DE102010000613B4

DE102010000613B4 - Fahrzeugsteuersystem zur Minimierung eines Beschleunigungsstoßes

Info

Publication number: DE102010000613B4
Application number: DE102010000613.0A
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Saito
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2030-03-03
Also published as: US20100228453A1; US8352136B2; DE102010000613A1; JP5158108B2; JP2010230160A

Abstract

Fahrzeugsteuersystem für ein Fahrzeug, das mit einem Motor (10) und einem Automatikgetriebe (14) ausgestattet ist, in dem eine Kupplung (13) angeordnet ist, um eine mechanische Verbindung zwischen einer Antriebswelle (21), die zu dem Motor (10) führt, und einer Abtriebswelle (23), die zu einem Rad des Fahrzeugs führt, herzustellen, wenn das Automatikgetriebe (14) in einen Fahrbetriebs-Gangbereich versetzt wird, wobei das Fahrzeugsteuersystem aufweist:einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (35), der eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs misst; undeine Steuerung, die selektiv in einem Stoppmodus und einem Neustartmodus arbeitet, wenn eine gegebene Motorstoppanforderung erfüllt ist, während der Motor (10) des Fahrzeugs läuft, wobei die Steuerung in den Stoppmodus übergeht, um den Motor (10) automatisch zu stoppen, wenn eine gegebene Motorneustartanforderung nach dem Stopp des Motors (10) erfüllt ist, wobei die Steuerung in den Neustartmodus übergeht, um den Motor (10) neu zu starten, und zudem in einen Kupplungssteuerungsmodus übergeht, um die Kupplung (13) in dem Automatikgetriebe (14) in einen rutschbaren Zustand zu versetzen, in dem der Kupplung (13) basierend auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (35) gemessen wird, erlaubt wird zu rutschen,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung die Kupplung (13) entweder in einen rutschbaren Zustand oder einen ausgerückten Zustand versetzt, in dem die Kupplung (13) ausgerückt wird, bevor der Motor (10) neu gestartet wird, und wobei, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nach dem Neustart des Motors (10), die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (35) gemessen wird und dessen Ausgang mit der Steuerung verbunden ist, niedriger ist als ein gegebener Geschwindigkeitswert, die Steuerung die Kupplung (13) mit einer ersten Rate einrückt, und wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeug nach dem Neustart des Motors (10) höher als der gegebene Geschwindigkeitswert ist, die Steuerung die Kupplung (13) mit einer zweiten Rate einrückt, die höher als die erste Rate ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Fahrzeugsteuersystem, das so konzipiert ist, dass ein Motor, der in einem mit einem Automatikgetriebe ausgestatteten Kraftfahrzeug montiert ist, automatisch gestartet und gestoppt wird, und insbesondere ein solches Fahrzeugsteuersystem, das so konzipiert ist, dass ein beim Starten des Fahrzeugs auftretender Beschleunigungsstoß minimiert oder absorbiert wird.
Hintergrund der Technik
Einige von der vorstehend angeführten Art von Fahrzeugsteuersystemen sind so konstruiert, dass sie einen Beschleunigungsstoß, der durch eine Übertragung eines Motordrehmoments auf eine Achse des Fahrzeug entsteht, wenn der Motor mit dem in den Fahrbereich (D-Bereich) versetzten Automatikgetriebe neu gestartet wird, unterdrücken. Die JP 2001 - 55 943 A offenbart z. B. ein Fahrzeugsteuersystem, das das Ausmaß bzw. den Betrag des Beschleunigungsstoßes misst, wenn das Fahrzeug gestartet worden ist, und das, wenn bestimmt wird, dass der gemessene Beschleunigungsstoß einen größeren Wert als ein gegebener zulässiger Beschleunigungsstoß aufweist, die Menge des Kraftstoffs verringert, die in den Motor eingespritzt werden soll, um das Motordrehmoment zu reduzieren.
Die Verringerung der in den Motor einzuspritzenden Kraftstoffmenge kann jedoch zu einer Verschlechterung der Startfähigkeit des Motors führen. Die Verringerung der in den Motor einzuspritzenden Kraftstoffmenge unterliegt daher Einschränkungen, die jedoch möglicherweise nicht ausreichen, um den Beschleunigungsstoß zu unterdrücken oder absorbieren.
Weiterer Stand der Technik auf diesem Gebiet ist in JP 2006-153246 A offenbart. Die JP 2006-153246 A offenbart eine Steuereinheit für den Motor eines Fahrzeugs. Die Steuereinheit steuert dabei ein Start/Stopp-System für den Motor, um Stöße auf die Kupplung beim Neustart zu vermeiden.
Kurzfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeugsteuersystem für ein motorbetriebenes Fahrzeug zu schaffen, das so konzipiert ist, dass es einen Beschleunigungsstoß, der beim Start des Fahrzeugs auftritt, so minimieren oder absorbieren kann, dass dadurch die Startfähigkeit des Motors nicht beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der sich daran anschließenden Ansprüche.
Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird ein Fahrzeugsteuersystem geschaffen, das in einem Kraftfahrzeug-Leerlaufstoppsystem (d. h. einem Motor-Stopp-/Neustart-System) verwendet wird, das in ein Fahrzeug eingebaut ist, das mit einem Motor und einem Automatikgetriebe ausgestattet ist, in dem eine Kupplung angeordnet ist, um eine mechanische Verbindung zwischen einer Antriebswelle, die zu dem Motor führt, und einer Abtriebswelle, die zu einem Rad des Fahrzeugs führt, einzurichten bzw. herzustellen, wenn das Automatikgetriebe in einen Fahrbetriebs-Gangbereich versetzt wird. Das Fahrzeugsteuersystem weist auf: (a) einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs misst; und (b) eine Steuerung, die selektiv in einem Stoppmodus und in einem Neustartmodus arbeitet. Wenn während des Fahrbetriebs des Motors des Fahrzeugs eine gegebene Motorstoppanforderung erfüllt ist, geht die Steuerung in den Stoppmodus über, um den Motor automatisch zu stoppen. Wenn eine gegebene Motorneustartanforderung nach dem Stopp des Motors erfüllt ist, geht die Steuerung in den Neustartmodus über, um den Motor neu zu starten, und geht darüber hinaus in einen Kupplungssteuerungsmodus über, um die Kupplung in dem Automatikgetriebe in einen rutschbaren Zustand zu versetzen, in dem der Kupplung basierend auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor gemessen wird, erlaubt wird zu rutschen.
