, befindet sich auf einer höheren Stufe. Die Katalysatortemperatur befindet sich außerdem auf einer höheren Stufe und es wird keine Katalysatorerwärmung angefordert.
  • Zwischen dem Zeitpunkt T6 und dem Zeitpunkt T7 wird die Menge an Unterdruck, die in dem Unterdruckbehälter gespeichert ist, verringert. Das Unterdruckniveau kann verringert werden, indem die Fahrzeugbremsen betätigt und gelöst werden sowie durch Leckagen oder die Verwendung von Unterdruck durch andere Unterdruckabnehmer. Die Katalysatortemperatur wird ebenso verringert und eine Katalysatorerwärmung wird nicht angefordert, da der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist. Die Verbrennungsmotordrehzahl bleibt bei null und das BISG-Drehmoment liegt bei null.
  • Zum Zeitpunkt T7 wird der Verbrennungsmotor durch den BISG gekurbelt. Konkret wird das BISG-Drehmoment erhöht, um den Verbrennungsmotor zu kurbeln. Die Menge an Unterdruck, die in dem Unterdruckbehälter gespeichert ist, ist gering, sodass die Unterdruckanfrage bestätigt wird. Die Katalysatortemperatur ist ebenso gering, was dazu führt, dass eine Katalysatorerwärmung angefordert werden soll.
  • Zwischen dem Zeitpunkt T7 und dem Zeitpunkt T8 wird der Verbrennungsmotor über ein Drehmoment, das von dem BISG bereitgestellt wird, auf die Leerlaufdrehzahl beschleunigt. Das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment bleibt unter dem Schwellenwert 306, wodurch dem Katalysator zusätzliche Wärme zugeführt werden kann. Die Katalysatortemperatur wird erhöht und das Unterdruckniveau wird erhöht, während die Verbrennungsmotordrehzahl erhöht wird und Abgase zu dem Katalysator gelenkt werden. Der Zündzeitpunkt wird von dem MBT verzögert, um die Katalysatorerwärmung zu erhöhen und das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment zu verringern.
  • Zum Zeitpunkt T8 ist die Katalysatortemperatur größer als der Schwellenwert 304. Folglich wird der Zündzeitpunkt vorgezogen und das BISG-Drehmoment wird verringert. Die Anfrage für die Katalysatorerwärmung wird außerdem als Reaktion darauf, dass die Katalysatortemperatur über den Schwellenwert 304 ansteigt, zu nicht bestätigt überführt. Die Verbrennungsmotordrehzahl bleibt bei der Leerlaufdrehzahl, da das Gaspedal nicht betätigt wird (nicht gezeigt).
  • Demnach unterscheidet sich der Motorstart zum Zeitpunkt T7 zumindest aus dem Grund vom dem Motorstart zum Zeitpunkt T1, dass das angezeigte Verbrennungsmotordrehmoment während des Anlassens und des Leerlaufs des Verbrennungsmotors unter dem Schwellenwert 306 bleibt. Durch einen derartigen Betrieb kann die Katalysatorerwärmung erhöht werden, da weniger Abgasenergie zu einem Verbrennungsmotordrehmoment umgewandelt werden kann.
  • Das in 3A und 3B gezeigte Elektromotordrehmoment kann von dem BISG (z. B. 219 aus 2) oder dem ISG (z. B. 240 aus 2) bereitgestellt werden. Das Elektromotordrehmoment ermöglicht, dass sich der Verbrennungsmotor mit der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors dreht.
  • In Bezug auf 4 wird nun ein beispielhaftes Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben des Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs gezeigt. Das Verfahren aus 4 kann in das System aus den 1 und 2 aufgenommen sein und mit diesem zusammenarbeiten. Ferner können zumindest Teile des Verfahrens aus 4 als ausführbare Anweisungen aufgenommen sein, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, während andere Teile des Verfahrens über eine Steuerung durchgeführt werden können, die Betriebszustände von Vorrichtungen und Aktoren in den physikalischen Bereich umwandelt.
  • Bei 402 beurteilt das Verfahren 400, ob das Fahrerbedarfsdrehmoment oder ein angefordertes Antriebsstrangdrehmoment niedrig ist. Das Fahrerbedarfsdrehmoment oder das angeforderte Antriebsstrangdrehmoment kann niedrig sein, wenn das Gaspedal nicht betätigt wird oder wenn das Gaspedal für weniger als eine Schwellenmenge betätigt wird. Das angeforderte Antriebsstrangdrehmoment kann über einen Fahrer oder eine Steuerung bereitgestellt werden. Das Fahrerbedarfsdrehmoment kann zu einem angeforderten Verbrennungsmotordrehmoment oder Drehmoment an einer Getriebeeingangswelle umgewandelt werden. Zum Beispiel kann eine Position eines Gaspedals in eine Übertragungsfunktion eingegeben werden, die ein angefordertes oder gewünschtes Verbrennungsmotordrehmoment oder Drehmoment an einer Getriebeeingangswelle ausgibt. Beurteilt das Verfahren 400, dass ein niedriges Bedarfsdrehmoment angefordert wird, so lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 406 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 404 über.
