DE102006042606B4 - Verfahren zur Steuerung der Motorleerlaufabschaltung bei einem Fahrzeug mit Hybridantrieb und Start-Stop-Automatik - Google Patents

Verfahren zur Steuerung der Motorleerlaufabschaltung bei einem Fahrzeug mit Hybridantrieb und Start-Stop-Automatik Download PDF

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Abstract

Im Rahmen des Verfahrens zur Steuerung der Motorleerlaufabschaltung bei einem Fahrzeug mit Hybridantrieb bzw. Start-Stop-Automatik, insbesondere bei einem Fahrzeug umfassend ein CVT-Getriebe wird von der Getriebesteuerung an die Motorsteuerung ein Signal zum Verhindern der Motorleerlaufabschaltung gesendet, wenn der Absolutwert der Fahrzeugverzögerung (v_g_Fahrzeug), d. h. des Gradienten der Fahrzeuggeschwindigkeit (v_Fahrzeug), einen abstimmbaren Schwellenwert (Schwelle 1) überschreitet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung der Motorleerlaufabschaltung bei einem Fahrzeug mit Hybridantrieb und Start-Stopp-Automatik, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, das für ein Fahrzeug umfassend ein CVT-Getriebe geeignet ist.
  • Bei einem Fahrzeug mit Hybridantrieb und Start-Stopp-Automatik ist es Stand der Technik, den Motor bei stehendem Fahrzeug bzw. unmittelbar vor Fahrzeugstillstand auszuschalten, um den Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors zu senken (Motorleerlaufabschaltung, Idle Stop), wie beispielsweise im Rahmen der EP 1016779 A2 beschrieben. Bei Fahrzeugsystemen, die ein Getriebe mit hydraulischer Steuerung beinhalten, wird üblicherweise eine mechanisch vom Motor angetriebene Ölpumpe zur Druckversorgung verwendet.
  • Eine Problematik dabei ist sicherzustellen, dass in jedem Betriebzustand eine ausreichende Ölversorgung des Getriebes gegeben ist. Bei einer Unterversorgung des Ölhaushalts ist je nach Getriebetyp mit einer Beeinträchtigung des Fahrkomforts und ggf. der Getriebehaltbarkeit zu rechnen. Bei einer Unterversorgung der Getriebehydraulik wird die Qualität der Druckansteuerung der einzelnen Getriebekomponenten stark beeinflusst. Tritt die Unterversorgung beispielsweise beim Abbremsen des Fahrzeugs bis Fahrzeugstillstand auf, kann es beim Abschalten des Motors zu einem für den Fahrer spürbaren Entlastungsschlag beim Öffnen der Kupplung kommen, da der Kupplungsdruck einbricht und die Kupplung somit unkontrolliert geöffnet wird.
  • Bei einem CVT-Getriebe umfassend einen Scheibenvariator kann, durch Einbrechen der realen Variatordrücke, das Verstellverhalten derart beeinflusst werden, dass ein Erreichen der Anfahrübersetzung nicht mehr gewährleistet ist Ebenso kann es zu einem Rutschen zwischen dem Umschlingungsmittel und den Variatorscheiben kommen, wenn die realen Scheibendrücke den zur Übertragung des Drehmoments minimal erforderlichen Scheibenanpressdruck unterschreiten.
  • Des weiteren erhöht sich die Gefahr einer Variatorschädigung bei sehr starken Abbremsungen und im speziellen Fall auch bei ABS- oder Blockierbremsungen, die üblicherweise auf glatter Fahrbahn bzw. bei schlechten Fahrbahnoberflächen vorkommen. Dabei treten hohe Drehzahlgradienten auf, die zu Drehmomentstößen am Variator führen, wodurch eine höhere Variatoranpressung notwendig wird.
  • Eine weitere Problematik stellt das generell schlechtere Druckfolgeverhalten bei kaltem Getriebeöl dar. Dabei können die Ansteuerdrücke für Kupplungen und Variatorscheiben nicht mit der gleichen Dynamik wie bei warmer Getriebeöl den Solldrücken nachgeführt werden. Auch in dieser Situation ist mit einer Beeinträchtigung des Fahrkomforts und ggf. der Getriebehaltbarkeit zu rechnen; die Auswirkung eines schlechten Druckfolgeverhaltens ist vergleichbar mit den Auswirkungen einer Unterversorgung des Ölhaushalts.