Die Kupplung wird eingerückt, um zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle eine Verbindung herzustellen, wenn sich das Automatikgetriebe in einem Fahrbetriebs-Gangbereich (z. B. entweder einem Fahrbereich, einem Drehzahlbereich des ersten Gangs, einem Drehzahlbereich des zweiten Gangs oder einem Rückwärtsbereich) befindet. Das durch den Motor abgegebene Drehmoment wird dann über einen Drehmomentübertragungsweg, in dem z. B. eine Zwischenwelle bzw. Vorgelegewelle oder ein Zahnrad (Zahnräder) angeordnet sind, an die Abtriebswelle und auf das Rad übertragen. Wenn die gegebene Motorneustartanforderung erfüllt ist, wobei das Automatikgetriebe nach dem Stopp bzw. Abschalten des Motors in einen Fahrbetriebs-Gangbereich versetzt ist, und der Motor neu gestartet worden ist, kann ein Anstieg des Betrags des Drehmoments, das aus dem Motor abgegeben wird, zu einem Beschleunigungsstoß führen.
Wenn das Automatikgetriebe sich im Fahrbetriebs-Gangbereich sowie das Fahrzeug sich im Fahrbetrieb befindet, wird das Motordrehmoment über die Kupplung an die Abtriebswelle übertragen. Eine Abgabe der Kupplung, die direkt mit der Antriebswelle verbunden ist, hängt von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und dem Zähnezahlverhältnis des Automatikgetriebes ab. Wenn die Geschwindigkeit der Antriebswelle die der Abgabe der Kupplung nach dem Neustart des Motors überschreitet, kann dies einen Beschleunigungsstoß zur Folge haben. Der Betrag des Beschleunigungsstoße ist somit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig.
Wenn somit der Motor neu gestartet wird, versetzt die Steuerung die Kupplung im Automatikgetriebe basierend auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor gemessen wird, in den rutschbaren Zustand. Die Steuerung kann in anderen Worten das über die Kupplung an das Rad übertragene Drehmoment entsprechend dem Betrag des Beschleunigungsstoßes absorbieren. Das Rutschen bzw. Schleifen der Kupplung dient zum Absorbieren des Beschleunigungsstoßes, wodurch die Startfähigkeit des Motor gegenüber der eines herkömmlichen Systems gewährleistet wird, bei dem, wie bereits in der Einleitung dieser Anmeldung erörtert worden ist, die in den Motor einzuspritzende Kraftstoffmenge verringert wird, um den Beschleunigungsstoß zu verringern bzw. zu eliminieren.
Die in dem Automatikgetriebe verwendete Kupplung kann so konzipiert sein, dass sie einen Drehmomentübertragungsweg freigibt oder blockiert, der von der Antriebswelle zu einer zur Abtriebswelle führende Zwischenwelle verläuft. Die Steuerung kann bewirken, dass die Kupplung, die vollständig ausgerückt oder vollständig eingerückt worden ist, in den vollständig rutschbaren Zustand versetzt wird.
Wenn in einem bevorzugten Modus der Offenbarung die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor gemessen wird, niedriger ist als ein gegebener Geschwindigkeitswert nach einem Neustart der Motors, versetzt die Steuerung die Kupplung in den rutschbaren Zustand.
Wenn die Drehzahl des Motors, die durch den Neustart des Motors erhöht bzw. angestiegen ist, ihren Spitzenwert unterschritten hat, geht die Steuerung in den Kupplungssteuerungsmodus über, um die Kupplung in den rutschbaren Zustand zu versetzen. In typischen bzw. klassischen Automatikgetrieben, die mit einem Drehmomentwandler ausgestattet sind, steigt die Drehzahl der Antriebswelle des Automatikgetriebes an, und das an die Antriebswelle übertragene Drehmoment nimmt zu, während die Drehzahl des Motors durch den Neustart des Motors erhöht wird. Das Einrücken der Kupplung, während die Drehzahl des Motors durch den Neustart des Motors erhöht wird, führt daher zu einem erhöhten Betrag bzw. Ausmaß des Beschleunigungsstoßes. Zur Minimierung des Beschleunigungsstoßes versetzt die Steuerung, wie oben beschrieben, die Kupplung in den rutschbaren Zustand, wenn die Drehzahl des Motors ihren Spitzenwert nach dem Neustart des Motors unterschritten hat.
Die Steuerung kann die Kupplung vor dem Neustart des Motors entweder in einen rutschbaren Zustand oder einen ausgerückten Zustand versetzen, in dem die Kupplung ausgerückt wird. Wenn nach dem Neustart des Motors die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor gemessen wird, niedriger als ein gegebener Geschwindigkeitswert ist, rückt die Steuerung die Kupplung mit einer ersten Rate ein. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nach dem Neustart des Motors höher als der gegebene Geschwindigkeitswert ist, rückt die Steuerung die Kupplung mit einer zweiten Rate ein, die schneller als die erste Rate ist. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs anders ausgedrückt relativ langsam ist, erhöht die Steuerung langsam den Betrag bzw. das Ausmaß der Einrückung der Kupplung, um einen Überschuss des Drehmoments (d. h. den Beschleunigungsstoß), der über die Kupplung auf die Räder übertragen wird, zu absorbieren. Wenn alternativ die Geschwindigkeit des Fahrzeugs relativ hoch ist, was bedeutet, dass, wenn der Beschleunigungsstoß überhaupt auftritt, der Betrag bzw. das Ausmaß des Beschleunigungsstoßes gering ist, versetzt die Steuerung die Kupplung rasch in einen Einrückzustand, um das Fahrzeug rasch in einen Zustand zu versetzen, in dem das Fahrzeug zu fahren in der Lage ist.
