DE102009047382B4

DE102009047382B4 - Verfahren und Systeme für unterstützte Direktansteuerung

Info

Publication number: DE102009047382B4
Application number: DE102009047382.3A
Authority: DE
Inventors: Alex O'Connor Gibson; Roger Lyle Huffmaster; Peter John Grutter; Felix Nedorezov; Rodney Lewis Lopez
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2009-01-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2021-08-26
Anticipated expiration: 2029-12-03
Also published as: US20100174460A1; US10486676B2; US9764726B2; CN101769208B; US20170341637A1; DE102009047382A1; CN101769208A

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugsystems, das einen Motor enthält, der bei Motorleerlaufstoppbedingungen gezielt abgeschaltet wird, wobei das System weiterhin eine hydraulisch betätigte Getriebekomponente enthält, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: während eines Leerlaufstoppmotorabschaltens Einstellen einer hydraulischen Betätigung der Getriebekomponente zur Einstellung eines Widerstandsmoments an dem Motor zum Anhalten des Motors, wobei die hydraulische Betätigung der Getriebekomponente eine Kupplung zwischen angehaltenen Rädern des Fahrzeugs und dem Motor durch das Getriebe umfasst, wobei das Verfahren weiterhin das Einstellen des durch die Kupplung erzeugten Widerstandsmoments als Reaktion auf die Motordrehzahl umfasst, wobei die Kupplung verstärkt wird, um das Widerstandsmoment als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl über einer Soll-Motordrehzahl liegt, zu erhöhen, und wobei die Kupplung geschwächt wird, um das Widerstandsmoment als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl unter der Soll-Motordrehzahl liegt, zu verringern.

Description

Gebiet
Die vorliegende Anmeldung betrifft Verfahren und Systeme zur Steuerung des Abschaltens eines Motors.
Hintergrund und Kurzdarstellunq
Es sind Fahrzeuge dazu entwickelt worden, einen Leerlaufstopp Durchzuführen, wenn Leerlaufstoppbedingungen erfüllt werden, und den Motor automatisch neu zu starten, wenn Neustartbedingungen erfüllt werden. Solche Leerlaufstoppsysteme ermöglichen Kraftstoffeinsparungen, eine Verringerung von Abgasemissionen, Lärmminderung und dergleichen. Somit können mehrere Verfahren verwendet werden, um das Getriebe dahingehend zu steuern, Leerlaufstopps und anschließende Neustarts bei Erfüllung von Neustartbedingungen zu verbessern.
Ein solches Beispiel wird in der US 6 556 910 B2 von Suzuki et al. dargestellt. Darin werden mehrere Vorwärtskupplungen eines Getriebes von einem Hydraulikservo gesteuert, um die Kupplungen zwischen eingerückten und ausgerückten Zuständen zu schalten, wenn zwischen Leerlaufstopp- und Neustartbedingungen eingestellt wird. Insbesondere wenn eine Leerlaufstoppbedingung erfüllt ist, wird das Getriebe eingekuppelt gehalten und ein Hydraulikdruck des Hydraulikservos wird auch auf einem vorbestimmten Druck gehalten.
DE 101 58 434 A1 lehrt ein Hydraulikdruck-Steuergerät für ein Automatikgetriebe. Eine erste Hydraulikdruckquelle wird darin zum Erzeugen eines ersten Hydraulikdrucks betrieben. Ein Steuerventil sperrt und öffnet eine Hydraulikleitung zwischen der ersten Hydraulikdruckquelle und einem Reibschlußelement in einem Automatikgetriebe. Eine zweite Hydraulikdruckquelle wird zum Erzeugen eines zweiten Hydraulikdrucks betrieben.Während ein Motor läuft, öffnet das Steuerventil die Hydraulikleitung, so dass der erste, von der ersten Hydraulikdruckquelle erzeugte Hydraulikdruck dem Reibschlußelement über das Steuerventil zugeführt wird. Während der Motor angestellt ist, sperrt das Steuerventil die Hydraulikleitung und die zweite Hydraulikdruckquelle führt dem Reibschlußelement den zweiten Hydraulikdruck zu. Falls das Steuerventil steckenbleibt und die Hydraulikleitung ständig sperrt, ermöglicht eine Ausfallsicherung die Zufuhr des ersten, von der ersten Hydraulikdruckquelle erzeugten Hydraulikdrucks zu dem Reibschlußelement.
DE 102 57 179 A1 offenbart eine Antriebssteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs mit einem Automatikgetriebe, das zumindest eine Hydrauliksteuerungsvorrichtung, die hydraulisch einen Eingriff eines Reibungseingriffselementes steuert, eine mechanische Ölpumpe, die durch einen Verbrennungsmotor angetrieben ist und einen Hydraulikdruck der Hydrauliksteuerungsvorrichtung zuführt, einen Motor und eine Hilfsölzufuhreinrichtung hat, die in der Lage ist, einen Hydraulikdruck der Hydrauliksteuerungsvorrichtung auch in einem Außerbetriebszustand des Verbrennungsmotors und/oder des Motors zuzuführen, wobei das Automatikgetriebe eine Antriebskraft des Verbrennungsmotors auf ein Rad durch Eingreifen des Reibungseingriffselements überträgt; und wobei der Motor mit der mechanischen Ölpumpe betriebsfähig verbunden ist und eine Antriebskraft auf das Automatikgetriebe überträgt; wobei die Hilfsölzufuhreinrichtung das Öl der Hydrauliksteuerungsvorrichtung zu einer Zeit einer automatischen Verbrennungsmotorstoppsteuerung zuführt, zu der der Antrieb des Verbrennungsmotors automatisch angehalten ist, nachdem das Fahrzeug anhält und eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist; und wobei der Motor angetrieben wird, so dass die mechanische Ölpumpe das Öl der Hydrauliksteuerungsvorrichtung während der automatischen Verbrennungsmotorstoppsteuerung zu einer Zeit zuführt, wenn die Hilfsölzufuhreinrichtung das Öl nicht zuführen kann.
Eine Steuervorrichtung für eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug zeigt DE 11 2006 000 524 B4 wobei die Antriebsvorrichtung folgendes hat: einen Verbrennungsmotor; und einen stufenlos variablen Getriebeabschnitt mit einem Differentialmechanismus, durch den eine Verbrennungsmotorabgabe auf einen ersten Elektromotor und ein Übertragungselement verteilt wird, und einen zweiten Elektromotor, der in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Übertragungselement und Antriebsrädern angeordnet ist, und der wirksam ist, als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe zu wirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung folgendes aufweist: eine Differentialzustandsumschaltvorrichtung, die in dem Differentialmechanismus eingebaut ist und selektiv auf einen Entkopplungszustand, in dem der stufenlos variable Getriebeabschnitt in einem stufenlos variablen Getriebezustand angeordnet wird, der wirksam ist, einen elektrisch gesteuerten stufenlos variablen Schaltbetrieb durchzuführen, und auf einen Kopplungszustand umgeschaltet wird, in dem der stufenlos variable Getriebeabschnitt in einem nicht stufenlos variablen Schaltzustand angeordnet wird, in dem er unwirksam ist, den elektrisch gesteuerten stufenlos variablen Schaltbetrieb durchzuführen; eine Verbrennungsmotorstartumschaltsteuereinrichtung, die wirksam ist, den stufenlos vari- ablen Getriebeabschnitt in dem stufenlos variablen Schaltzustand beim Start des Verbrennungsmotors anzuordnen; und eine Verbrennungsmotorstartsteuereinrichtung, die wirksam ist, die Verbrennungsmotordrehzahl auf ein Niveau, das höher als eine vorgegebene Verbrennungsmotordrehzahl ist, unter Verwendung des ersten Elektromotors zu erhöhen, um dadurch den Verbrennungsmotor zu starten.