  • Bei 404 stellt das Verfahren 400 die Menge des von dem Fahrer oder der Steuerung angeforderten Drehmoments bereit. In einem Beispiel wird das Fahrerbedarfsdrehmoment lediglich über den Verbrennungsmotor bereitgestellt. In einem anderen Beispiel wird das Fahrerbedarfsdrehmoment lediglich über den Elektromotor bereitgestellt. In einem weiteren Beispiel wird das Fahrerbedarfsdrehmoment über den Verbrennungsmotor und den Elektromotor bereitgestellt. Das Verbrennungsmotordrehmoment wird über das Einstellen von Verbrennungsmotordrehmomentaktoren eingestellt. Das Verbrennungsmotordrehmoment wird über das Einstellen des Stroms eingestellt, der dem Elektromotor zugeführt wird. Nach dem Zuführen des angeforderten Drehmoments rückt das Verfahren 400 zum Ende vor.
  • Zusätzlich kann, wenn kein Unterdruck angefordert wird, der Sauger ausgeschaltet werden, der Zündzeitpunkt kann zu einem grundlegenden Zündzeitpunkt eingestellt werden, Keilriemenlasten können auf ein angefordertes Niveau eingestellt werden, die Nockenansteuerung kann auf den grundlegenden Zeitpunkt eingestellt werden, das Getriebe kann gemäß einem vorher festgelegten Schaltplan geschaltet werden und das Drehmoment kann für den Antriebsstrang über den BISG oder ISG gemäß dem Fahrerbedarfsdrehmoment, dem Batterieladestatus und anderen Bedingungen bereitgestellt werden.
  • Bei 406 beurteilt das Verfahren 400, ob ein Unterdruck angefordert wird. In einem Beispiel wird ein Unterdruck als Reaktion darauf angefordert, dass eine Menge oder ein Niveau des Unterdrucks in einem Unterdruckbehälter kleiner ist als eine Schwellenmenge. Beurteilt das Verfahren 400, dass ein Unterdruck angefordert wird, so lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 408 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 440 über.
  • Bei 408 beurteilt das Verfahren 400, ob eine Katalysatorerwärmung angefordert wird. In einem Beispiel wird eine Katalysatorerwärmung angefordert, wenn die Katalysatortemperatur kleiner ist als eine vorher festgelegte Anspringtemperatur des Katalysators. Die Katalysatortemperatur kann gemessen oder abgeleitet werden. Beurteilt das Verfahren 400, dass eine Katalysatorerwärmung angefordert wird, so lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 430 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 410 über.
  • Bei 410 aktiviert das Verfahren 400, falls vorhanden, einen Sauger. Durch das Aktivieren des Saugers kann ein zusätzlicher Unterdruck für den Unterdruckbehälter bereitgestellt werden. Der Sauger kann aktiviert werden, wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment niedrig ist und der Druck im Ansaugkrümmer hoch ist, wie etwa während ein Fahrer ein Gaspedal loslässt. Das Verfahren 400 geht zu 412 über.
  • Bei 412 stellt das Verfahren 400 den Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors auf den MBT ein. Indem der Zündzeitpunkt zu dem MBT vorgezogen wird, wenn keine Katalysatorerwärmung erforderlich ist, kann das Drehmoment, das von jedem Verbrennungsmotorzylinder erzeugt wird, erhöht werden, sodass die Verbrennungsmotordrossel zumindest teilweise geschlossen werden kann, um einen Unterdruck zu erhöhen, der von dem Verbrennungsmotor generiert wird, während das angeforderte Verbrennungsmotordrehmoment bereitgestellt wird. Das Verfahren 400 geht zu 414 über.
  • Bei 414 verringert das Verfahren 400 Lasten, die an dem Keilriemen des Verbrennungsmotors angelegt werden. Keilriemenlasten können unter anderem eine Lichtmaschine, einen Klimaanlagenkompressor und eine Servopumpe einschließen. Indem Keilriemenlasten verringert werden, kann der Verbrennungsmotor über das Verbrennen von weniger Kraftstoff und Luft bei einer gewünschten Drehzahl gehalten werden, sodass der Druck des Verbrennungsmotoransaugkrümmers verringert werden kann, um die Unterdruckerzeugung des Verbrennungsmotors zu erhöhen. Das Verfahren 400 geht zu 416 über.
  • Bei 416 stellt das Verfahren 400 die Nockenansteuerung ein, um einen Unterdruck im Verbrennungsmotor zu erhöhen. In einem Beispiel wird die Nockenansteuerung eingestellt, um Einlassventile in der Nähe des unteren Totpunkts zu schließen, um eine Menge an Luft zu erhöhen, die in den Verbrennungsmotorzylindern eingeschlossen ist. Dementsprechend kann der Betrag der Drosselöffnung zur gleichen Zeit verringert werden, sodass die Verbrennungsmotordrehzahl und das Verbrennungsmotordrehmoment beibehalten werden können. Ferner wird durch das Schließen der Drossel ferner der Unterdruck des Verbrennungsmotoransaugkrümmers erhöht, um die Unterdruckerzeugung durch den Verbrennungsmotor zu erhöhen. Das Verfahren 400 geht zu 418 über.