Das Automatikgetriebe kann mit einer Zwischenwelle bzw. Vorgelegewelle ausgestattet sein, die über die Kupplung mit der Antriebswelle verbunden werden soll, um das aus dem Motor abgegebene Drehmoment auf das Rad des Fahrzeugs zu übertragen. In diesem Fall kann die Steuerung den Spitzenwert der Drehzahl des Motors, die durch den Neustart des Motors angestiegen ist, berechnen und die Kupplung entweder in den rutschbaren Zustand oder den ausgerückten Zustand versetzen, wenn die Drehzahl der Zwischenwelle bzw. der Vorgelegewelle niedriger als der berechnete Spitzenwert vor dem Neustart des Motors ist.
In typischen bzw. klassischen Automatikgetrieben, die mit einem Drehmomentwandler ausgestattet sind, steigt die Drehzahl der Antriebswelle fortgesetzt an, während die Drehzahl des Motors durch den Neustart des Motors ansteigt, so dass die Geschwindigkeit der Antriebswelle bis zum Erreichen des Spitzenwerts der Drehzahl des Motors nach dem Neustart des Motors ansteigen kann. Wenn somit die Drehzahl der Zwischenwelle niedriger als der Spitzenwert der Drehzahl des Motors ist, die durch den Neustart des Motors angestiegen ist, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die Drehzahl der Antriebswelle die der Zwischenwelle bzw. Vorgelegewelle überschreitet, was zu einem erhöhten Betrag des Beschleunigungsstoßes führt, wenn die Kupplung nach dem Neustart des Motors eingerückt ist. Folglich kann die Steuerung, wie vorstehend beschrieben, den Spitzenwert der Drehzahl des Motors, die durch den Neustart des Motors angestiegen ist, berechnen und die Kupplung entweder in den rutschbaren Zustand oder den ausgerückten Zustand versetzen, wenn die Drehzahl der Zwischenwelle niedriger als der berechnete Spitzenwert vor dem Neustart des Motors ist. Dies führt zu einer geringeren Wahrscheinlichkeit, dass der Beschleunigungsstoß nach dem Neustart des Motors auftritt.
Die Steuerung kann den gegebenen Geschwindigkeitswert basierend auf dem berechneten Spitzenwert bestimmen. Dadurch wird die Genauigkeit beim Bestimmen eines Schwellwerts (d h. des gegebenen Geschwindigkeitswerts) gewährleistet, der zur Bestimmung herangezogen werden soll, ob die Kupplung in den rutschbaren Zustand versetzt werden soll oder nicht.
Wenn nach dem Neustart des Motors eine Bedingung erfüllt ist, bei der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor gemessen wird, niedriger als ein gegebener Geschwindigkeitswert ist, versetzt die Steuerung die Kupplung in den rutschbaren Zustand. Wenn anders ausgedrückt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs relativ hoch ist, was bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit eines Beschleunigungsstoßes gering ist, versetzt die Steuerung die Kupplung nicht in den rutschbaren Zustand, wodurch die Anzahl der Male erhöht wird, wenn das Motordrehmoment, das notwendig ist, damit das Fahrzeug fahren kann, rasch an das Rad übertragen wird, was eine verlängerte Lebensdauer der Kupplung zur Folge hat.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachstehend erfolgenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm, das ein Fahrzeugsteuersystem gemäß der Erfindung darstellt;
2(a) ein Flussdiagramm eines Motorstopp-/Neustartprogramms, das durch und 2(b) das Fahrzeugsteuersystem von 1 ausgeführt werden soll, um einen Motor automatisch zu stoppen oder neu zu starten;
3 eine Darstellung, die einen Betrieb des Fahrzeugsteuersystems veranschaulicht, bei dem der Betrag der Einrückung einer in ein Automatikgetriebe eingebauten Kupplung gesteuert wird, um den Beschleunigungsstoß zu absorbieren; und
4 eine Darstellung, die einen Betrieb des Fahrzeugsteuersystems von 1 darstellt, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als ein gegebener unterer Geschwindigkeitswert THS ist, wenn der Motor neu gestartet wird.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung, insbesondere auf 1, wird ein Fahrzeugsteuersystem gemäß der Erfindung dargestellt, das in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist, das mit einem als Verbrennungsmotor ausgebildeten Motor 10 und einem Automatikgetriebe 14 ausgestattet ist.
Das Automatikgetriebe 14 beinhaltet einen Drehmomentwandler 12 und ein Getriebe 13. Das Getriebe 13 ist mit der Kurbelwelle 11 (d. h. einer Abtriebswelle) des Motors 10 über den Drehmomentwandler 12 gekoppelt. Bei dem Motor 10 handelt es sich beispielsweise um einen mehrzylindrigen Benzinmotor, der mit Einspritzdüsen 15 und Zündkerzen ausgestattet ist, wobei für jeden Zylinder eine Zündkerze vorgesehen ist. Am Motor 10 ist ein Starter 16 angebracht, der den Motor 10 ankurbeln bzw. eine initiale Drehung auf diesen übertragen soll, wenn die Notwendigkeit besteht, den Motor 10 zu starten. Bei dem Motor 10 kann es sich alternativ auch um einen Dieselmotor handeln.
Der Drehmomentwandler 12 besteht aus einem Pumpenflügelrad 12a, das mit der Kurbelwelle 11 verbunden ist, einem Turbinenflügelrad 12b, das mit einer Antriebswelle 21 des Getriebes 13 gekoppelt ist, und einer Einwegkupplung bzw. Freilaufkupplung. Auf die Drehung des Pumpenflügelrads 12a folgt die Drehung des Turbinenflügelrad 12b.