Die Erfinder haben jedoch mehrere potentielle Probleme bei solchen Vorrichtungen und Verfahren, insbesondere nach US 6 556 910 B2 erkannt. Zum Beispiel kann unter Leerlaufstoppbedingungen die zum Anhalten des Motors erforderliche Zeit, zum Beispiel die Zeit, die zum Verringern der Motordrehzahl von 700 U/min auf null erforderlich ist, länger als erwünscht sein. Wenn die zum Abschalten des Motors erforderliche Zeit zu lang ist, kann ein Fahrzeugführer somit vorziehen, das Fahrzeug neu zu starten und/oder anzufahren, bevor die Motordrehzahl auf null abgefallen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann somit auf einige der obigen Probleme durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1 zur Steuerung eines Systems eingegangen werden, das einen Motor enthält, der bei Motorleerlaufstoppbedingungen gezielt abgeschaltet wird, wobei das System weiterhin eine hydraulisch betätigte Getriebekomponente enthält. Das Verfahren kann während eines Leerlaufstoppmotorabschaltens Einstellen einer hydraulischen Betätigung der Getriebekomponente zur Einstellung eines Widerstandsmoments an dem Motor zum Anhalten des Motors umfassen. Die hydraulische Betätigung der Getriebekomponente umfasst eine Kupplung zwischen angehaltenen Rädern des Fahrzeugs und dem Motor durch das Getriebe. Das Verfahren umfasst weiterhin Einstellen des durch die Kupplung erzeugten Widerstandsmoments als Reaktion auf die Motordrehzahl, wobei die Kupplung verstärkt wird, um das Widerstandsmoment als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl über einer Soll-Motordrehzahl liegt, zu erhöhen, und wobei die Kupplung geschwächt wird, um das Widerstandsmoment als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl unter der Soll-Motordrehzahl liegt, zu verringern.
Ein Verfahren zum Beschleunigen des Abschaltens eines Motors zeigt Anspruch 13. Es bezieht sich auf einen Motor, der bei Motorleerlaufstoppbedingungen abgeschaltet werden kann. Der Motor umfasst eine mechanische und eine elektrische Pumpe. Wenn Leerlaufstoppbedingungen erfüllt werden, führt das Verfahren folgende Operationen aus: Halten des durch die elektrische Pumpe und die mechanische Pumpe erzeugten hydraulischen Drucks als Reaktion auf eine Motordrehzahl und Einstellen einer Getriebekupplung zum Einstellen eines an den Motor angelegten externen Reibmoments, das erzeugt wird, indem die Getriebekupplung den Motor mit Rädern koppelt und die Bewegung der Räder während des Abschaltens des Motors durch eine eingerückte Bremse gebremst wird.
Ein Fahrzeugsystem nach Anspruch 15 umfasst einen Triebstrang, Radbremsen und ein Steuersystem. Der Triebstrang enthält Räder, einen Motor, einen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung und ein Automatikgetriebe, das eine Vorwärtskupplung enthält. Das Steuersystem ist zum gezielten Abschalten des Motors bei Motorleerlaufbedingungen ohne Erhalt einer Anforderung von einem Bediener, wo der Motor für das Abschalten anzuhalten ist, konfiguriert. Dabei verstärkt das Steuersystem den Eingriff der Überbrückungskupplung und/oder Vorwärtskupplung, um die Räder weiter mit dem Motor zu koppeln, während die Radbremsen eingerückt sind.
In einem Beispiel handelt es sich bei der Getriebekomponente um eine Vorwärtskupplung eines Getriebes. Hier kann das Widerstandsmoment durch Erhöhen des der Vorwärtskupplung des Getriebes zugeführten hydraulischen Drucks vergrößert werden, wodurch eine Einstellung des Widerstandsmoments zum Entgegenwirken einer Drehung des Motors durch den Boden über die Räder/den Triebstrang ermöglicht wird. Des Weiteren kann eine elektrische Pumpe und/oder ein Speichersystem zusätzlich zu einer mechanischen Getriebepumpe verwendet werden, um einen ausreichenden hydraulischen Leitungsdruck während des Herunterfahrens des Motors bereitzustellen. Durch Ergänzen einer mechanischen Getriebepumpe durch eine elektrische Pumpe kann die Nettopumpleistung und folglich der zugeführte hydraulische Nettoleitungsdruck während des Abschaltens erheblich vergrößert oder aufrechterhalten werden, wodurch ermöglicht wird, dass das Widerstandsmoment des Triebstrangs an den Motor angelegt wird, wodurch ein schnelleres Abschalten des Motors gewährleistet wird. Neben dem Ermöglichen eines schnelleren Abschaltens des Motors können Kurbelwellenschwingungen aufgrund von Zylinderluftfederwirkungen, nachdem die Motordrehzahl null erreicht hat, erheblich gedämpft werden. In einem alternativen Beispiel kann es sich bei der Getriebekomponente um eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung handeln.
Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung dazu vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem anderen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
Figurenliste

1 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeugsystemlayout mit Einzelheiten eines Fahrzeugantriebsstrangs.
2 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm zur Durchführung eines Leerlaufstoppbetriebs.
3 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm zur Durchführung des Leerlaufstoppbetriebs von 2 durch Anlegen eines Widerstandsmoments gemäß der vorliegenden Offenbarung.
4 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm zur Einstellung des hydraulischen Drucks zu den Vorwärtskupplungen unter Verwendung eines offenen Regelkreises.
5 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm zur Einstellung des hydraulischen Drucks zu den Vorwärtskupplungen unter Verwendung eines geschlossenen Regelkreises.
6A - B zeigen Kennfelder 600a-b mit mehreren Kurven, die beispielhafte Motorabschaltprozeduren als Reaktion auf Leerlaufstoppbedingungen gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigen.

Ausführliche Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zur Beschleunigung des Abschaltens eines Motors, wenn Leerlaufstoppbedingungen erfüllt werden, durch Steuerung der Leistung einer elektrischen Fahrzeugölpumpe, wie zum Beispiel der in 1 dargestellten Pumpe. Dabei kann das an den Motor angelegte Widerstandsmoment eingestellt, zum Beispiel erhöht, werden. Wie in den 2 - 3 gezeigt, kann ein Motorsteuersystem dazu konfiguriert sein, die Pumpleistung einer mechanischen Getriebeölpumpe durch die einer elektrischen Ölpumpe zu ergänzen, um die Zeit zum Erreichen des Abschaltens eines Motors zu verkürzen. Auf diese Weise kann das Getriebe als ein Widerstandsmomentaktuator verwendet werden, um den Motorabschaltprozess zu beschleunigen und/oder zu steuern. Das auf dem Getriebewiderstandsmoment basierende Abschalten des Motors kann unter Verwendung eines Verfahrens mit offenem Regelkreis (wie in 4 gezeigt) über eine Nachschlagetabelle des Kupplungsdrucks als Funktion der Motordrehzahl gesteuert werden. Als Alternative dazu kann das Abschalten des Motors unter Verwendung eines Verfahrens mit geschlossenem Regelkreis (wie in 5 gezeigt) gesteuert werden, wobei der Kupplungsdruck als Rückkopplungsreaktion auf die Motorleistung eingestellt wird. Die Gesamtkoordination von Ereignissen während eines beispielhaften Abschaltens eines Motors wird in den 6A-B graphisch dargestellt. Auf diese Weise kann die zum Abschalten eines Motors nach Erfüllung von Motorleerlaufstoppbedingungen erforderliche Zeit durch Verwendung eines durch eine elektrische Ölpumpe unterstützten Widerstandsmoments zur Beschleunigung und/oder Steuerung des Abschaltens des Motors wesentlich verkürzt werden.
1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugantriebsstrangs 20. Der Antriebsstrang 20 kann durch einen Motor 22 angetrieben werden. In einem Beispiel kann es sich bei dem Motor 22 um einen Benzinmotor handeln. Bei alternativen Ausführungsformen können andere Motorkonfigurationen eingesetzt werden, zum Beispiel ein Dieselmotor. Der Motor 22 kann mit einem (nicht gezeigten) Motorstartsystem gestartet werden. Des Weiteren kann der Motor 22 Drehmoment über einen Drehmomentaktuator 24, wie zum Beispiel ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Drossel usw., erzeugen oder einstellen.