  • Das Problem der Sicherstellung des Ölhaushalts wird bei einigen bekannten Systemen durch die Installation einer elektrisch angetriebenen Zusatzpumpe realisiert, was jedoch in einer Kastenerhöhung resultiert. Eine derartige Konstruktion ist in der EP 1116619 A2 beschrieben.
  • Aus der DE 101 24 984 A1 ist eine Fahrzeugantriebsvorrichtung bekannt, die mit einem Antriebsmotor und einer Leistungsübertragungsvorrichtung versehen ist, die eine Abgabe des Antriebsmotors auf ein Antriebsrad eines Fahrzeugs überträgt, wobei die Leistungsübertragungsvorrichtung einen Getriebemechanismus aufweist, der einen Gangwechselbetrieb über ein Betriebsfluid durchführt, das aus einer Pumpe zugeführt wird, die durch den Antriebsmotor angetrieben ist.
  • Die bekannte Fahrzeugantriebsvorrichtung umfasst einen Neutralerfassungssensor, der erfasst, dass die Leistungsübertragungsvorrichtung in dem neutralen Zustand ist, einen Fahrerfassungssensor zum Erfassen des Fahrzustandes des Fahrzeugs und einen Regler, der den Antriebsmotor auf eine hohe Betriebsdrehzahl regelt, die höher als eine Zielbetriebsdrehzahl des Antriebsmotors ist, die für einen Nichtfahrzustand des Fahrzeugs gesetzt ist, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs durch den Fahrerfassungssensor erfasst ist, wenn der neutrale Zustand der Leistungsübertragungsvorrichtung durch den Neutralerfassungssensor erfasst ist. Die hohe Betriebsdrehzahl ist eine Betriebsdrehzahl, die der Pumpe gestattet, dass ein Betriebsfluiddruck erzielt wird, welcher die Durchführung des Gangschaltbetriebs ermöglicht.
  • Aus der JP 2001032734 A ist ein Verfahren zur Motorsteuerung bekannt, im Rahmen dessen ein Ausschalten des Motors bei Fahrzeugstillstand oder unmittelbar davor verhindert wird, wenn die Fahrzeugräder blockiert sind. Hierbei wird über das ABS-System des Fahrzeugs erkannt, ob Räder des Fahrzeugs blockiert sind; es wird an den Motor ein Signal gesendet, welches die Motorleerlaufabschaltung deaktiviert. Des weiteren wird im Rahmen der JP 2001032734 A vorgeschlagen, die Motorleerlaufabschaltungwährend des ABS- Betriebs zu deaktivieren.
  • Im Rahmen der DE 10037490 A1 ist eine Maschinensteuer/regelvorrichtung für ein Hybridfahrzeug beschrieben, welches ein Automatgetriebe, beispielsweise ein CVT-Getriebe aufweist. Die bekannte Maschinensteuer/regelvorrichtung dient der Steuerung/Regelung der Motorleerlaufabschaltung und des Anlassens des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs sowie der Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr im Verzögerungsmodus des Fahrzeugs. Des weiteren ist vorgesehen, dass die Maschinensteuer/regelvorrichtung im Verzögerungsmodus des Fahrzeugs die Leerlaufdrehung der Maschine beibehält, bis das Automatgetriebe zu einem ein Wiederanfahren ermöglichenden Übersetzungsverhältnis zurückgekehrt ist.
  • Aus der JP 2002004909 A ist bekannt, bei einem Fahrzeug mit Motorleerlaufabschaltung die Motorleerlaufabschaltung zu deaktivieren, wenn bei stillstehendem Fahrzeug und betätigter Bremse der Lenkwinkel der Räder einen Schwellenwert überschreitet, wodurch ein schnelles Wiederanfahren ermöglicht werden soll.
  • Des weiteren ist aus der JP 2000328980 A bekannt, die Motorleerlaufabschaltung bei einem Fahrzeug, umfassend ein CVT-Getriebe zu deaktivieren, wenn die Variatorübersetzung einen Schwellenwert unterschreitet. Dadurch soll verhindert werden, dass die Anfahrleistung des Fahrzeugs nach einem Anlassen des Motors aufgrund einer niedrigen Variatorübersetzung sinkt.