  • Bei 418 schaltet das Verfahren 400 das Getriebe in den Leerlauf. Indem das Getriebe in den Leerlauf geschaltet wird, wird eine Last, die an dem Verbrennungsmotor angelegt wird, weiter verringert, sodass eine Verbrennungsmotordrehzahl und ein Verbrennungsmotordrehmoment mit einer Drossel beibehalten können, die weniger geöffnet ist. Insbesondere wird durch das Schalten in den Leerlauf das Lastdrehmoment des Drehmomentwandlers verringert, was für Abgaswärme, verringerte HC und einen erhöhten Unterdruck des Ansaugkrümmers günstig ist. Das Verfahren 400 geht zu 420 über.
  • Bei 420 stellt das Verfahren 400 ein Elektromotordrehmoment bereit, um den Verbrennungsmotor mit einer gewünschten Drehzahl (z. B. der Leerlaufdrehzahl) zu beschleunigen und zu drehen. Der Elektromotor kann ein BISG, ISG oder ein anderer Elektromotor in dem Antriebsstrang sein. Wenn das Elektromotordrehmoment erhöht wird, kann das Verbrennungsmotordrehmoment verringert werden, um die Verbrennungsmotordrehzahl bei einer gewünschten Drehzahl zu halten. Das Verbrennungsmotordrehmoment kann über ein weiteres Schließen der Drossel verringert werden, sodass weniger Luft in den Verbrennungsmotor eingeleitet werden kann, wodurch die Unterdruckerzeugung des Verbrennungsmotors in dem Verbrennungsmotoransaugkrümmer verringert wird. Nach dem Einstellen des Elektromotordrehmoments, um die Unterdruckerzeugung des Verbrennungsmotors zu erhöhen, rückt das Verfahren 400 zum Ende vor.
  • Bei 430 aktiviert das Verfahren 400, falls vorhanden, einen Sauger. Durch das Aktivieren des Saugers kann ein zusätzlicher Unterdruck für den Unterdruckbehälter bereitgestellt werden. Der Sauger kann aktiviert werden, wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment niedrig ist und der Druck im Ansaugkrümmer hoch ist, wie etwa während ein Fahrer ein Gaspedal loslässt. Das Verfahren 400 geht zu 432 über.
  • Bei 432 stellt das Verfahren 400 den Zündzeitpunkt oder die Zylinderluftladung (z. B. eine Menge an Luft in einem Zylinder, die an der Verbrennung in dem Zylinder beteiligt ist) auf Grundlage einer angeforderten Menge an Unterdruck und Katalysatorerwärmung ein. In einem Beispiel wird eine Tabelle, die empirisch ermittelte Zündzeitpunkte auf Grundlage des Unterdruckniveaus in einem Unterdruckbehälter und einer Katalysatortemperatur enthält, indiziert, um den Zündzeitpunkt oder die Zylinderluftladung zu bestimmen. Die Tabelle wird durch ein Unterdruckniveau auf Grundlage eines gewünschten Unterdruckniveaus in einem Unterdruckbehälter abzüglich eines tatsächlichen Unterdruckniveaus in dem Unterdruckbehälter und einer Katalysatortemperatur auf Grundlage einer Differenz zwischen der Anspringtemperatur des Katalysators abzüglich einer tatsächlichen Katalysatortemperatur indiziert. Auf diese Weise kann der Zündzeitpunkt auf Grundlage der Differenz zwischen dem gewünschten und tatsächlichen Unterdruck gewichtet werden. Ferner kann der Zündzeitpunkt auf Grundlage der Differenz zwischen der Anspringtemperatur des Katalysators und der tatsächlichen Katalysatortemperatur gewichtet werden. Zum Beispiel kann, wenn eine Differenz zwischen einem gewünschten Unterdruckniveau in einem Unterdruckbehälter abzüglich eines tatsächlichen Unterdruckniveaus in dem Unterdruckbehälter größer ist als ein Schwellenwert und wenn eine Differenz zwischen der Anspringtemperatur des Katalysators abzüglich einer tatsächlichen Katalysatortemperatur kleiner ist als ein Schwellenwert, der Zündzeitpunkt in der Nähe des MBT eingestellt werden (z. B. drei Kurbelwellengrade verzögert von dem MBT). Jedoch kann, wenn die Differenz zwischen dem gewünschten Unterdruckniveau in dem Unterdruckbehälter abzüglich des tatsächlichen Unterdruckniveaus in dem Unterdruckbehälter kleiner ist als ein Schwellenwert und wenn eine Differenz zwischen der Anspringtemperatur des Katalysators abzüglich einer tatsächlichen Katalysatortemperatur größer ist als ein Schwellenwert, der Zündzeitpunkt weiter von dem MBT entfernt eingestellt werden (z. B. fünfzehn Kurbelwellengrade verzögert von dem MBT).