Das Getriebe 13 besteht aus einem Planetengetriebe, Reibschlusselementen, wie z. B. Kupplungen oder Bremsen, und einer Mehrzahl von Elektromagnetventilen, die den auf die Reibschlusselemente ausgeübten hydraulischen Druck steuern. Jedes des Elektromagnetventile wird während des Betriebs so gesteuert, dass ein Ein- und Ausrücken der Reibschlusselemente herbeigeführt wird, um eine Kombination von Zahnrädern des Planetengetriebes so zu verändern, dass ein ausgewähltes Zähnezahlverhältnis entstehen kann. In das Getriebe 13 ist eine Kupplung 13a eingebaut, die dazu dient, einen Drehmomentübertragungsweg, der sich von der Antriebswelle 21 zur Abtriebswelle 23, erstreckt, freizugeben oder zu blockieren und darüber hinaus einen steuerbaren rutschbaren Zustand derselben herzustellen. Der der Kupplung 13a zugeführte hydraulische Druck wird durch ein Ölsteuerventil variabel gesteuert, um den Betrag der Ausrückung der Kupplung 13a bei einer auswählbaren Drehzahl aus einem Ausrückzustand in einen vollständigen Einrückzustand kontinuierlich zu verändern. Das Fahrzeugsteuersystem weist zudem eine elektrische Ölpumpe auf, um der Kupplung 13 einen hydraulischen Druck zuzuführen, wenn sich der Motor 10 im Stillstand befindet.
Die Kupplung 13a wird hydraulisch gesteuert, so dass eine direkte Verbindung zwischen der Antriebswelle 21 und der Zwischenwelle 22 hergestellt wird. Wenn daher die Antriebswelle 21 und die Zwischenwelle 22 aneinander gekoppelt werden, werden sie sich mit der gleichen Drehzahl drehen. Die Zwischenwelle bzw. Vorgelegewelle 22 überträgt das Drehmoment über Zahnräder und eine Drehwelle an die Abtriebswelle 23.
Die Kupplung 13a dient z. B. als eine Vorwärtskupplung, die eingerückt werden soll, wenn das Automatikgetriebe 14 selektiv in einen anderen Vorwärtsfahrbetriebs-Gangbereich (d. h. den Fahrbereich (D-Bereich), den Drehzahlbereich des ersten Gangs oder den Drehzahlbereichs des zweiten Gangs) als den Parkbereich (P-Bereich), den Rückwärtsbereich (R-Bereich), den Neutralbereich (N-Bereich) versetzt wird. Wenn die Kupplung 13a eingerückt ist, bewirkt sie, dass das aus dem Motor 10 abgegebene Drehmoment von der Antriebswelle 21 an die Abtriebswelle abgegeben wird. Ein exponentieller Anstieg des aus dem Motor 10 in die Antriebswelle 21 eingegebenen Drehmoments kann daher zu einem Beschleunigungsstoß führen.
Durch das Getriebe 13 wird die Abtriebswelle 23 über ein Differenzialgetriebe 25 und eine Antriebswelle 26 mit den angetriebenen Rädern 27 gekoppelt.
Das Fahrzeugsteuersystem beinhaltet zudem eine elektronische Steuereinheit (z.B. ECU 30), die durch einen klassischen bzw. typischen Mikrocomputer implementiert ist und als eine Kupplungssteuerung dient. Die ECU 30 fungiert zudem zur Überwachung der Ausgaben bzw. Ausgangssignale aus verschiedenen Sensoren, auf die in der Beschreibung später eingegangen wird und die in das Fahrzeugsteuersystem eingebaut sind, um die Menge des Kraftstoffs zu steuern, der von einer jeden der Einspritzdüsen 15 eingespritzt wird, und um eine Motorsteuerung, wie z. B. eine Zündsteuerung, eine Steuerung des Starters 16 und eine Steuerung des Rutschens bzw. Schleifens der Kupplung 13a auszuführen. Das Fahrzeugsteuersystem beinhaltet einen Fahrpedalpositionssensor 31, einen Bremspositionssensor 33, einen Schaltpositionssensor 34, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35, einen Motordrehzahlsensor 37 und einen Antriebswellendrehzahlsensor 38. Die Funktion des Fahrpedalpositionssensors 31 ist es, die Position bzw. den Verstellweg des Fahrpedals zu messen (d. h. den durch den Fahrer auf das Fahrpedal ausgeübten Kraftaufwand). Der Bremspositionssensor 33 dient dazu, die Position eines Bremspedals zu messen (d. h. den durch den Fahrer auf das Bremspedal ausgeübten Kraftaufwand). Der Schaltpositionssensor 34 dient dazu, die Position eines Schalthebels des Automatikgetriebes 14 zu erfassen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 dient dazu, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu messen, das mit diesem System ausgestattet ist. Der Motordrehzahlsensor 37 dient dazu, die Drehzahl der Kurbelwelle 11, d. h. die Drehzahl des Pumpenflügelrads 12a zu messen, um die Drehzahl des Motors 10 zu bestimmen. Der Antriebswellendrehzahlsensor 38 dient dazu, die Drehzahl der Antriebswelle 21 des Getriebes 13, d. h. die Drehzahl des Turbinenflügelrads 12b, zu messen. Die Ausgaben aus diesen Sensoren werden in die ECU 30 eingegeben.
Eine Leerlaufstoppsteuerung (die auch als eine automatische Motorstopp-/Neustart-Steuerung bezeichnet wird), die durch die ECU 30 ausgeführt werden soll, wird in der nachstehenden Beschreibung genauer erläutert.
Insbesondere wenn die Motorstoppanforderungen erfüllt sind, während der Motor 10 läuft, wird der Motor 10 durch die ECU 30 automatisch gestoppt. Wenn daraufhin die Motorneustartanforderungen erfüllt sind, startet die ECU 30 den Motor 10 automatisch neu. Zu den Motorstoppanforderungen gehört z. B. zumindest entweder die Bedingung, bei der das Bremspedal betätigt worden ist, oder die Bedingung, bei der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine gegebene Leerlaufstoppdrehzahl TH1 unterschritten hat. Zu den Motorneustartanforderungen gehört z. B. zumindest entweder die Bedingung, bei der das Bremspedal nicht betätigt wird, wenn sich der Motor 10 im Stoppzustand befindet, oder die Bedingung, bei der das Fahrpedal verstellt wird, wenn der Motor 10 sich in einem Stoppzustand befindet.
Die ECU 30 führt eine Leerlaufstoppsteuerung aus, wenn das Automatikgetriebe 14 in einen Vorwärtsfahrbetriebs-Gangbereich versetzt wird (d. h. entweder in den D-Bereich, den Drehzahlbereich des zweiten Gangs oder den Drehzahlbereich des ersten Gangs) und steuert den Betrag des Beschleunigungsstoßes der Kupplung 13a, um den Beschleunigungsstoß nach dem Neustart des Motors 10 zu minimieren bzw. zu absorbieren. Genauer gesagt geht die ECU 30 nach dem Motorstoppmodus in einen Beschleunigungsstoß-Steuermodus über und versetzt die Kupplung 13a basierend auf der Ausgabe aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 in einen rutschbaren Zustand.