Des Weiteren kann der Motor 22 ein (nicht gezeigtes) Hilfsstartersystem enthalten, um den Neustart des Motors bei einer Motordrehzahl von nahe null, zum Beispiel bei 50 U/min, zu unterstützen. In einem Beispiel kann das Hilfsstartersystem dazu verwendet werden, den Motor neu zu starten, wenn ein Fahrer ein Ingangsetzen des Fahrzeugs anfordert, während der Motor als Reaktion auf eine vorherige Erfüllung von Leerlaufstoppbedingungen heruntergefahren wird. Durch Hilfsstartersysteme können jedoch die Kosten und Komplexität des Motorsystems erheblich erhöht werden. Somit kann in einem Beispiel durch Verwendung eines Widerstandsmoments zur Beschleunigung des Abschaltens eines Motors das Erfordernis eines solchen Startersystems reduziert werden. Dabei können die Kosten und die Komplexität, die durch solche Startersysteme in einem Fahrzeugantriebsstrang 20 anfallen, vermieden werden.
Ein Motorausgangsdrehmoment kann zu dem Drehmomentwandler 26 übertragen werden, um ein Automatikgetriebe 28 durch Einrücken einer oder mehrerer Kupplungen, darunter die Vorwärtskupplung 30, anzutreiben, wobei der Drehmomentwandler als eine Komponente des Getriebes bezeichnet wird. Somit können nach Bedarf mehrere solche Kupplungen eingerückt werden. Die Abgabe des Drehmomentwandlers kann wiederum durch die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32 gesteuert werden. Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32 somit ganz ausgerückt ist, überträgt der Drehmomentwandler 26 Drehmoment über Fluidtransfer zwischen der Drehmomentwandlerturbine und dem Drehmomentwandlerlaufrad zu dem Automatikgetriebe 28, wodurch eine Drehmomentverstärkung ermöglicht wird. Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32 hingegen ganz eingerückt ist, wird das Motorausgangsdrehmoment über die Drehmomentwandlerkupplung direkt zu einer (nicht gezeigten) Eingangswelle des Getriebes 28 übertragen. Als Alternative dazu kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32 teilweise eingerückt sein, wodurch das Einstellen der Drehmomentgröße, die zum Getriebe weitergeleitet wird, ermöglicht wird. Eine Steuerung kann dazu ausgelegt sein, die von dem Drehmomentwandler übertragene Drehmomentgröße einzustellen, indem die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung als Reaktion auf verschiedene Motorbetriebsbedingungen oder auf Grundlage einer Motorbetriebsanforderung durch den Fahrer eingestellt wird.
Drehmomentabgabe von dem Automatikgetriebe 28 kann wiederum an die Räder 34 weitergeleitet werden, um das Fahrzeug anzutreiben. Insbesondere kann das Automatikgetriebe 28 ein Eingangsantriebsdrehmoment an der (nicht gezeigten) Eingangswelle als Reaktion auf einen Fahrzeugfahrzustand vor Übertragung eines Ausgangsantriebsdrehmoments auf die Räder einstellen.
Des Weiteren können die Räder 34 durch Einrücken der Radbremsen 36 blockiert werden. In einem Beispiel können die Radbremsen 36 als Reaktion darauf, dass der Fahrer seinen Fuß auf ein (nicht gezeigtes) Bremspedal drückt, eingerückt werden. Auf gleiche Weise können die Räder 34 freigegeben werden, indem die Radbremsen 36 als Reaktion darauf, dass der Fahrer seinen Fuß von dem Bremspedal nimmt, ausgerückt werden.
Eine mechanische Ölpumpe 38 kann mit dem Automatikgetriebe 28 in Strömungsverbindung stehen, um hydraulischen Druck bereitzustellen und so verschiedene Kupplungen, wie zum Beispiel eine Vorwärtskupplung 30 und/oder die Drehmomentwandlerkupplung 32, einzurücken. Die mechanische Ölpumpe 38 kann gemäß dem Drehmomentwandler 26 betrieben werden und kann durch die Drehung zum Beispiel der Motor- oder Getriebeeingangswelle angetrieben werden. Somit kann der in der mechanischen Ölpumpe 38 erzeugte hydraulische Druck mit Zunahme der Motordrehzahl zunehmen und kann mit Abnahme der Motordrehzahl abnehmen. Es kann eine elektrische Ölpumpe 40, die auch mit dem Automatikgetriebe in Strömungsverbindung steht, aber unabhängig von der Antriebskraft des Motors 22 oder Getriebes 28 arbeitet, vorgesehen sein, um den hydraulischen Druck der mechanischen Ölpumpe 38 zu ergänzen. Die elektrische Ölpumpe 40 kann durch einen (nicht gezeigten) Motor angetrieben werden, dem zum Beispiel durch eine (nicht gezeigte) Batterie elektrische Energie zugeführt werden kann.
Eine Steuerung 42 kann dazu konfiguriert sein, Eingaben vom Motor 22 zu erhalten und demgemäß eine Drehmomentabgabe des Motors und/oder Betrieb des Drehmomentwandlers, des Getriebes und/oder der Bremsen zu steuern. Als ein Beispiel kann eine Drehmomentabgabe dadurch gesteuert werden, dass eine Kombination aus Zündzeitpunktsteuerung, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitsteuerung und/oder Luftladung durch Steuerung der Drosselöffnung und/oder der Ventilsteuerzeit, des Ventilhubs und der Verstärkung für turboaufgeladene oder aufgeladene Motoren eingestellt wird. Bei einem Dieselmotor kann die Steuerung 42 die Motordrehmomentabgabe durch Steuerung einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitsteuerung und Luftladung steuern. In allen Fällen kann die Motorsteuerung zylinderselektiv durchgeführt werden, um die Motordrehmomentabgabe zu steuern.
Wenn Leerlaufstoppbedingungen erfüllt werden, kann die Steuerung 42 den Betrieb des Triebstrangs steuern, um das Anhalten des Motors zu steuern. In einem Beispiel kann zur Verringerung der Dauer des Herunterfahrens des Motors ein steuerbares Widerstandsmoment über ein Getriebe und einen Drehmomentwandler an den Motor angelegt werden. Zum Beispiel kann ein Drehmomentwandler dazu verwendet werden, ein durch die angehaltenen Fahrzeugräder erzeugtes Widerstandsmoment durch die Zahnräder des Getriebes über die Vorwärtskupplung des Getriebes zu übertragen. Mit anderen Worten kann ein eingekuppeltes Getriebe verwendet werden, um ein Bremswiderstandsmoment an den Motor anzulegen, wobei die Größe des angelegten Drehmoments über Schleifenlassen einer Getriebekupplung, wie zum Beispiel der Vorwärtskupplung und/oder der Drehmomentwandlerkupplung, geregelt werden kann. In einem anderen Beispiel kann ein größeres Widerstandsmoment durch Verstärken des Eingriffs mindestens einer (oder beider) Drehmomentwandlerkupplung und der Vorwärtskupplung des Getriebes erzeugt werden. Wenn zum Beispiel die Vorwärtskupplung des Getriebes und die Drehmomentwandlerkupplung ganz eingerückt wären und die Räder über Reibung und/oder die Radbremsen fest am Boden gehalten werden würden, dann kann ein maximales Widerstandsmoment an den Motor angelegt werden (wobei angenommen wird, dass sich die Räder nicht vom Boden losreißen). Ebenso kann das Widerstandsmoment durch Verstärken des Schleifens der Drehmomentwandlerkupplung und/oder der Vorwärtskupplung des Getriebes verringert werden.
Somit hält in einem Beispiel das Steuersystem die Vorwärtskupplung 30 in einem eingerückten Zustand, zumindest während des Herunterfahrens des Motors, und kann damit beginnen, die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32 einzurücken (wenn sie nicht bereits eingerückt ist), um dadurch das Anlegen eines erhöhten externen Reib- (Widerstands- )Drehmoments zu gestatten. In diesem Beispiel kann das Ausmaß des Eingriffs der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (das heißt, ob die Kupplung ganz eingerückt oder teilweise eingerückt ist) als Reaktion auf die Drehzahl des Motors eingestellt werden, um dadurch das Ausmaß des Widerstandsmoments als Reaktion auf die Motordrehzahl einzustellen und dadurch das Herunterfahren des Motors zu steuern. Als Alternative dazu kann die Steuerung 42 den Eingriffszustand der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung auf einem festen Wert halten und den Eingriffszustand der Vorwärtskupplung 30 des Automatikgetriebes durch Einstellen des der Vorwärtskupplung zugeführten hydraulischen Drucks regeln. Als weitere Alternative kann die Steuerung 42 den Eingriffszustand sowohl der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung als auch der Vorwärtskupplung regeln, um dadurch das angelegte Widerstandsmoment einzustellen, um die Motordrehzahl auf null zu verringern. Die Steuerung 42 kann zwischen den möglichen Alternativen auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, Kupplungsbedingungen (zum Beispiel das Ausmaß des Verschleißes der Vorwärtskupplung 30 und der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32), der für das Abschalten des Motors gewünschten Reaktionszeit usw., wählen.