  • Im Rahmen der JP 2000328980 A wird vorgeschlagen, den Motor nur dann abzuschalten, wenn die Variatorübersetzung einen Schwellenwert über schreitet, welcher ein komfortables Anfahren ermöglicht, wobei der Schwellenwert in Abhängigkeit des Fahrbahnsteigung berechnet wird.
  • Aus dem Dokument DE 39 42 862 C2 ist ein Verfahren zur Schubbetriebskraftstoffbeimessung beschrieben, bei dem diese abhängig vom Reibwert zwischen Fahrbahn und Antriebsrädern erfolgt.
  • Das Dokument DE 103 54 705 A1 offenbart ein Verfahren zur Einstellung des Anpressdrucks der Scheiben eines Variators eines stufenlosen Getriebes, bei dem bei schlechtem Fahrbahnzustand das Druckniveau angehoben wird.
  • Das Dokument DE 44 12 438 C1 beschreibt ein Verfahren zum automatischen Abstellen und Anlassen eines Verbrennungsmotors, wobei das automatische Abstellen nur in einem bestimmten Betriebstemperaturbereich der Motortemperatur zugelassen wird.
  • Schließlich zeigt das Dokument DE 600 22 593 T2 ein Verfahren zur Steuerung der Motorleerlaufabschaltung bei einem Fahrzeug mit Start-Stopp-Automatik und einem stufenlos schaltbaren Getriebe, wobei von der Getriebesteuerung an die Motorsteuerung ein Signal zum Verhindern der Motorleerlaufabschaltung gesendet wird, wenn der Absolutwert der Fahrzeugverzögerung, das heißt des Gradienten der Fahrzeuggeschwindigkeit, einen abstimmbaren Schwellenwert überschreitet.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung der Motorleerlaufabschaltung bei einem Fahrzeug mit Hybridantrieb und Start-Stopp-Automatik, geeignet für ein Fahrzeug umfassend ein CVT-Getriebe anzugeben, welches die erwähnten, aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermeidet. Insbesondere soll durch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Sicherstellung des Ölhaushalts ohne die Notwendigkeit einer elektrisch angetriebenen Zusatzpumpe gewährleistet werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Demnach wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, dass von der Getriebesteuerung an die Motorsteuerung ein Signal zum Verhindern der Motorleerlaufabschaltung gesendet wird, wenn der Absolutwert der Fahrzeugverzögerung, d. h. des Gradienten der Fahrzeuggeschwindigkeit, einen abstimmbaren Schwellenwert überschreitet, d. h. wann eine starke Fahrzeugverzögerung vorliegt, wobei der Schwellenwert für den Absolutwert der Fahrzeugverzögerung in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, so dass im oberen Geschwindigkeitsbereich eine höhere Fahrzeugverzögerung zur Verhinderung der Leerlaufabschaltung vorhanden sein muss als im unteren Geschwindigkeitsbereich.
  • Bei einer Ausgestaltung wird der Schwellenwert für den Absolutwert der Fahrzeugverzögerung in Abhängigkeit der Getriebeöltemperatur bestimmt, wobei bei kaltem oder zu heißem Getriebeöl der Schwellenwert geringer ist, als im normalen Betriebstemperaturbereich, sodass bei kaltem oder zu heißem Getriebeöl eine geringere Fahrzeugverzögerung zur Verhinderung der Leerlaufabschaltung ausreicht.
  • Des weiteren wird vorgeschlagen, dass eine Motorleerlaufabschaltung nicht durchgeführt wird, wenn ein schlechter Fahrbahnuntergrund erkannt wird, wenn die Getriebeöltemperatur einen ersten Schwellenwert überschreitet und/oder, wenn die Getriebeöltemperatur einen zweiten Schwellenwert unterschreitet.
  • Die Abhängigkeit der Durchführung der Motorleerlaufabschaltung vom Fahrbahnuntergrund gewährleistet einen störungsfreien Betrieb eines CVT-Getriebes, da bei schlechtem Fahrbahnuntergrund gewährleistet wird, dass ein hoher Anpressdruck zur Verfügung steht. Die Erkennung eines schlechten Fahrbahnuntergrunds kann anhand des im Rahmen der DE 10354705 A1 der Anmelderin beschriebenen Verfahrens, deren Offenbarungsgehalt vollinhaltlich auch Gegenstand dieser Beschreibung sein soll, erfolgen.