2(a) und 2(b) zeigen ein Flussdiagramm von einer Folge von logischen Schritten oder ein Programm, das durch die ECU 30 ausgeführt werden soll, um einen automatischen Motorstopp/Neustart-Betrieb zu steuern.
Nachdem die Routine in das Programm übergegangen ist, setzt sie den Betrieb bei Schritt 10 fort, wobei basierend auf der Ausgabe aus dem Bremssensor 33 bestimmt wird, ob die Motorstoppanforderungen, bei denen das Bremspedal betätigt worden sein muss, erfüllt sind oder nicht. Wird als Antwort NEIN erhalten, dann wiederholt die Routine Schritt 10. Wenn die Antwort alternativ JA lautet, dann wird die Routine bei Schritt 11 fortgesetzt, wobei bestimmt wird, ob die zweite der Motorstoppanforderungen erfüllt ist oder nicht, bei der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 gemessen wird, kleiner oder gleich der Leerlaufstoppdrehzahl TH1 ist. Die Leerlaufstoppdrehzahl TH1 ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, bei der der Motor 10 in einem sicheren Zustand gestoppt bzw. abgeschaltet werden darf, wenn es notwendig ist, den Motor 10 zu stoppen bzw. abzuschalten, während er abgebremst wird, und die in dieser Ausführungsform auf eine Geschwindigkeit von 20 km/h gesetzt wird. Dadurch kann der Motor 10 abgeschaltet werden, bevor das Fahrzeug vollständig den Stoppzustand erreicht hat, wodurch eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs erreicht wird.
Wird als Antwort JA erhalten, was bedeutet, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit die Leerlaufstoppdrehzahl TH1 unterschritten hat, dann wird die Routine bei Schritt 12 fortgesetzt, bei dem sie in den Motorstoppmodus übergeht. Dabei stoppt die ECU 30 insbesondere die Einspritzdüsen 15 und verhindert, dass diese Kraftstoff einspritzen, und stoppt zudem die Zündkerzen und verhindert, dass diese das Gemisch im Motor 10 zünden, um so den Motor 10 abzuschalten. Dabei wird die Zwischenwelle 22 des Getriebes 13 durch das von den sich auf der Fahrbahn bewegenden Rädern 27 übertragene Drehmoment gedreht. Das Automatikgetriebe befindet sich im Vorwärtsfahrbetriebs-Gangbereich, so dass die Antriebswelle 21 über die Kupplung 13a an die Zwischenwelle 22 gekoppelt wird. Die Antriebswelle wird daher mit der gleichen Drehzahl wie die Zwischenwelle 22 gedreht. Wird bei Schritt 11 als Antwort alternativ NEIN erhalten, kehrt die Routine zu Schritt 10 zurück und bestimmt erneut, ob die Motorstoppanforderungen (in den Schritten 10 und 11) erfüllt worden sind oder nicht.
Nach dem Schritt 12, in dem in den Motorstoppmodus übergangen worden ist, um den Motor 10 abzuschalten bzw. zu stoppen, wird die Routine bei Schritt 13 fortgesetzt, wobei bestimmt wird, ob die Drehzahl der Antriebswelle 21, die durch den Antriebswellendrehzahlsensor 38 gemessen wird, d. h. die Drehzahl der Zwischenwelle 22, kleiner oder gleich einer Drehzahl bzw. Geschwindigkeit TH2 ist oder nicht, bei der es sich um den Spitzenwert der Drehzahl des Motors 10 handelt, die durch den Neustart des Motors 10 voraussichtlich angestiegen ist. In dieser Ausführungsform wird die Drehzahl TH2 auf den Spitzenwert einer angestiegenen Drehzahl des Motors 10 gesetzt, die nach dem Neustart des Motors 10 in dem vorherigen Motorneustartzyklus gemessen wurde. Dadurch kann die genaue Bestimmung des Spitzenwerts der Drehzahl des Motors 10 sichergestellt werden, die voraussichtlich aus dem sich daran anschließenden Neustart des Motors 10 entstehen wird. Die Drehzahl TH2 kann alternativ durch den Spitzenwert der angestiegenen Drehzahl des Motors 10, der in Abhängigkeit von einer Betriebsbedingung des Motors 10, wie z. B. der Temperatur des Kühlwassers für den Motor 10, korrigiert wird, oder durch einen Wert, der abhängig von den Kennwerten bzw. Kennlinien des Motors 10 im Voraus festgelegt wird, angegeben werden.
Wird bei Schritt 13 als Antwort JA erhalten, was bedeutet, dass die Drehzahl der Zwischenwelle 22 kleiner oder gleich der Drehzahl TH2 ist, die voraussichtlich den Spitzenwert der angestiegenen Drehzahl des Motors 10 darstellen soll, der durch den Neustart des Motors 10 entstanden ist, wird die Routine bei Schritt 14 fortgesetzt, wo die Kupplung 13a in einen Teileinrückzustand versetzt und so beibehalten wird, d. h. in anderen Worten, dass der Betrag der Einrückung der Kupplung 13 so gesteuert wird, dass die Kupplung 13a rutschen kann, um eine relative Drehung zwischen der Antriebswelle 21 und der Zwischenwelle 22 zu erzeugen. Normalerweise ist es möglich, dass die Drehzahl der Antriebswelle 21 des Getriebes 13 bis zum Spitzenwert (d. h. zur Drehzahl TH2) der Drehzahl des Motors 10 ansteigt, die seit dem Neustart des Motors 10 angestiegen ist, so dass sie die Drehzahl der Zwischenwelle 22 überschreitet und zum Beschleunigungsstoß führt. Um einen derartigen Beschleunigungsstoß zu absorbieren, steuert die ECU 30 den Betrag der Einrückung der Kupplung 13 so im Voraus, dass das an die Zwischenwelle 22 (d. h. die Räder) 27) über die Kupplung 13a übertragene Drehmoment absorbiert wird.