Des Weiteren kann die Steuerung 42 die Pumpenausgangsleistung der elektrischen Ölpumpe einstellen, um die Pumpenausgangsleistung der mechanischen Ölpumpe zu ergänzen und so für einen ausreichenden hydraulischen Druck zur Regelung des Eingriffs der Vorwärtskupplung 30 und/oder der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32 zu sorgen. In einem Beispiel kann die elektrisch betätigte hydraulische Pumpe als Reaktion auf die Motorabschaltanforderung betätigt werden. Darüber hinaus kann eine Betätigung der elektrisch betätigten hydraulischen Pumpe als Reaktion auf den Betrieb der mechanisch betätigten hydraulischen Pumpe durchgeführt werden. Da die Leistung der mechanischen Pumpe von der Drehzahl des Motors stark beeinflusst wird, ist bei Abfall der Motordrehzahl unter einen Schwellwert (wie zum Beispiel 400 U/min) die mechanische Pumpe möglicherweise nicht in der Lage, einen ausreichenden Druck für die Vorwärtskupplung (oder -kupplungen) bereitzustellen. Folglich wird möglicherweise kein ausreichendes Widerstandsmoment zum schnellen Abschalten des Motors erzeugt. Somit kann die Betätigung der elektrisch betätigten hydraulischen Pumpe als Reaktion auf Motordrehzahl weiter eingestellt werden. Hierbei kann der durch die elektrische Pumpe bereitgestellte Druck vorteilhafterweise dazu verwendet werden, das Anlegen des Soll-Widerstandsmoments zu ermöglichen. Durch Bereitstellung eines ausreichenden hydraulischen Drucks und Widerstandsmoments unter Verwendung einer Kombination aus elektrischen und mechanischen Ölpumpen kann der Motor mit einer wesentlich schnelleren Rate heruntergefahren werden, wodurch die Abschaltzeit auf ein Minimum reduziert wird.
Auf diese Weise stellt die hydraulische Betätigung der Getriebekomponente eine Verbindung zwischen den angehaltenen Rädern des Fahrzeugs und dem Motor durch das Getriebe ein. Des Weiteren kann die Verbindung auf Getriebebasis zwischen den angehaltenen Rädern des Fahrzeugs und dem Motor verstärkt werden, um das Widerstandsmoment als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl über einer Soll-Motordrehzahl liegt, zu vergrößern, und ebenso kann sie verringert werden, um das Widerstandsmoment als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl unter einer Soll-Motordrehzahl liegt, zu verkleinern. In einem Beispiel kann die Vorwärtskupplung des Getriebes weiter eingerückt werden, um das Widerstandsmoment während des Abschaltens weiter zu vergrößern, und umgekehrt. Als Alternative dazu kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung weiter eingerückt werden, um das Widerstandsmoment beim Abschalten weiter zu vergrößern, und umgekehrt.
Es versteht sich, dass die Steuerung 42 wahlweise oder zusätzlich andere Verfahren verwenden kann, um die Motordrehzahl auf null zu steuern. Dazu können unter anderem Erhöhen einer Generatorleistung, Betätigen einer Kühlmittelverdichter-Kupplung und/oder Vergrößern von Motorpumpverlusten durch Schließen der Drossel durch Verwendung eines variablen Ventilhubs oder durch Verwendung einer variablen Ventilsteuerung gehören.
Die Steuerung kann dazu konfiguriert sein, einen Eingriff der Getriebekomponente nach Beendigung des Abschaltens zu verringern und anschließend den Motor anzulassen, um den Motor mit der Getriebekomponente in einem Zustand des verringerten Eingriffs neu zu starten. In einem Beispiel kann die Steuerung dazu konfiguriert sein, die Vorwärtskupplung 30 und die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32 auszurücken und die Kupplungen in einem ausgerückten Zustand zu halten, bis Neustartbedingungen erfüllt sind, nachdem die Motordrehzahl auf null (oder einen vorbestimmten Schwellwert nahe null) gebracht worden ist. Nach Erfüllung der Bedingungen für einen automatischen Neustart kann die Steuerung 42 den Motor 22 starten und damit beginnen, die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32 und/oder die Vorwärtskupplung 30 einzurücken (oder ihren Eingriff zu verstärken), während weiterhin die Radbremsen 36 gelöst werden. Das Fahrzeug kann dann als Reaktion auf eine Fahreranforderung in Gang gesetzt werden.
Die Steuerung 42 kann weiterhin dazu konfiguriert sein, die hydraulische Betätigung der Getriebekomponente, zum Beispiel für die Getriebekupplungen, als Reaktion auf eine gewünschte Anhalteposition des Motors einzustellen, so dass am Ende des Motorabschaltvorgangs der Motor in die gewünschte Anhalteposition gebracht worden ist. In einem Beispiel kann die Anhalteposition eine Position sein, die einen schnelleren Neustart während eines anschließenden Neustartbetriebs ermöglichen kann. Es versteht sich, dass während des Motorabschaltvorgangs die Vorwärtskupplung und/oder die Drehmomentwandlerkupplungen möglicherweise nicht ganz ausgerückt sind. Zum Beispiel kann die Steuerung eine oder beide davon teilweise eingerückt halten. Mit anderen Worten kann ein Getriebezahnrad während des Abschaltens des Motors (zum Beispiel bei der Einstellung der Drehmomentwandlerkupplung, der Vorwärtskupplung oder einer anderen hydraulischen Komponente zur Steuerung des Herunterfahrens des Motors von der Leerlaufdrehzahl auf eine Drehzahl von im Wesentlichen null) eingerückt werden. Ebenso kann ein Getriebezahnrad bei anschließendem Neustart des Motors eingerückt werden (oder eingerückt bleiben). Das heißt, keiner der Vorgänge kann mit dem Getriebe in einem Leerlaufzustand durchgeführt werden.
Nunmehr auf 2 Bezug nehmend, wird eine Routine 200 zur Durchführung eines Leerlaufstoppbetriebs in dem Fahrzeugsystem nach 1 beschrieben. Bei 202 wird bestätigt, ob die Leerlaufstoppbedingungen 203 erfüllt worden sind. Irgendeine oder alle der Leerlaufstoppbedingungen 203 kann/können, wie hier weiter beschrieben, erfüllt sein, damit eine Leerlaufstoppbedingung bestätigt werden kann. Zum Beispiel kann der Motorstatus bei 210 bestimmt werden. Hier kann verifiziert werden, dass der Motor im Betrieb ist (zum Beispiel Verbrennung durchführt). Bei 212 kann der Batterieladezustand bestimmt werden. In einem Beispiel kann, wenn der Batterieladungszustand mehr als 30% beträgt, bestimmt werden, dass ein Motorleerlaufstopp stattfinden kann und dass kein Wiederaufladen erforderlich ist. Bei 214 kann verifiziert werden, dass die Fahrzeugsbetriebsdrehzahl innerhalb eines Soll-Bereichs liegt. In einem Beispiel kann der Soll-Bereich nicht mehr als 30 Meilen pro Stunde betragen. Bei 216 kann ein Klimaanlagenstatus ermittelt werden, und es kann verifiziert werden, dass die Klimaanlage keine Anforderung für einen Neustart des Motors abgab, wie er angefordert werden kann, wenn Luftklimatisierung erwünscht ist. Bei 218 kann die Motortemperatur geschätzt und/oder gemessen werden, um zu bestimmen, ob sie innerhalb eines gewählten Temperaturbereichs liegt. In einem Beispiel kann die Motortemperatur aus einer Motorkühlmitteltemperatur gefolgert werden, und es kann eine Motorleerlaufstoppbedingung gewählt werden, wenn die Motorkühlmitteltemperatur über einem vorbestimmten Schwellwert liegt. Bei 220 kann ein Drosselklappenöffnungsgrad unter Verwendung eines Drosselklappensensors bestimmt werden. In einem Beispiel kann der Sensormesswert dazu verwendet werden zu verifizieren, dass von dem Fahrzeugführer kein Start angefordert worden ist. Bei 222 kann das vom Fahrer angeforderte Drehmoment geschätzt werden, um zu bestätigen, dass es kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellwert. Bei 224 kann ein Bremssensorstatus gemessen werden. In einem Beispiel kann der Bremssensor den Status des Bremspedals messen und verifizieren, dass das Bremspedal niedergedrückt worden ist. Bei 226 kann die Motordrehzahl bestimmt werden. Bei 228 kann die Eingangswellendrehzahl (Ni) bestimmt werden.