  • Hierbei werden Fahrbahnunebenheiten mittels des Gradienten der aufsummierten Differenz zwischen der gemessenen Radgeschwindigkeit und dem gewichteten Mittelwert der Radgeschwindigkeit erkannt. Für jedes Rad werden die gemessenen Radgeschwindigkeiten gewichtet gemittelt und von dem Messwert subtrahiert, wodurch ein Signal gewonnen wird, welches die Abweichung der Radgeschwindigkeit von einer idealen Radgeschwindigkeit ausdrückt; dieses Signal wird über eine vorgegebene Anzahl von Werten gemittelt, wobei Peaks bei diesem Signal Ereignisse an den Rädern zeigen, die aus Fahrbahnunebenheiten resultieren.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert: Es zeigen:
  • 1 ein Ablaufdiagramm, welches die Abhängigkeit der Durchführung der Motorleerlaufabschaltung vom Absolutwert der Fahrzeugverzögerung darstellt;
  • 2 ein Ablaufdiagramm, welches die Abhängigkeit der Durchführung der Motorleerlaufabschaltung von der Getriebeöltemperatur darstellt;
  • 3 ein Ablaufdiagramm, welches die Abhängigkeit der Durchführung der Motorleerlaufabschaltung von der Erkennung eines schlechten Fahrbahnuntergrund darstellt und
  • 4 ein Ablaufdiagramm, welches die Abhängigkeit der Durchführung der Motorleerlaufabschaltung von Aktivierung eines Wintermodus der Fahrstrategie darstellt.
  • Bezug nehmend auf 1 wird gemäß der Erfindung der Gradient der Fahrzeuggeschwindigkeit vg_Fahrzeug ausgewertet. Wenn der Absolutwert des Gradienten der Fahrzeuggeschwindigkeit vg_Fahrzeug einen oberen Schwellenwert Schwelle 1 überschreitet, wird eine Motorleerlaufabschaltung nicht zugelassen. Der Schwellenwert Schwelle 1 ist eine Funktion der Getriebe Itemperatur c_getriebe und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit. Hierbei ist im oberen Geschwindigkeitsbereich der Schwellenwert Schwelle 1 höher als im unteren Geschwindigkeitsbereich, so dass im oberen Geschwindigkeitsbereich eine höhere Fahrzeugverzögerung zur Verhinderung der Leerlaufabschaltung vorhanden sein muss als im unteren Geschwindigkeitsbereich. Bei der Temperaturabhängigkeit des Schwellenwertes Schwelle 1 ist vorgesehen, dass bei kaltem oder zu heißem Getriebeöl der Schwellenwert geringer ist als im normalen Betriebstemperaturbereich.
  • Erfindungsgemäß kann, wie in 1 gezeigt, bei der Auswertung des Gradienten der Fahrzeuggeschwindigkeit vg_Fahrzeug zudem geprüft werden, ob der Gradient der Fahrzeuggeschwindigkeit vg_Fahrzeug einen zweiten unteren Schwellenwert Schwelle 2 unterschreitet, der ebenfalls in Abhängigkeit der Getriebeöltemperatur c_getriebe und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit v_Fahrzeug bestimmt wird. Ist dies der Fall, so wird die Motorleerlaufabschaltung zugelassen, wie in 1 veranschaulicht. Die Schwellenwerte Schwelle 1 und Schwelle 2 können auch den gleichen Werk annehmen.
  • Gemäß der Erfindung kann zusätzlich zur Auswertung des Gradienten der Fahrzeuggeschwindigkeit vg_Fahrzeug die Durchführung einer Motorleerlaufabschaltung vom der aktuellen Getriebeöltemperatur c_getriebe abhängig sein. Demnach wird geprüft, ob die Getriebeöltemperatur einen ersten Schwellenwert Schwelle 3 überschreitet und/oder ob sie einen zweiten Schwellenwert Schwelle 4 unterschreitet. Ist dies der Fall, dann wird die Motorleerlaufabschaltung nicht zugelassen, wie in 2 dargestellt.