Der Beschleunigungsstoß kann alternativ durch vollständiges Ausrücken der Kupplung 13a nach dem Neustart des Motors 10 verhindert werden, doch wird dadurch jedoch bewirkt, dass die Antriebswelle 21 und das Turbinenflügelrad 12b des Getriebes 13, die durch die Kupplung 13a von der Zwischenwelle 22 getrennt sind, ihre Drehzahl bis zum Erreichen eines Stillstands verringern, was zu einer Verschlechterung des Reaktionsvermögens des Fahrzeugs auf die geforderte Beschleunigung führt, nachdem der Motor 10 neu gestartet worden ist. Wenn im Gegensatz dazu die Kupplung 13a teilweise eingerückt wird, so dass sie rutschen kann, wird ein bestimmter Betrag der Umdrehung der Antriebswelle 21 und des Turbinenflügelrads 12b sichergestellt und der Kupplung 13a erlaubt, rasch in einen gewissen Einrückzustand versetzt zu werden, der ausreicht, um den Fahrbetrieb des Fahrzeugs sicherzustellen. Dadurch wird das Reaktionsvermögen des Fahrzeugs in Bezug auf die geforderte Beschleunigung verbessert.
Nachdem die Kupplung 13a in Schritt 14 in einem teilweise eingerückten Zustand gehalten worden ist, wird die Routine bei Schritt 15 fortgesetzt, wo basierend auf der Ausgabe aus dem Bremssensor 33 bestimmt wird, ob eine der Motorneustartanforderungen, bei der das Bremspedal losgelassen worden sein soll, erfüllt ist oder nicht. Wird als Antwort NEIN erhalten, wiederholt die Routine Schritt 15. Wenn alternativ als Antwort JA erhalten wird, dann wird die Routine bei Schritt 16 fortgesetzt, wo basierend auf der Ausgabe aus dem Gaspedalpositionssensor 31 bestimmt wird, ob die zweite der Motorneustartanforderungen, bei der das Gaspedal verstellt worden sein soll, erfüllt ist oder nicht. Wird als Antwort NEIN erhalten, dann kehrt die Routine zu Schritt 15 zurück und bestimmt erneut, ob die Motorneustartanforderungen erfüllt sind oder nicht (Schritte 15 und 16).
Wenn in Schritt 16 alternativ als Antwort JA erhalten wird, was bedeutet, dass die Motorneustartanforderungen erfüllt sind, dann wird die Routine bei Schritt 17 fortgesetzt, wobei in den Motomeustartmodus übergegangen wird, um den Motor 10 neu zu starten. Insbesondere dabei schaltet die ECU 30 den Starter 16 ein, um den Motor 10 anzukurbeln, und aktiviert die Einspritzdüsen 15 und die Zündkerzen, so dass das Gemisch in den Motor 10 eingespritzt und gezündet wird. Der Motor 10 erzeugt dann das Drehmoment, so dass die Drehzahl des Pumpenflügelrads 12a ansteigt. Das Drehmoment wird von dem Pumpenflügelrad 12a an den Getriebe 13 übertragen, so dass die Drehzahl der Antriebswelle 21 ansteigt.
Nachdem der Motor 10 in Schritt 17 neu gestartet worden ist, wird die Routine bei Schritt 18 fortgesetzt, wobei bestimmt wird, ob die Drehzahl des Motors 10, die nach dem Neustart desselben angestiegen ist, begonnen hat, ihren Spitzenwert zu unterschreiten oder nicht. Insbesondere wird bestimmt, ob die Drehzahl der Kurbelwelle 11, die durch den Motordrehzahlsensor 37 gemessen wird, von einer ansteigenden Phase zu einer abfallenden Phase gewechselt hat. Diese Bestimmung wird vorgenommen, um zu bestimmen, ob die Bedingung bzw. der Umstand, wenn ein großer Betrag des Drehmoments von dem Pumpenflügelrad 12a an die Antriebswelle 21 übertragen wird, so dass die Drehzahl der Antriebswelle 21 ansteigt, beendet ist oder nicht.
Wird bei Schritt 18 als Antwort JA erhalten, was bedeutet, dass die Drehzahl des Motors 10, die seit dessen Neustart vorübergehend angestiegen ist, den Spitzenwert unterschritten hat, dann wird die Routine bei Schritt 19 fortgesetzt, wobei bestimmt wird, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 gemessen wird, kleiner oder gleich einem gegebenen unteren Geschwindigkeitswert THS ist oder nicht. Die Drehzahl der Zwischenwelle 22 des Getriebes 13 hängt von einem ausgewählten Zähnezahlverhältnis des Getriebes 13 und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ab. Daher wird in Schritt 19 bestimmt, ob, wenn nun die Kupplung 13a vollständig eingerückt ist, dies bewirken wird, dass die Drehzahl der Antriebswelle 21 die der Zwischenwelle 22 übersteigt oder nicht. Der untere Geschwindigkeitswert THS wird so bestimmt, dass die Drehzahl der Zwischenwelle 22 gleich dem Spitzenwert der Drehzahl des Motors 10 ist, die nach dessen Neustart angestiegen ist (d. h. die voraussichtliche Drehzahl TH2). In anderen Worten wird der untere Geschwindigkeitswert THS so bestimmt, dass, wenn das Fahrzeug sich mit dem unteren Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitswert THS im fortbewegt, die Drehzahl der Zwischenwelle 22 mit der voraussichtlichen Drehzahl TH2 identisch ist. Die Bestimmung in Schritt 19 wird damit begründet, dass, wenn die Drehzahl der Antriebswelle 21 höher ist als die der Zwischenwelle 22 und die Kupplung 13a eingerückt ist, dies zu einem Beschleunigungsstoß führen kann, und im Gegensatz dazu eine geringe Wahrscheinlichkeit besteht, dass ein Beschleunigungsstoß auftritt. Der untere Geschwindigkeitswert THS kann basierend auf der voraussichtlichen Drehzahl TH2 jedes Mal berechnet werden, wenn dieses Programm ausgeführt wird, oder alternativ basierend auf den Kennwerten des Motors 10 im Voraus bestimmt und festgelegt werden.