Wenn Leerlaufstoppbedingungen nicht erfüllt werden, kann die Routine enden. Wenn jedoch irgendeine oder alle der Leerlaufstoppbedingungen erfüllt wird/werden, dann wird bei 204 bestimmt, ob der hydraulische Druck der mechanischen Ölpumpe größer ist als ein vorbestimmter Schwellwert. Wenn der Druck nicht über dem Schwellwert liegt, dann kann bei 206 die elektrische Ölpumpe aktiviert werden. Nach Aktivierung der elektrischen Ölpumpe kann bei 208 ein Leerlaufstoppbetrieb durchgeführt werden.
Wie zuvor erwähnt, kann die Steuerung ein oder eine Kombination von Verfahren auswählen, um die Motordrehzahl auf null zu steuern. Diese können von Erhöhen eines externen Reibmoments bis zu Erhöhen von inneren Motorpumpverlusten reichen. Als ein Beispiel für die Verwendung eines externen Reibmoments zum Abschalten des Motors kann die Steuerung entscheiden, ein Widerstandsmoment anzulegen, wie unter Bezugnahme auf 3 näher ausgeführt.
3 beschreibt eine Routine 300, die zum Abschalten des Motors durch Anlegen eines externen Reibmoments verwendet werden kann. Bei 302 kann bestimmt werden, ob der Motor durch Anlegen eines Widerstandsmoments abgeschaltet werden soll, wie zum Beispiel während eines Leerlaufstopps, wie hier beschrieben. Wenn nicht, zum Beispiel wenn der Motor durch Erhöhen innerer Pumpverluste abgeschaltet werden soll, kann die Routine enden. Wenn ein Widerstandsmomentverfahren gewählt wird, kann bei 304 der hydraulische Druck zu der Vorwärtskupplung (oder zu den Vorwärtskupplungen) eingestellt werden, wie unter Bezugnahme auf die 4 - 5 hier näher angeführt. Des Weiteren kann auch der hydraulische Druck zu der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung eingestellt werden. Die hydraulischen Drücke können so eingestellt werden, dass die Kupplungen als Reaktion auf eine Kupplungseinrückanforderung durch die Steuerung schnell eingerückt werden können. Bei 306 kann die Steuerung einen festen Eingriff der Vorwärtskupplung und einen geregelten Eingriff der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung wählen, um dadurch ein Getriebewiderstandsmoment an den Motor anzulegen und einzustellen. Als Alternative dazu kann die Steuerung einen festen Eingriff der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung und einen geregelten Eingriff der Vorwärtskupplung wählen. Darüber hinaus kann die Steuerung einen geregelten Eingriff sowohl der Vorwärtskupplung als auch der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung wählen. Wenn somit ein geregelter Eingriff gewählt wird, dann kann die Steuerung somit einen Grad von einem teilweisen Eingriff bis zu einem vollständigen Eingriff der Kupplung als Reaktion auf einen Motorbetriebsparameter, wie zum Beispiel die Motordrehzahl, wählen. In einem Beispiel kann der Eingriffszustand der Kupplung als Reaktion auf die Motordrehzahl gesteuert werden. Als ein Beispiel kann die Steuerung die Motordrehzahl überwachen und einem Motordrehzahlprofil auf eine Drehzahl von null hin folgen. Wenn das Motordrehzahlprofil über einem vorbestimmten Schwellwert liegt, kann die Steuerung den der Kupplung zugeführten hydraulischen Druck erhöhen, um dadurch die Kupplung weiter einzurücken. Wenn das Motordrehzahlprofil unter einem vorbestimmten Schwellwert liegt, kann die Steuerung ebenso den der Kupplung zugeführten hydraulischen Druck verringern, wodurch die Kupplung weiter ausgerückt wird.
Die Steuerung kann auf Grundlage einer Reihe von Motorbetriebsbedingungen zwischen verschiedenen Kupplungseingriffsoptionen wählen. Wenn in einem Beispiel die Temperatur der Vorwärtskupplung über einem vorbestimmten Schwellwert liegt, kann die Steuerung die Vorwärtskupplung in einem festen Eingriffszustand halten und den Eingriffszustand der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung regeln. In einem anderen Beispiel kann die Steuerung, wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung Anzeichen von Verschleiß zeigt, die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung in einem festen Eingriffszustand halten und den Eingriffszustand der Vorwärtskupplung regeln. In noch einem anderen Beispiel kann die Steuerung, wenn ein schnelleres Abschalten des Motors erwünscht ist, den Eingriffszustand sowohl der Vorwärts- als auch der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung regeln. Bei Einstellung des Eingriffszustands jeder Kupplung kann die Steuerung somit den der jeweiligen Kupplung zugeführten Druck einstellen.
Bei 308 kann bestimmt werden, ob die Motordrehzahl (N_e) auf null abgefallen ist. Bei alternativen Ausführungsformen kann bestimmt werden, ob die Motordrehzahl auf einen vorbestimmten Schwellwert von nahe null, zum Beispiel 50 U/min, abgefallen ist. Wenn die Motordrehzahl nicht abgefallen ist, dann kann die Routine zu 304 zurückkehren, um den hydraulischen Druck einzustellen und so die Kupplungen angemessen einzurücken. Wenn bei 308 die Motordrehzahl jedoch abgefallen ist, dann können bei 310 die Vorwärts- und die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung ausgerückt werden, was die Ausführung eines Leerlaufstopps anzeigt. Die Kupplungen können dann so lange in einem ausgerückten Zustand gehalten werden, bis Neustartbedingungen erfüllt sind.
Bei 312 kann die Steuerung dann dazu übergehen, den Motor zu überwachen, um zu bestimmen, ob Neustartbedingungen erfüllt worden sind. Die Motorneustartbedingungen können unter anderen umfassen, dass sich der Motor im Leerlaufstopp befindet, das vom Fahrer angeforderte Drehmoment größer ist als ein Schwellwert, eine Neustartanforderung von der Klimaanlage aufgrund einer erwünschten Luftklimatisierung, ein Batterieladezustand unter einem Schwellwert, eine Abgasreinigungssystemtemperatur unter einem Schwellwert, die Freigabe eines Bremspedals, eine elektrische Last, die größer ist als ein Schwellwert. Wenn irgendeine der Neustartbedingungen erfüllt worden ist, dann kann bei 314 bestimmt werden, ob die Motordrehzahl (N_e) über einem vorbestimmten Mindestschwellwert liegt. Wenn Neustartbedingungen bei 312 nicht erfüllt werden oder wenn die Motordrehzahl bei 314 nicht über einem vorbestimmten Schwellwert liegt, dann kann kein Neustart erfolgen und die Kupplungen können bei 316 in einem ausgerückten Zustand gehalten werden. Wenn Neustartbedingungen jedoch erfüllt werden und die Motordrehzahl über einem vorbestimmten Schwellwert liegt, dann kann der Motor bei 318 gestartet werden (und es kann eine Zunahme der Motordrehzahl beobachtet werden). Darüber hinaus können die Vorwärts- und die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung sequentiell oder gleichzeitig eingerückt werden. Dadurch kann ein Motorneustart herbeigeführt werden. Anschließend kann das Fahrzeug als Reaktion auf eine Fahreranforderung, zum Beispiel bei Freigabe eines Bremspedals durch den Fahrer, in Gang gesetzt werden. Während des Ingangsetzens kann der Motor angelassen und gestartet werden, und während des Anlassens und/oder Startens des Motors kann die Vorwärtskupplung des Getriebes eingerückt werden, um zu beginnen, das Fahrzeug in Gang zu setzen (wenn das Getriebe noch eingekuppelt ist), selbst wenn die Motordrehzahl während des Starts hochdreht.