  • Das in 3 gezeigte Ablaufdiagramm, stellt die Abhängigkeit der Durchführung der Motorleerlaufabschaltung von der Erkennung eines schlechten Fahrbahnuntergrundes, gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dar. Hierbei wird bei Erkennung eines Schlechtwegs, vorzugsweise gemäß dem in der DE 10354705 A1 der Anmelderin beschriebenen Verfahren die Motorleerlaufabschaltung nicht zugelassen.
  • Ein weiterer Parameter, der gemäß der Erfindung neben der Auswertung des Absolutwertes der Fahrzeugverzögerung berücksichtigt werden kann, ist die Aktivierung eines Wintermodus der Fahrstrategie; in diesem Fall wird die Motorleerlaufabschaltung ebenfalls nicht zugelassen, wie im Rahmen des in 4 enthaltenen Ablaufdiagramms veranschaulicht.
  • Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird ein Verfahren zur Steuerung der Motorleerlaufabschaltung bei einem Fahrzeug mit Hybridantrieb und Start-Stopp-Automatik, insbesondere bei einem Fahrzeug umfassend ein CVT-Getriebe zur Verfügung gestellt, durch dessen Durchführung die Sicherstellung des Ölhaushalts ohne die Notwendigkeit einer elektrisch angetriebenen Zusatzpumpe gewährleistet wird. Durch die Berücksichtigung der Getriebeöltemperatur als Parameter für die Zulassung der Motorleerlaufabschaltung wird zudem der Komfort für den Fahrer erhöht und ein Erreichen der erforderlichen Anfahrübersetzung gewährleistet.
  • Bezugszeichen
    • vg_Fahrzeug
      Gradient der Fahrzeuggeschwindigkeit
      v_Fahrzeug
      Fahrzeuggeschwindigkeit
      c_getriebe
      Getriebeöltemperatur
      Schwelle 1
      oberer Schwellenwert für den Gradienten der Fahrzeuggeschwindigkeit
      Schwelle 2
      unterer Schwellenwert für den Gradienten der Fahrzeuggeschwindigkeit
      Schwelle 3
      berer Schwellenwert für die Getriebeöltemperatur
      Schwelle 4
      unterer Schwellenwert für die Getriebeöltemperatur

Claims (6)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Motorleerlaufabschaltung bei einem Fahrzeug mit Hybridantrieb und Start-Stopp-Automatik, wobei von der Getriebesteuerung an die Motorsteuerung ein Signal zum Verhindern der Motorleerlaufabschaltung gesendet wird, wenn ein Absolutwert der Fahrzeugverzögerung (vg_Fahrzeug), einen Schwellenwert (Schwelle 1) überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (Schwelle 1) für den Absolutwert der Fahrzeugverzögerung in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit (v_Fahrzeug) bestimmt wird, wobei im oberen Geschwindigkeitsbereich der Schwellenwert höher ist als im unteren Geschwindigkeitsbereich, so dass im oberen Geschwindigkeitsbereich eine höhere Fahrzeugverzögerung zur Verhinderung der Motorleerlaufabschaltung vorhanden sein muss als im unteren Geschwindigkeitsbereich.
  2. Verfahren zur Steuerung einer Motorleerlaufabschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (Schwelle 1) für den Absolutwert der Fahrzeugverzögerung in Abhängigkeit der Getriebeöltemperatur (c_Getriebe) bestimmt wird, wobei bei kaltem oder zu heißem Getriebeöl der Schwellenwert geringer ist als im normalen Betriebstemperaturbereich.
  3. Verfahren zur Steuerung einer Motorleerlaufabschaltung nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motorleerlaufabschaltung nicht durchgeführt wird, wenn ein schlechter Fahrbahnuntergrund erkannt wird.
  4. Verfahren zur Steuerung einer Motorleerlaufabschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motorleerlaufabschaltung nicht durchgeführt wird, wenn ein Wintermodus einer Fahrstrategie aktiviert ist.
  5. Verfahren zur Steuerung einer Motorleerlaufabschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorleerlaufabschaltung nicht durchgeführt wird, wenn die Getriebeöltemperatur (c_Getriebe) einen ersten Schwellenwert (Schwelle 3) überschreitet.
  6. Verfahren zur Steuerung einer Motorleerlaufabschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorleerlaufabschaltung nicht durchgeführt wird, wenn die Getriebeöltemperatur (c_Getriebe) einen zweiten Schwellenwert (Schwelle 4) unterschreitet.
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