  • In einem anderen Beispiel wird eine Tabelle, die empirisch ermittelte Werte für die Zylinderluftladung auf Grundlage des Unterdruckniveaus in einem Unterdruckbehälter und einer Katalysatortemperatur enthält, indiziert, um die Zylinderluftladung zu bestimmen. Die Tabelle wird durch ein Unterdruckniveau auf Grundlage eines gewünschten Unterdruckniveaus in einem Unterdruckbehälter abzüglich eines tatsächlichen Unterdruckniveaus in dem Unterdruckbehälter und einer Katalysatortemperatur auf Grundlage einer Differenz zwischen der Anspringtemperatur des Katalysators abzüglich einer tatsächlichen Katalysatortemperatur indiziert. Zum Beispiel kann, wenn eine Differenz zwischen einem gewünschten Unterdruckniveau in einem Unterdruckbehälter abzüglich eines tatsächlichen Unterdruckniveaus in dem Unterdruckbehälter größer ist als ein Schwellenwert und wenn eine Differenz zwischen der Anspringtemperatur des Katalysators abzüglich einer tatsächlichen Katalysatortemperatur kleiner ist als ein Schwellenwert, die Zylinderluftladung auf einen kleineren Wert X eingestellt werden. Jedoch kann, wenn die Differenz zwischen dem gewünschten Unterdruckniveau in dem Unterdruckbehälter abzüglich des tatsächlichen Unterdruckniveaus in dem Unterdruckbehälter kleiner ist als ein Schwellenwert und wenn eine Differenz zwischen der Anspringtemperatur des Katalysators abzüglich einer tatsächlichen Katalysatortemperatur größer ist als ein Schwellenwert, die Zylinderluftladung auf einen größeren Wert Y eingestellt werden, wobei Y größer ist als X.
  • Auf diese Weise können Einstellungen des Zündzeitpunkts und/oder der Zylinderluftladung gewichtet werden, um den Verbrennungsmotor zu beeinflussen, um mehr bereitzustellen, um den Katalysator zu erwärmen oder um einen Unterdruck bereitzustellen. Von daher kann, wenn ein Verbrennungsmotor angelassen wird, während in einem Unterdruckbehälter kein Unterdruck vorliegt, der Betrieb des Verbrennungsmotors eingestellt werden, um den Unterdruck zu erhöhen. Nach ein paar Verbrennungsereignissen kann der Betrieb des Verbrennungsmotors eingestellt werden, um die Katalysatorerwärmung auf Grundlage des Verlaufs des Unterdruckniveaus in dem Unterdruckbehälter zu erhöhen. In einigen Beispielen können Einstellungen der Zylinderluftladung und des Zündfunkens während des Anlassens des Verbrennungsmotors bis zu einer vorher festgelegten tatsächlichen Gesamtzahl von Verbrennungsereignissen seit dem letzten Motorstopp verzögert werden. Das Verfahren 400 geht zu 434 über.
  • Bei 434 stellt das Verfahren 400 das andere des Zündzeitpunkts oder der Zylinderluftladung, der bzw. die bei 432 eingestellt wurde, ein, um den Verbrennungsmotor mit einem niedrigeren angezeigten Verbrennungsmotordrehmoment zu betreiben als es für den Betrieb des Verbrennungsmotors bei einer grundlegenden Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors ausreichend ist, wenn der Verbrennungsmotor zu seiner nominalen warmen Betriebstemperatur (z. B. 90 °C) aufgewärmt wird, während der Verbrennungsmotor stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Gemische verbrennt. Zusätzlich oder alternativ kann die Zylinderluftladung auf eine Menge eingestellt werden, die kleiner ist als es für den Betrieb des Verbrennungsmotors bei einer grundlegenden Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors ausreichend ist, wenn der Verbrennungsmotor zu seinen nominalen warmen Betriebsbedingungen aufgewärmt wird, während der Verbrennungsmotor stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Gemische verbrennt. Insbesondere wird, wenn der Zündzeitpunkt bei 432 eingestellt wird, die Zylinderluftladung bei 434 eingestellt. Umgekehrt wird, wenn die Zylinderluftladung bei 432 eingestellt wird, der Zündzeitpunkt bei 434 eingestellt. Demnach ist das angezeigte Drehmoment, das von dem Verbrennungsmotor erzeugt wird, kleiner als das Drehmoment zum Drehen des Verbrennungsmotors bei seiner grundlegenden Leerlaufdrehzahl und kleiner als das Drehmoment zum Beschleunigen des Verbrennungsmotors von der Startdrehzahl zu der Leerlaufdrehzahl innerhalb einer Schwellenzeit. In einem Beispiel werden die Einstellungen des Zündzeitpunkts oder die Einstellungen der Zylinderluftladung bei 434 auf Grundlage eines gewünschten angezeigten Verbrennungsmotordrehmoments und der Werte für den Zündfunken oder die Zylinderluftladung empirisch ermittelt, die bei 432 ermittelt wurden. Das Verfahren 400 geht zu 436 über.
  • Bei 436 stellt das Verfahren 400 ein Drehmoment über den Elektromotor bereit, das ausreicht, um den Verbrennungsmotor zu seiner Leerlaufdrehzahl (z. B. einer grundlegenden Leerlaufdrehzahl) zu beschleunigen und den Verbrennungsmotor bei einer grundlegenden Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors zu drehen. Die Leerlaufdrehzahl kann auf Grundlage der Verbrennungsmotortemperatur eingestellt werden. Der Elektromotor kann in einem Drehzahlsteuermodus betrieben werden, bei dem der Elektromotor eine gewünschte Drehzahl einhält, während das Elektromotordrehmoment variieren darf. Alternativ kann der Elektromotor in einem Drehmomentsteuermodus betrieben werden, bei dem das Elektromotordrehmoment ein gewünschtes Drehmoment einhält. In einem Beispiel wird der Verbrennungsmotor mit einer Startdrehzahl gedreht und dann während des Anlassens des Verbrennungsmotors zu der Leerlaufdrehzahl beschleunigt (hochgefahren). Das Verfahren 400 geht zum Ende über.