Nunmehr auf die 4 - 5 Bezug nehmend, werden verschiedene Steuerroutinen zur Einstellung des den Vorwärtskupplungen zugeführten hydraulischen Drucks zur Einstellung und/oder Regelung des Eingriffszustands davon beschrieben. Insbesondere gestatten die beschriebenen Routinen die Einstellung eines hydraulischen Drucks und/oder der Ausgangsleistung einer elektrischen Ölpumpe, die mit dem Automatikgetriebe strömungsverbunden (aber unabhängig davon) ist, als Reaktion auf eine Motordrehzahl und unter Zusammenwirkung mit einer mechanischen Ölpumpe, die auch mit dem Getriebe strömungsverbunden (aber unabhängig davon) ist. Insbesondere beschreibt 4 eine Steuerroutine 400 mit offener Vorwärtskopplung, während 5 eine Steuerroutine 500 mit geschlossenem Rückkopplungskreis beschreibt.
Nunmehr auf die Routine 400 Bezug nehmend, wird bei 402 eine Motordrehzahl gemessen und/oder geschätzt. Bei 404 kann die Getriebedrehzahl gemessen und/oder geschätzt werden. Bei 406 können ein an die Kupplung anzulegendes Widerstandsmoment und ein ihm entsprechender hydraulischer Druck (P_DRAG) bestimmt werden. Als ein Beispiel kann die Steuerung dazu konfiguriert sein, eine Nachschlagetabelle zu verwenden, um das anzulegende Widerstandsmoment als Reaktion auf die Motordrehzahl und/oder die Getriebedrehzahl zu bestimmen. Neben dem Widerstandsmoment kann zusätzlich oder wahlweise eine Kupplungsschlupfdrehzahl bestimmt werden.
Bei 408 kann die Pumpleistung der mechanischen Ölpumpe (P_MOP) geschätzt und/oder gemessen werden. In einem Beispiel kann ein mit der mechanischen Ölpumpe verbundener Drucksensor die Druckabgabe der Pumpe messen. In einem anderen Beispiel kann der Pumpendruck von der Motordrehzahl abgeleitet werden (da die mechanische Pumpe mit der Motordrehzahl gekoppelt ist und davon beeinflusst wird).
Bei 410 kann die Abgabe der elektrischen Pumpe (P_EOP) so eingestellt werden, dass P_EOP = P_DRAG-P_MOP. In einem Beispiel kann ein Strömungspegel der elektrischen Pumpe, der dazu erforderlich ist, die Soll-Druckabgabe zu erzeugen, berechnet (oder anhand einer in der Steuerung gespeicherten Nachschlagetabelle bestimmt) werden. Auf Grundlage des Soll-Drucks und des entsprechenden Erfordernisses, den Strömungspegel des Öls von der elektrischen Pumpe zu vergrößern oder zu verringern, kann ein Strömung durch die elektrische Pumpe regulierendes Ventil geöffnet oder geschlossen werden. In einem anderen Beispiel bleibt der Strömungspegel fest, und die Druckabgabe der Pumpe kann eingestellt werden, indem die Leistungsabgabe der Pumpe eingestellt wird, zum Beispiel durch Einstellen der Leistungsabgabe des die elektrische Pumpe antreibenden Elektromotors. Auf diese Weise kann die Pumpenabgabe so eingestellt werden, dass das Soll-Widerstandsmoment, das ein beschleunigtes Abschalten des Motors ermöglichen kann, erreicht wird.
Nunmehr auf die Routine 500 Bezug nehmend, wird eine Rückkopplungsschleife beschrieben. Hier wird bei 502 eine Motordrehzahl gemessen und/oder geschätzt. Bei 504 wird auf Grundlage der geschätzten Motordrehzahl ein Soll-Getriebewiderstandsmoment bestimmt. Bei 506 kann ein dem an die Kupplung anzulegenden Widerstandsmoment (P_DRAG) entsprechender hydraulischer Druck bestimmt werden. Neben dem Widerstandsmoment kann zusätzlich oder wahlweise eine Kupplungsrutschdrehzahl bestimmt werden. Als ein Beispiel kann die Steuerung dazu konfiguriert sein, die Soll-Schlupfdrehzahl auf Grundlage einer Korrelation zwischen der Schlupfdrehzahl und der Drehmomentübertragung durch die Kupplung zu bestimmen.
Bei 508 kann die Pumpleistung der mechanischen Ölpumpe (P_MOP) geschätzt und/oder gemessen werden. In einem Beispiel kann ein mit der mechanischen Ölpumpe gekoppelter Drucksensor die Druckabgabe der Pumpe messen. In einem anderen Beispiel kann der Pumpendruck von der Motordrehzahl (da die mechanische Pumpe mit der Motordrehzahl gekoppelt ist und davon beeinflusst wird) und/oder dem Motordrehmoment abgeleitet werden. Bei 510 kann die Abgabe der elektrischen Pumpe (P_EOP) so eingestellt werden, dass P_EOP = P_DRAG-P_MOP. Wie zuvor unter Bezugnahme auf die Routine 400 (4) genau dargelegt, kann die Abgabe der elektrischen Pumpe durch entsprechende Einstellungen des Strömungspegels des Öls von der Pumpe, der Leistungsabgabe der Pumpe, der Leistungsabgabe des die Pumpe antreibenden Elektromotors oder einer Kombination davon eingestellt werden.
Wenn die Motordrehzahl bei Anlegen des Widerstandsmoments abnimmt, kann dieses mit der Steuerung weitergeleitet werden, um demgemäß die Pumpenabgabe einzustellen. In einem Beispiel kann die Pumpenleistung von der Geschwindigkeit des Abschaltens des Motors beeinflusst werden. Wenn das durch das Widerstandsmoment herbeigeführte Abschalten schneller vonstatten geht, kann die Gesamtpumpenleistung verringert werden. Auf diese Weise kann eine Beschädigung der Pumpen und der Kupplungen vermieden werden. In einem anderen Beispiel kann die Gesamtpumpenleistung erhöht werden, um eine Beschleunigung des Abschaltens des Motors zu ermöglichen, wenn das durch das Widerstandsmoment herbeigeführte Abschalten mit einer geringeren Geschwindigkeit vonstatten geht.
In einem anderen Beispiel kann die Pumpenleistung als Reaktion auf einen Absolutwert der Motordrehzahl statt einer Abfallgeschwindigkeit der Motordrehzahl eingestellt werden. Somit kann die Pumpenleistung zu Beginn des durch ein Widerstandsmoment herbeigeführten Abschaltens, wenn die Motordrehzahl über einem ersten Schwellwert liegt, auf einen ersten, höheren Wert eingestellt werden, und dann später, wenn die Motordrehzahl unter dem ersten Schwellwert, aber über einem zweiten Schwellwert liegt, kann die Pumpenleistung auf einen zweiten, niedrigeren Wert eingestellt werden. In einem Beispiel kann bei höheren Kurbelwellengeschwindigkeiten ein erhöhtes Drehmoment erforderlich sein, um einen vorgegebenen Motordrehzahlabfall zu erzeugen, während bei geringeren Kurbelwellengeschwindigkeiten ein verringertes Drehmoment erforderlich sein kann, um einen ähnlichen Motordrehzahlabfall zu erzeugen. Es versteht sich, dass bei den beschriebenen Fällen bei Einstellung der Pumpenleistung ein Verhältnis der Abgabe der mechanischen und elektrischen Pumpen auch dementsprechend eingestellt werden kann.
Auf diese Weise kann der Pumpendruck als Reaktion auf eine Motordrehzahl in einem Vorwärtskopplungs- oder Rückkopplungsreaktionsverfahren eingestellt werden. Durch Einstellen des Pumpendrucks als Reaktion auf die Motordrehzahl kann das Abschalten des Motors beschleunigt werden, und der Motorneustart kann ohne das Erfordernis komplexer und teurer Startersysteme vonstatten gehen.