Wenn in Schritt 19 als Antwort JA erhalten wird, was bedeutet, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 gemessen wird, kleiner oder gleich dem unteren Geschwindigkeitswert THS ist, dann wird die Routine bei Schritt 20 fortgesetzt, wobei die Kupplung 13a bei einer niedrigeren Drehzahl als üblich vollständig eingerückt wird. Insbesondere steuert dabei die ECU 30 das Ölsteuerventil, so dass die Rate verringert wird, mit der der hydraulische Druck, der der Kupplung 13a zugeführt werden soll, normalerweise erhöht wird, so dass das von der Antriebswelle 21 an die Zwischenwelle 22 des Getriebes 13 übertragene Drehmoment mit einer verminderten Rate erhöht wird. Anders ausgedrückt erhöht die ECU 30 den Betrag der Einrückung der Kupplung 13a mit der verringerten Rate, so dass der Beschleunigungsstoß absorbiert wird.
Wenn in Schritt 19 alternativ als Antwort NEIN erhalten wird, was bedeutet, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 gemessen wird, höher ist als der untere Geschwindigkeitswert THS, dann wird die Routine bei Schritt 21 fortgesetzt, wobei die Kupplung 13a mit der üblichen Drehzahl vollständig eingerückt wird, so dass das Motordrehmoment rasch auf die Räder 27 übertragen wird. Der Grund dafür ist, dass davon ausgegangen wird, dass die Drehzahl der Antriebswelle 21 nicht höher ist als die der Zwischenwelle 22 und dass die Wahrscheinlichkeit gering ist, dass der Beschleunigungsstoß auftritt, wenn die Kupplung 13a vollständig eingerückt wird.
Nachdem die Kupplung 13a in Schritt 20 oder 21 eingerückt ist, wird die Routine beendet. Die in den Schritten 13 bis 14 und 17 bis 21 erfolgenden Verfahrensschritte dienen als ein Kupplungssteuerungsmittel, durch das ein Rutschen bzw. Schleifen der Kupplung 13a ermöglicht wird.
Die vorstehend beschriebene automatische Motorstopp-/Neustart-Steuerung wird auch unter Bezugnahme auf 3 erläutert. In dem Beispiel von 3 ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner oder gleich dem unteren Geschwindigkeitswert THS, wenn der Motor 10 neu gestartet wird.
Der Motor 10 läuft nun. Das Automatikgetriebe 14 befindet sich im D-Bereich. Wird das Fahrzeug abgebremst und werden zur Zeit bzw. zum Zeitpunkt t1 die Motorstoppanforderungen erfüllt, geht die ECU 30 in den automatischen Motorstoppmodus über, um den Motor 10 automatisch zu stoppen. Dabei befindet sich die Zwischenwelle 22 des Getriebes 13 über die Abtriebswelle 23, das Differenzialgetriebe 25 und die Antriebswelle 26 in mechanischer Verbindung mit den angetriebenen Rädern 27, so dass die Drehzahl der Zwischenwelle 22 bei einem Abfallen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abfällt. Die Antriebswelle 21 des Getriebes 13 befindet sich ebenfalls über die Kupplung 13a in Verbindung mit der Zwischenwelle 22, so dass die Antriebswelle 21 sich mit der gleichen Drehzahl dreht wie die Zwischenwelle 22.
Während des Zeitpunkts t2 gelangt die ECU 30 zu dem Schluss, dass die Drehzahl der Zwischenwelle 22 (d. h. die Drehzahl der Antriebswelle 21) kleiner oder gleich der voraussichtlichen Drehzahl THS ist, bei der es sich um den Spitzenwert der Drehzahl des Motors 10 handelt, die nach dessen Neustart angestiegen ist, und hält den teilweise eingerückten Zustand der Kupplung 13 aufrecht, damit diese rutschen kann. Nach dem Zeitpunkt bzw. der Zeit t2 nimmt das von der Zwischenwelle 22 an die Antriebswelle 21 übertragene Drehmoment ab, so dass die Drehzahl der Antriebswelle 21 die der Zwischenwelle 22 unterschreitet. Das von der teilweise eingerückten Kupplung 13a übertragene Drehmoment sorgt dafür, dass die Antriebswelle 21 sich weiterdrehen kann.
Wenn zur Zeit t3 bzw. zum Zeitpunkt t3 die Motomeustartanforderungen erfüllt sind, geht die ECU 30 in den Motomeustartmodus über, um den Motor 10 neu zu starten. Dadurch wird die Drehzahl der Kurbelwelle 11 und des Pumpenflügelrads 12a erhöht. Anschließend steigt die Drehzahl der Antriebswelle 21 an, die auf einem niedrigeren Wert als die Drehzahl der Zwischenwelle 22 gehalten worden ist.
Zur Zeit t4 gelangt die ECU 30 zu dem Schluss, dass die Drehzahl des Motors 10, die nach dessen Neustart erhöht bzw. angestiegen ist, ihren Spitzenwert unterschritten hat und dass die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner oder gleich dem unteren Geschwindigkeitswert THS ist. Die ECU 30 rückt somit die Kupplung 13a bei einer niedrigeren Drehzahl ein, um den Beschleunigungsstoß zu absorbieren. Die Beschleunigung des Fahrzeugs verändert sich gemäß dem Verlauf einer durchgehend gezogenen Linie. In einem Vergleichsbeispiel, wo die vollständige Einrückung der Kupplung 13a aufrechterhalten wird, verändert sich die Beschleunigung des Fahrzeugs gemäß dem Verlauf einer gestrichelten Linie. Dadurch wird veranschaulicht, dass der Beschleunigungsstoß durch das erfindungsgemäße Fahrzeugsteuersystem gegenüber dem Vergleichsbeispiel deutlich reduziert wird.
4 veranschaulicht ein Beispiel, in dem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs höher ist als der untere Geschwindigkeitswert THS, wenn der Motor 10 neu gestartet wird.