  • Bei 440 beurteilt das Verfahren 400, ob eine Katalysatorerwärmung angefordert wird. In einem Beispiel wird eine Katalysatorerwärmung angefordert, wenn die Katalysatortemperatur kleiner ist als eine vorher festgelegte Anspringtemperatur des Katalysators. Die Katalysatortemperatur kann gemessen oder abgeleitet werden. Beurteilt das Verfahren 400, dass eine Katalysatorerwärmung angefordert wird, so lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 442 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 450 über.
  • Bei 450 deaktiviert das Verfahren 400, falls vorhanden, einen Sauger. Durch das Deaktivieren des Saugers wird die Unterdruckerzeugung beendet und die Effizienz des Verbrennungsmotors erhöht. Der Sauger kann deaktiviert werden, wenn die Menge an Unterdruck in dem Unterdruckbehälter größer ist als ein Schwellenunterdruck. Das Verfahren 400 geht zu 452 über.
  • Bei 452 stellt das Verfahren 400 den Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors auf den grundlegenden Zündzeitpunkt ein. Der grundlegende Zündzeitpunkt kann von dem MBT verzögert werden, um eine Drehmomentreserve bereitzustellen, die eine Erhöhung des Verbrennungsmotordrehmoments über Einstellungen des Zündzeitpunkts als Reaktion auf eine Veränderung der Verbrennungsmotorlast ermöglicht. Auf diese Weise kann das Verbrennungsmotordrehmoment im Vergleich dazu, wenn das Verbrennungsmotordrehmoment lediglich über eine Drossel oder einen anderen Luftaktor eingestellt wird, schneller auf Veränderungen der Verbrennungsmotorlast reagieren. Das Verfahren 400 geht zu 454 über.
  • Bei 454 stellt das Verfahren 400 Lasten, die an dem Keilriemen des Verbrennungsmotors angelegt werden, zurück auf das Ausgangsniveau ein. Zum Beispiel kann eine Last, die von einer Lichtmaschine an einem Verbrennungsmotor angelegt wird, erhöht werden, um den Batterieladestatus zu erhöhen. Das Verfahren 400 geht zu 456 über.
  • Bei 456 stellt das Verfahren 400 die Nockenansteuerung zurück auf den Ausgangszeitpunkt ein. In einem Beispiel werden Werte für die grundlegende Nockenansteuerung in einer Tabelle gespeichert, die über die Verbrennungsmotordrehzahl und das Verbrennungsmotordrehmoment indiziert wird. Das Verfahren 400 geht zu 458 über.
  • Bei 458 stellt das Verfahren 400 die Menge des von dem Fahrer oder der Steuerung angeforderten Drehmoments bereit. Das angeforderte Drehmoment kann über den Verbrennungsmotor, den Elektromotor und den Verbrennungsmotor oder über den Elektromotor bereitgestellt werden. Nach dem Zuführen des angeforderten Drehmoments rückt das Verfahren 400 zum Ende vor.
  • Bei 442 stellt das Verfahren 400 den Zündzeitpunkt oder die Zylinderluftladung (z. B. eine Menge an Luft in einem Zylinder, die an der Verbrennung in dem Zylinder beteiligt ist) auf Grundlage einer Katalysatortemperatur ein. In einem Beispiel wird eine Tabelle, die empirisch ermittelte Zündzeitpunkte auf Grundlage der Katalysatortemperatur enthält, indiziert, um den Zündzeitpunkt oder die Zylinderluftladung zu bestimmen. Die Tabelle wird durch eine Katalysatortemperatur auf Grundlage einer Differenz zwischen der Anspringtemperatur des Katalysators abzüglich einer tatsächlichen Katalysatortemperatur indiziert. Zum Beispiel kann, wenn eine Differenz zwischen der Anspringtemperatur des Katalysators abzüglich einer tatsächlichen Katalysatortemperatur kleiner ist als ein Schwellenwert, der Zündzeitpunkt in der Nähe des MBT eingestellt werden (z. B. sechs Kurbelwellengrade verzögert von dem MBT). Jedoch kann, wenn die Differenz zwischen der Anspringtemperatur des Katalysators abzüglich einer tatsächlichen Katalysatortemperatur größer ist als ein Schwellenwert, der Zündzeitpunkt weiter von dem MBT entfernt eingestellt werden (z. B. zwanzig Kurbelwellengrade verzögert von dem MBT).
  • In einem anderen Beispiel wird eine Tabelle, die empirisch ermittelte Werte für die Zylinderluftladung auf Grundlage der Katalysatortemperatur enthält, indiziert, um die Zylinderluftladung zu bestimmen. Die Tabelle wird durch eine Katalysatortemperatur auf Grundlage einer Differenz zwischen der Anspringtemperatur des Katalysators abzüglich einer tatsächlichen Katalysatortemperatur indiziert. Zum Beispiel kann, wenn eine Differenz zwischen der Anspringtemperatur des Katalysators abzüglich einer tatsächlichen Katalysatortemperatur kleiner ist als ein Schwellenwert, die Zylinderluftladung auf einen kleineren Wert Q eingestellt werden. Jedoch kann, wenn die Differenz zwischen der Anspringtemperatur des Katalysators abzüglich einer tatsächlichen Katalysatortemperatur größer ist als ein Schwellenwert, die Zylinderluftladung auf einen größeren Wert Z eingestellt werden, wobei Z größer ist als Q. Zusätzlich oder alternativ kann die Tabelle eine Dimension einschließen, die auf Grundlage einer gewünschten Geschwindigkeit der Katalysatorerwärmung indiziert wird, sodass die Zylinderluftladung auf Grundlage einer Geschwindigkeit der Katalysatorerwärmung indiziert wird.