Die 6A - B zeigen Kennfelder 600a-b mit mehreren Kurven, die beispielhafte Abschalt- und Neustartszenarien zur weiteren Erläuterung der Steuerung des beschleunigten Abschaltens gemäß der vorliegenden Offenbarung erläutern.
Sowohl Kennfeld 600a als auch 600b zeigen eine Markierung der Leerlaufstoppbedingungen in der ersten Kurve 602. Die zweite Kurve 604 zeigt die Motordrehzahl während des Vorliegens von Leerlaufstopp- oder Neustartbedingungen. Die Kurven 606 und 608 zeigen Änderungen des Kupplungsdrucks für eine Vorwärtskupplung (FC) des Getriebes bzw. eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (TCC) während Leerlaufstopp- und anschließendem Neustartbetrieb. Schließlich zeigen die Kurven 610 und 612 Einstellungen der Ausgangsleistung einer mechanischen Ölpumpe (MOP) bzw. einer elektrischen Ölpumpe (EOP) während des Leerlaufstoppbetriebs.
Nunmehr auf 6A und Kennfeld 600a Bezug nehmend, kann bei t₁ eine Leerlaufstoppanforderung bestätigt werden (zum Beispiel durch Bestätigung von Leerlaufstoppbedingungen), und es kann ein Leerlaufstoppbetrieb eingeleitet werden. Wie gezeigt, können die Leerlaufstoppbedingungen bis t₄ vorherrschen. Der Großteil der Einstellungen, die dazu erforderlich sind, ein Abschalten des Motors bei Bestätigung von Leerlaufstoppbedingungen zu erzielen, kann zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₃ durchgeführt werden. Auf gleiche Weise kann der Leerlaufstopp bei t₄ aufgrund der Bestätigung von Neustartbedingung angehalten werden. Obgleich lange nach t₄ Neustartbedingungen vorherrschen können, kann der Großteil von Einstellungen, die zum Erzielen eines Motomeustarts bei Bestätigung von Neustartbedingungen erforderlich sind, zwischen den Zeitpunkten t₄ und t₅ durchgeführt werden.
Bevor Leerlaufstoppbedingungen bestätigt werden, das heißt vor t₁, kann die Motordrehzahl auf einem hohen Wert liegen (wie bei 602 gezeigt), kann eine Vorwärtskupplung (FC) eingerückt sein (bei 606) und kann eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (TCC) teilweise eingerückt sein (wie bei 608 gezeigt) oder als Alternative ausgerückt sein. Bei t₁ kann bei Bestätigung der Leerlaufstoppbedingungen eine Verringerung der Motordrehzahl eingeleitet werden, um schließlich ein Abschalten des Motors zu erreichen. Somit kann die Motordrehzahl auf verschiedene Weise auf null gebracht werden. Bei der dargestellten Kurve wird jedoch ein Herunterfahren des Motors mit Hilfe einer Zunahme des Getriebewiderstandsmoments dargstellt. Insbesondere wird in dem dargestellten Beispiel ein Getriebewiderstandsmoment angelegt, indem ein fester Eingriff der FC aufrechterhalten und der Eingriff der TCC geregelt wird. Bei alternativen Beispielen kann die TCC jedoch fest sein und die FC geregelt werden (wie in 6B gezeigt) oder sowohl die TCC als auch die FC können geregelt werden.
Zur beschleunigten Verringerung der Drehzahl des Motors kann es hier wünschenswert sein, eine Motordrehzahl von null zum Zeitpunkt t₃, aber nicht später, zu erreichen. Dazu kann eine Vorwärtskupplung des Getriebes (FC) in einem festen Eingriffszustand gehalten werden, wie durch die fehlende Änderung des Kupplungsdrucks für die FC in 606 dargestellt ist. In einem Beispiel kann die FC in einer festen Gangstellung gehalten werden. Darüber hinaus kann der Eingriffszustand einer bisher teilweise eingerückten TCC geregelt werden, wie in 608 gezeigt. Insbesondere kann die TCC (bis zum Zeitpunkt t₂) allmählich in einen vollständig eingerückten Zustand geschaltet werden, indem der der Kupplung zugeführte hydraulische Druck erhöht wird. Der Kupplungsdruck kann mit einer entsprechenden Abnahme der Motordrehzahl allmählich erhöht werden. Der Kupplungsdruck kann weiterhin als Reaktion auf die Motordrehzahl eingestellt werden. In dem dargestellten Beispiel kann der Kupplungsdruck, wenn die Motordrehzahl abnimmt (wie bei 604 gezeigt), aber oberhalb eines vorbestimmten Schwellwerts Np bleibt, erhöht werden, um das Abschalten des Motors zu beschleunigen (wie zwischen t₁ und t₂ gezeigt). Wenn die Motordrehzahl unter Np fällt, kann der Kupplungsdruck verringert werden (wie zwischen t₂ und t₂) gezeigt. Nach Erreichen des Abschaltens des Motors kann der Kupplungsdruck gesenkt werden und eine oder mehrere der Kupplungen kann bzw. können ausgerückt werden. Wie dargestellt, kann zum Beispiel der Kupplungsdruck der TCC auf einer abgesenkten Höhe bleiben, bis ein Motomeustart erwünscht ist. Die Kupplungen können ausgerückt bleiben, bis Neustartbedingungen erfüllt werden (zum Beispiel zum Zeitpunkt t₄) und ein Motomeustart angefordert wird. Zu diesem Zeitpunkt (das heißt bei t₄) kann der Kupplungsdruck einer oder mehrerer Kupplungen schnell erhöht werden, um zu gestatten, dass die Motordrehzahl entsprechend erhöht und die Soll-Drehzahl erreicht wird. Auf diese Weise kann ein Neustart bis zum Zeitpunkt t₅ erreicht werden. Nach Bewerkstelligung des Neustarts können die Kupplungen in einem eingerückten Zustand gehalten werden.
Der zum Einrücken/Ausrücken der geregelten Kupplung verwendete hydraulische Druck kann durch eine Steuerung eingestellt werden, indem die Abgabe einer dem Automatikgetriebe zugeordneten mechanischen Ölpumpe (MOP) eingestellt und mit der Abgabe einer mit dem Motor verbundenen unabhängigen elektrischen Ölpumpe (EOP) koordiniert wird. Von daher kann die Abgabe der mechanischen Ölpumpe durch die Motorleistung beeinflusst werden. Somit kann mit einer Abnahme der Motordrehzahl auch die Abgabe der mechanischen Pumpe auf ähnliche Weise abnehmen. Bei geringeren Motordrehzahlen reicht somit die Abgabe der mechanischen Pumpe möglicherweise nicht aus, hydraulischen Druck an die Kupplung anzulegen, um sie eingerückt zu halten. Bei geringeren Drehzahlen kann deshalb die Abgabe einer elektrischen Ölpumpe verwendet werden, um die der mechanischen Ölpumpe zu ergänzen. Daraus folgt, dass mit Abfall der Abgabe der mechanischen Ölpumpe unter Widerspiegelung des Motordrehzahlabfalls eine gleichzeitige Zunahme der Abgabe der elektrischen Ölpumpe auftreten kann, wodurch eine Einstellung des Kupplungsdrucks auf den Soll-Wert ermöglicht wird. Durch Verwendung der Abgabe der beiden Pumpen kann die Motordrehzahl bis t₂ auf null gebracht werden, wonach die Abgabe beider Pumpen (auf null oder auf einen Basiswert) verringert werden kann. Nach dem Leerlaufstopp bei Anforderung von Neustart bei t₄ können die Pumpenabgaben schnell erhöht werden, um zu ermöglichen, dass der Kupplungsdruck erhöht und die Kupplung schnell eingerückt wird, wodurch ein Neustart und/oder Ingangsetzen des Motors bei Fahreranforderung gestattet wird. Nach dem Einrücken der Kupplung kann der Kupplungsdruck auf einen niedrigeren Wert, zum Beispiel einen Haltewert, verringert werden. Ebenso kann nach dem Eingriff die Abgabe der Pumpen verringert und auf niedrigeren Basiswerten gehalten werden.