  • Auf diese Weise können Einstellungen des Zündzeitpunkts und/oder der Zylinderluftladung eingestellt werden, um die Katalysatorerwärmung als eine Funktion einer Differenz zwischen der Anspringtemperatur des Katalysators und der tatsächlichen Katalysatortemperatur oder der abgeleiteten Katalysatortemperatur zu steuern. Von daher kann der Verbrennungsmotor, wenn ein Verbrennungsmotor angelassen wird, während die Katalysatortemperatur etwas kleiner ist als die Anspringtemperatur des Katalysators, betrieben werden, um eine geringere Katalysatorerwärmung bereitzustellen, um die Effizienz des Verbrennungsmotors zu verbessern. Das Verfahren 400 geht zu 444 über.
  • Bei 444 stellt das Verfahren 400 das andere des Zündzeitpunkts oder der Zylinderluftladung, der bzw. die bei 442 eingestellt wurde ein, um den Verbrennungsmotor mit einem niedrigeren angezeigten Verbrennungsmotordrehmoment zu betreiben als es für den Betrieb des Verbrennungsmotors bei einer grundlegenden Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors ausreichend ist, wenn der Verbrennungsmotor zu seiner nominalen warmen Betriebstemperatur (z. B. 90 °C) aufgewärmt wird, während der Verbrennungsmotor stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Gemische verbrennt. Zusätzlich oder alternativ kann die Zylinderluftladung auf eine Menge eingestellt werden, die kleiner ist als es für den Betrieb des Verbrennungsmotors bei einer grundlegenden Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors ausreichend ist, wenn der Verbrennungsmotor zu seinen nominalen warmen Betriebsbedingungen aufgewärmt wird, während der Verbrennungsmotor stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Gemische verbrennt. Insbesondere wird, wenn der Zündzeitpunkt bei 442 eingestellt wird, die Zylinderluftladung bei 444 eingestellt. Umgekehrt wird, wenn die Zylinderluftladung bei 442 eingestellt wird, der Zündzeitpunkt bei 444 eingestellt. Demnach ist das angezeigte Drehmoment, das von dem Verbrennungsmotor erzeugt wird, kleiner als das Drehmoment zum Drehen des Verbrennungsmotors bei seiner grundlegenden Leerlaufdrehzahl und kleiner als das Drehmoment zum Beschleunigen des Verbrennungsmotors von der Startdrehzahl zu der Leerlaufdrehzahl innerhalb einer Schwellenzeit. In einem Beispiel werden die Einstellungen des Zündzeitpunkts oder die Einstellungen der Zylinderluftladung bei 444 auf Grundlage eines gewünschten angezeigten Verbrennungsmotordrehmoments und der Werte für den Zündfunken oder die Zylinderluftladung empirisch ermittelt, die bei 442 ermittelt wurden. Die Einstellungen des Zündzeitpunkts können aus einer Tabelle auf Grundlage der Zylinderluftladung und des gewünschten angezeigten Verbrennungsmotordrehmoments abgerufen werden. Die Einstellungen der Zylinderluftladung können aus einer Tabelle auf Grundlage des Zündzeitpunkts und des gewünschten angezeigten Verbrennungsmotordrehmoments abgerufen werden. Das Verfahren 400 geht zu 446 über.
  • Bei 446 stellt das Verfahren 400 ein Drehmoment über den Elektromotor bereit, das ausreicht, um den Verbrennungsmotor zu seiner grundlegenden Leerlaufdrehzahl zu beschleunigen und den Verbrennungsmotor bei einer grundlegenden Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors zu drehen. Der Elektromotor kann in einem Drehzahlsteuermodus betrieben werden, bei dem der Elektromotor eine gewünschte Drehzahl einhält, während das Elektromotordrehmoment variieren darf. Alternativ kann der Elektromotor in einem Drehmomentsteuermodus betrieben werden, bei dem das Elektromotordrehmoment ein gewünschtes Drehmoment einhält. Das Verfahren 400 geht zum Ende über.
  • Demnach stellt das Verfahren von 4 ein Verbrennungsmotorbetriebsverfahren bereit, umfassend: Verbrennen von Luft und Kraftstoff in Zylindern eines Verbrennungsmotors mit einer Leerlaufdrehzahl, während ein Verbrennungsmotordrehmoment bereitgestellt wird, das nicht ausreicht, um den Verbrennungsmotor mit der Leerlaufdrehzahl zu drehen; und Drehen des Verbrennungsmotors mit der Leerlaufdrehzahl über ein Drehmoment, das von einem Elektromotor erzeugt wird, als Reaktion auf eine Anfrage zum Erwärmen eines Katalysators. Das Verfahren umfasst ferner das Einstellen einer Menge an Luft, die in den Verbrennungsmotor als Reaktion auf eine gewünschte Geschwindigkeit einer Katalysatorerwärmung eintritt. Das Verfahren umfasst ferner das Verzögern des Zündzeitpunkts, um weniger Verbrennungsmotordrehmoment bereitzustellen, als zum Drehen des Verbrennungsmotors mit der Leerlaufdrehzahl benötigt wird. Das Verfahren schließt ein, wobei der Elektromotor ein über einen Riemen integrierter Anlasser/Generator ist. Das Verfahren schließt ein, wobei der Elektromotor ein über einen Antriebsstrang integrierter Anlasser/Generator ist. Das Verfahren schließt ein, wobei die Leerlaufdrehzahl auf der Verbrennungsmotortemperatur basiert. Das Verfahren umfasst ferner das Hochfahren der Drehzahl des Verbrennungsmotors von einer Drehzahl von null auf die Leerlaufdrehzahl über den Elektromotor, während Luft und Kraftstoff in den Zylindern des Verbrennungsmotors verbrannt werden und weniger Verbrennungsmotordrehmoment bereitgestellt wird, als zum Hochfahren der Verbrennungsmotordrehzahl zu der Leerlaufdrehzahl benötigt wird.
  • Das Verfahren aus 4 stellt außerdem ein Verbrennungsmotorbetriebsverfahren bereit, umfassend: Zuführen von Zündfunken zu Zylindern eines Verbrennungsmotors zu einem Zeitpunkt, der von der minimalen Funkengabe für den Zündzeitpunkt mit dem besten Drehmoment vorgezogen oder verzögert ist, als Reaktion auf eine Anfrage für einen Unterdruck und eine Anfrage für eine Katalysatorerwärmung, wobei der Zeitpunkt auf Grundlage einer Differenz des gewünschten Unterdrucks und des tatsächlichen Unterdrucks gewichtet wird; Verbrennen von Luft und Kraftstoff in den Zylindern des Verbrennungsmotors, während ein unzureichendes Verbrennungsmotordrehmoment erzeugt wird, um den Verbrennungsmotor mit einer gewünschten Leerlaufdrehzahl zu drehen; und Drehen des Verbrennungsmotors mit der gewünschten Leerlaufdrehzahl über ein Drehmoment, das von einem Elektromotor erzeugt wird, als Reaktion auf die Anfrage zum Erwärmen des Katalysators und die Anfrage für einen Unterdruck.
  • In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner das Wichten des Zeitpunkts ferner auf Grundlage einer Differenz einer Anspringtemperatur eines Katalysators und einer tatsächlichen Katalysatortemperatur. Das Verfahren schließt ein, wobei der Zeitpunkt weg von der minimalen Funkengabe für das beste Drehmoment verzögert wird, wenn sich die Differenz des gewünschten Unterdrucks und des tatsächlichen Unterdrucks verringert. Das Verfahren schließt ein, wobei der Zeitpunkt zu der minimalen Funkengabe für den Zündzeitpunkt mit dem besten Drehmoment vorgezogen wird, wenn sich die Differenz der gewünschten Katalysatortemperatur und der tatsächlichen Katalysatortemperatur verringert. Das Verfahren schließt ein, wobei die Anfrage zum Erwärmen des Katalysators und die Anfrage für einen Unterdruck auf einer Anfrage für das Anlassen eines Verbrennungsmotors basieren. Das Verfahren umfasst ferner das Hochfahren der Drehzahl des Verbrennungsmotors von einer Drehzahl von null auf die Leerlaufdrehzahl über den Elektromotor, während Luft und Kraftstoff in den Zylindern des Verbrennungsmotors verbrannt werden und weniger Verbrennungsmotordrehmoment bereitgestellt wird, als zum Hochfahren der Verbrennungsmotordrehzahl zu der Leerlaufdrehzahl benötigt wird. Das Verfahren umfasst ferner das Verringern einer Last an einer Lichtmaschine als Reaktion auf die Differenz des gewünschten Unterdrucks und des tatsächlichen Unterdrucks.
  • Es ist zu beachten, dass die hierin eingeschlossenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Verbrennungsmotor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, einschließend die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Verbrennungsmotorhardware, ausgeführt werden. Die spezifischen hierin beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multi-Tasking, Multi-Threading und Ähnliches. Somit 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 hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erzielen, sondern wird vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Ein(e) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner kann zumindest ein Teil der beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen graphisch Code darstellen, der in einem nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Steuerungssystem programmiert werden soll. Durch die Steuerungshandlungen kann außerdem der Betriebszustand von einem oder mehreren Sensoren oder Aktoren in dem physikalischen Bereich umgewandelt werden, wenn die beschriebenen Handlungen ausgeführt werden, indem die Anweisungen in einem System, einschließend die verschiedenen Verbrennungsmotorhardwarekomponenten in Kombination mit einer oder mehreren Steuerungen, ausgeführt werden.
  • Damit ist die Beschreibung abgeschlossen. Durch deren Lektüre durch einen Fachmann werden viele Veränderungen und Modifikationen vergegenwärtigt, ohne von Geist und Schutzumfang der Beschreibung abzuweichen. Zum Beispiel kann man sich die vorliegende Beschreibung bei I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, zunutze machen.