Das Kennfeld 600b von 6B zeigt ein anderes Beispiel für das Erzielen eines Abschaltens des Motors als Reaktion auf das Erfüllen von Leerlaufstoppbedingungen und für einen nachfolgenden Neustartbetrieb. Hier wird das Abschalten des Motors durch Halten der TCC in einem festen Eingriffszustand beschleunigt, wie durch die fehlende Änderung des Kupplungsdrucks für die TCC bei 608 gezeigt, während der Kupplungsdruck für die FC eingestellt wird. In einem Beispiel kann die TCC in einer festen Gangstellung gehalten werden. Der Eingriffszustand der bisher teilweise eingerückten FC kann geregelt werden, wie bei 606 gezeigt. Insbesondere kann die FC durch Erhöhen des der Kupplung zugeführten hydraulischen Drucks (bis zum Zeitpunkt t₂) allmählich in einen vollständig eingerückten Zustand geschaltet werden. Hier kann der Kupplungsdruck zunehmen, wenn die Motordrehzahl über einem vorbestimmten Schwellwert Np bleibt (wie zwischen t₁ und t₂ gezeigt), und dann kann der Kupplungsdruck abnehmen, wenn die Motordrehzahl unter Np fällt (wie zwischen t₂ und t₃ gezeigt). Nach dem Abschalten des Motors können beide Kupplungen in einen ausgerückten Zustand geschaltet werden und so bleiben, bis ein Neustart angefordert wird und Neustartbedingungen bei t₄ erfüllt werden. Nach der Neustartanforderung kann die TCC in einem ausgerückten Zustand gehalten werden, während nur die FC in eine eingerückte Position geschaltet wird (wie bei 606 gezeigt), um einen anfänglichen Motomeustart und ein Hochfahren der Motordrehzahl zu gestatten. Nach dem Neustart des Motors und Erreichen der Soll-Motordrehzahl kann die TCC eingerückt werden. Die Abgabe der mechanischen und elektrischen Ölpumpe kann die Schwankungen der Motordrehzahl und des Kupplungsdrucks widerspiegeln, wie bei 610 und 612 gezeigt. Es versteht sich, dass sowohl Motorabschaltals auch Neustartbetrieb mit mindestens einer der verschiedenen Kupplungen in einer eingekuppelten oder eingerückten Stellung und nicht in einer neutralen Konfiguration durchgeführt werden können.
Auf diese Weise kann die Ausgabe der elektrischen und mechanischen Pumpe eingestellt werden, um zu gestatten, dass ein geeignetes Kupplungseinrück-/-ausrückmanöver als Reaktion auf Leerlaufstopp- und/oder Neustartbedingungen erfolgen kann.
Es sei darauf hingewiesen, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzungsroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier beschriebenen bestimmten Routinen können eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Betätigungen oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die Merkmale und Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen, die hier beschrieben werden, erreichen, sondem ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen oder Funktionen kann in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Des Weiteren können die beschriebenen Handlungen einen in das computerlesbare Speichermedium im Motorsteuersystem zu programmierenden Code graphisch darstellen.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen rein beispielhaft sind und dass diese bestimmten Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne betrachtet werden sollen, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technologie kann zum Beispiel auf V-6-, l-4-, l-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart sind, ein.
Die folgenden Ansprüche weisen speziell auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neu und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten als den Einschluss von einem oder mehreren solchen Elementen aufweisend verstanden werden, wobei sie zwei oder mehr solche Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage von neuen Ansprüchen in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob sie im Schutzbereich breiter, schmäler, gleich oder anders in Bezug auf die ursprüngliche Ansprüche sind, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugsystems, das einen Motor enthält, der bei Motorleerlaufstoppbedingungen gezielt abgeschaltet wird, wobei das System weiterhin eine hydraulisch betätigte Getriebekomponente enthält, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: während eines Leerlaufstoppmotorabschaltens Einstellen einer hydraulischen Betätigung der Getriebekomponente zur Einstellung eines Widerstandsmoments an dem Motor zum Anhalten des Motors, wobei die hydraulische Betätigung der Getriebekomponente eine Kupplung zwischen angehaltenen Rädern des Fahrzeugs und dem Motor durch das Getriebe umfasst, wobei das Verfahren weiterhin das Einstellen des durch die Kupplung erzeugten Widerstandsmoments als Reaktion auf die Motordrehzahl umfasst, wobei die Kupplung verstärkt wird, um das Widerstandsmoment als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl über einer Soll-Motordrehzahl liegt, zu erhöhen, und wobei die Kupplung geschwächt wird, um das Widerstandsmoment als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl unter der Soll-Motordrehzahl liegt, zu verringern.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Getriebekomponente eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Getriebekomponente eine Vorwärtskupplung eines Getriebes ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei während des Abschaltens und während eines anschließenden Neustarts ein Getriebezahnrad eingerückt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Einstellen einer hydraulischen Betätigung der Getriebekomponente Einstellen der hydraulischen Betätigung als Reaktion auf eine gewünschte Anhalteposition des Motors umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin Betätigen einer elektrisch betätigten hydraulischen Pumpe als Reaktion auf das Abschalten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, das weiterhin Einstellen der Betätigung der elektrisch betätigten hydraulischen Pumpe als Reaktion auf Betrieb einer mechanisch betätigten hydraulischen Pumpe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, das weiterhin Einstellen der Betätigung der elektrisch betätigten Pumpe als Reaktion auf die Motordrehzahl umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Vorwärtskupplung des Getriebes weiterhin eingerückt wird, um das Widerstandsmoment während des Abschaltens zu erhöhen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung weiterhin eingerückt wird, um das Widerstandsmoment während des Abschaltens zu erhöhen.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin Verringern des Eingriffs der Getriebekomponente nach Beendigung des Abschaltens und anschließend Anlassen des Motors zum Neustart des Motors mit der Getriebekomponente in dem Zustand des verringerten Eingriffs umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen Folgendes umfasst: Verstärken des Eingriffs einer Vorwärtskupplung des Getriebes und einer Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung zum Anhalten des Motors beim Abschalten, wobei ein Eingriffsgrad der Vorwärtskupplung des Getriebes und der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung als Reaktion auf Betriebsbedingungen variiert wird; Verringern des Eingriffs der Vorwärtskupplung des Getriebes und der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung während eines Motorstopps; und Verstärken des Eingriffs mindestens der Vorwärtskupplung des Getriebes während eines anschließenden Motorstarts, um das Fahrzeugsystem in Gang zu setzen.
Verfahren zum Beschleunigen des Abschaltens eines Motors bei einem Motor, der bei Motorleerlaufstoppbedingungen abgeschaltet werden kann, wobei der Motor eine mechanische Pumpe und eine elektrische Pumpe enthält, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: wenn Leerlaufstoppbedingungen erfüllt werden, Halten des durch die elektrische Pumpe und die mechanische Pumpe erzeugten hydraulischen Drucks als Reaktion auf eine Motordrehzahl; und Einstellen einer Getriebekupplung zum Einstellen eines an den Motor angelegten externen Reibmoments, wobei das Reibmoment erzeugt wird, indem die Getriebekupplung den Motor mit Rädern koppelt und die Bewegung der Räder während des Abschaltens des Motors durch eine eingerückte Bremse gebremst wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei Einstellen eines externen Reibmoments Einrücken einer Vorwärtskupplung eines Automatikgetriebes in einen Gang umfasst.
Fahrzeugsystem, das Folgendes umfasst: einen Triebstrang, der Räder, einen Motor, einen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung und ein Automatikgetriebe, das eine Vorwärtskupplung enthält, enthält; Radbremsen; und ein Steuersystem, das zum gezielten Abschalten des Motors bei Motorleerlaufbedingungen ohne Erhalt einer Anforderung von einem Bediener, wo der Motor für das Abschalten anzuhalten ist, konfiguriert ist, wobei das Steuersystem den Eingriff der Überbrückungskupplung und/oder Vorwärtskupplung verstärkt, um die Räder weiter mit dem Motor zu koppeln, während die Radbremsen eingerückt sind.