Claims (15)

  1. Verbrennungsmotorbetriebsverfahren, umfassend: Verbrennen von Luft und Kraftstoff in Zylindern eines Verbrennungsmotors mit einer Leerlaufdrehzahl, während ein Verbrennungsmotordrehmoment bereitgestellt wird, das nicht ausreicht, um den Verbrennungsmotor mit der Leerlaufdrehzahl zu drehen; und Drehen des Verbrennungsmotors mit der Leerlaufdrehzahl über ein Drehmoment, das von einem Elektromotor erzeugt wird, während als Reaktion auf eine Anfrage zum Erwärmen eines Katalysators ein Verbrennungsmotordrehmoment bereitgestellt wird, das nicht ausreicht, um den Verbrennungsmotor mit der Leerlaufdrehzahl zu drehen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Einstellen einer Menge an Luft, die in den Verbrennungsmotor als Reaktion auf eine gewünschte Geschwindigkeit einer Katalysatorerwärmung eintritt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend das Verzögern des Zündzeitpunkts, um weniger Verbrennungsmotordrehmoment bereitzustellen, als zum Drehen des Verbrennungsmotors mit der Leerlaufdrehzahl benötigt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor ein über einen Riemen integrierter Anlasser/Generator ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor ein über einen Antriebsstrang integrierter Anlasser/Generator ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Leerlaufdrehzahl auf der Verbrennungsmotortemperatur basiert.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Hochfahren der Drehzahl des Verbrennungsmotors von einer Drehzahl von null auf die Leerlaufdrehzahl über den Elektromotor, während Luft und Kraftstoff in den Zylindern des Verbrennungsmotors verbrannt werden und weniger Verbrennungsmotordrehmoment bereitgestellt wird, als zum Hochfahren der Verbrennungsmotordrehzahl zu der Leerlaufdrehzahl benötigt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Zuführen von Zündfunken zu Zylindern des Verbrennungsmotors zu einem Zeitpunkt, der von der minimalen Funkengabe für den Zündzeitpunkt mit dem besten Drehmoment vorgezogen oder verzögert ist, als Reaktion auf eine Anfrage für einen Unterdruck und eine Anfrage für eine Katalysatorerwärmung, wobei der Zeitpunkt auf Grundlage einer Differenz des gewünschten Unterdrucks und des tatsächlichen Unterdrucks gewichtet wird; Verbrennen von Luft und Kraftstoff in den Zylindern des Verbrennungsmotors, während ein unzureichendes Verbrennungsmotordrehmoment erzeugt wird, um den Verbrennungsmotor mit einer gewünschten Leerlaufdrehzahl zu drehen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend das Wichten des Zeitpunkts ferner auf Grundlage einer Differenz einer Anspringtemperatur eines Katalysators und einer tatsächlichen Katalysatortemperatur.
  10. System, umfassend: einen Verbrennungsmotor; ein Getriebe, das an den Verbrennungsmotor gekoppelt ist; einen Motor/Generator, der über einen Riemen an den Verbrennungsmotor gekoppelt ist; und eine Fahrzeugsystemsteuerung, einschließend ausführbare Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, um den Verbrennungsmotor über den Motor/Generator mit einer Leerlaufdrehzahl zu drehen, während der Verbrennungsmotor Luft und Kraftstoff als Reaktion auf eine Anfrage für einen Unterdruck verbrennt, wobei der Verbrennungsmotor ein Drehmoment erzeugt, das nicht ausreicht, um den Verbrennungsmotor mit der Leerlaufdrehzahl zu drehen, wenn der Verbrennungsmotor seine aufgewärmte Betriebstemperatur aufweist.
  11. System nach Anspruch 10, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um den Verbrennungsmotor mit einem minimalen Zündzeitpunkt für das beste Drehmoment zu betreiben, während der Verbrennungsmotor mit der Leerlaufdrehzahl gedreht wird.
  12. System nach Anspruch 10, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um den Zündzeitpunkt von dem minimalen Zündzeitpunkt für das beste Drehmoment zu verzögern, während der Verbrennungsmotor mit der Leerlaufdrehzahl gedreht wird, während der Verbrennungsmotor ein Drehmoment erzeugt, das nicht ausreicht, um den Verbrennungsmotor als Reaktion auf eine Anfrage zum Erwärmen eines Katalysators mit der Leerlaufdrehzahl zu drehen.
  13. System nach Anspruch 10, ferner umfassend ein Zündsystem und zusätzliche Anweisungen, um dem Verbrennungsmotor mit einem minimalen Zündzeitpunkt für das beste Drehmoment Zündfunken zuzuführen, während der Verbrennungsmotor ein Drehmoment erzeugt, das nicht ausreicht, um den Verbrennungsmotor mit der Leerlaufdrehzahl zu drehen.
  14. System nach Anspruch 13, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um eine Drossel des Verbrennungsmotors als Reaktion auf die Anfrage für einen Unterdruck zu schließen.
  15. System nach Anspruch 10, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um einen Sauger als Reaktion auf die Anfrage für einen Unterdruck zu aktivieren.
DE102017116584.3A 2016-07-26 2017-07-22 Verfahren und systeme zum betreiben eines verbrennungsmotors Withdrawn DE102017116584A1 (de)

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