Da die Geschwindigkeit des Fahrzeugs höher ist als der untere Geschwindigkeitswert THS, wird die Drehzahl der Zwischenwelle 22 und der Antriebswelle 21 auf einem höheren Wert beibehalten als die Drehzahl in dem Beispiel von 3. Wenn die Motorneustartanforderungen erfüllt sind, wird der Motor 10, wie in 3, durch die ECU 30 neu gestartet.
Zur Zeit t5 gelangt die ECU 30 zu dem Schluss, dass die Drehzahl des Motors 10, die nach dessen Neustart angestiegen ist, deren Spitzenwert unterschritten hat und dass die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht kleiner oder gleich dem unteren Geschwindigkeitswert THS ist. Die ECU 30 rückt somit die Kupplung 13a mit der üblichen Drehzahl bzw. Geschwindigkeit ein, d. h. schneller als in dem Beispiel von 3, wo die Geschwindigkeit des Fahrzeugs geringer ist als der untere Geschwindigkeitswert THS, wenn der Motor 10 neu gestartet wird. Die Drehzahl der Zwischenwelle 22, die von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und dem Zähnezahlverhältnis des Getriebes 13 abhängig ist, ist höher als die der Antriebswelle 21 nach dem Einrücken der Kupplung 13a. Die Wahrscheinlichkeit, dass der Beschleunigungsstoß nach dem Einrücken der Kupplung 13a auftritt, ist daher gering.
Die durch das Fahrzeugsteuersystem gebotenen Vorteile werden nachstehend erläutert.
Die ECU 30 ist so betreibbar, dass die Kupplung 13a des Getriebes 13 des Automatikgetriebes 14 eingerückt werden kann, so dass die mechanische Verbindung zwischen der Antriebswelle 21, die zum Motor 10 führt, und der Abtriebswelle 23, die zu den Rädern 27 führt, hergestellt ist, wenn das Automatikgetriebe 14 sich im Vorwärtsfahrbetriebs-Gangbereich (d. h. dem D-Bereich, dem Drehzahlbereich des ersten Gangs oder dem Drehzahlbereich des zweiten Gangs) befindet. Das durch den Motor 10 abgegebene Drehmoment wird daher von der Abtriebswelle 23 über den Drehmomentübertragungsweg, in dem die Zwischenwelle 22 und die Zahnräder vorgesehen sind, an die Antriebswelle 21 und die Räder 27 übertragen. Wenn sich das Automatikgetriebe 14 im Vorwärtsfahrbetriebs-Gangbereich befindet und die Motorneustartanforderungen erfüllt sind, nachdem der Motor 10 abgeschaltet worden ist, kann der Neustart des Motors 10, wie bereits beschrieben, zu dem Beschleunigungsstoß führt, der aus einem vom Motor 10 abgegebenen erhöhten Drehmoment entsteht.
Wenn das Automatikgetriebe 14 sich im Vorwärtsfahrbetriebs-Gangbereich befindet und das Fahrzeug sich fortbewegt, hängt die Drehzahl der Zwischenwelle 22, die das Drehmoment an die Abtriebswelle 23 des Getriebes 13 überträgt und direkt mit der Antriebswelle 21 gekoppelt ist, von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und dem Zähnezahlverhältnis des Getriebes 13 ab. Wenn die Drehzahl der Antriebswelle 21 des Getriebes 13 die der Zwischenwelle 22 nach dem Neustart des Motors 10 überschritten hat, hat die vollständige Einrückung der Kupplung 13a den Beschleunigungsstoß zur Folge. Der Betrag des Beschleunigungsstoßes hängt von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs nach dem Neustart des Motors 10 ab.
Um den Beschleunigungsstoß zu verhindern bzw. zu absorbieren, versetzt die ECU 30 die Kupplung 13a in einen teilweise eingerückten Zustand, in dem die Kupplung 13a basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 gemessen wird, rutschen kann, wenn der Motor 10 neu gestartet worden ist, wodurch der Betrag des Drehmoments, das über die Kupplung 13a an die Zwischenwelle 22 übertragen werden soll, verringert wird, um den Beschleunigungsstoß aufzuheben. Das heißt, dass durch das Rutschen bzw. Schleifen der Kupplung 13a der Beschleunigungsstoß absorbiert wird, wobei aber die Startfähigkeit des Motors 10 im Vergleich zu dem herkömmlichen System gewährleistet ist, das im Einleitungsteil der vorliegenden Anmeldung angesprochen worden ist und bei dem der Beschleunigungsstoß vermindert wird, indem die in den Motor 10 einzuspritzende Kraftstoffmenge verringert wird.
Wenn abgesehen davon der Motor 10 neu gestartet worden ist und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 gemessen wird, niedriger ist als der untere Geschwindigkeitswert THS, erlaubt die ECU 30 der Kupplung 13a während einer gegebenen Zeitspanne zu rutschen, wodurch der Betrag bzw. das Ausmaß des Beschleunigungsstoßes, der normalerweise abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auftritt, verringert bzw. vermindert wird.
Wenn der Motor 10 neu gestartet wird und dessen Drehzahl ansteigt, steigt auch die Drehzahl der Antriebswelle 21 des Getriebes 13 an, und auch das an die Antriebswelle 21 übertragene Drehmoment nimmt zu. Folglich kann das Einrücken der Kupplung 13a, während die Drehzahl des Motors 10 nach dessen Neustart ansteigt, zu einem erhöhten Wert des Beschleunigungsstoßes führen.
Zur Lösung des vorstehenden Problems bewirkt die ECU 30, dass die Kupplung 13a, die, nachdem die Drehzahl des neu gestarteten Motors 20 sich an ihrem Spitzenwert vorbeibewegt und wieder abzufallen begonnen hat, in einem teilweise eingerückten Zustand gehalten worden ist, vollständig einrückt wird, wodurch der Beschleunigungsstoß mit hoher Zuverlässigkeit minimiert wird.
Wenn der Motor 10 neu gestartet wird und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 gemessen wird, niedriger als der untere Geschwindigkeitswert THS ist, bewirkt die ECU 30, dass die Kupplung 13a mit der Rate eingerückt wird, die langsamer ist als die, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs den unteren Geschwindigkeitswert THS überschreitet, wodurch der Beschleunigungsstoß absorbiert wird. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs den unteren Geschwindigkeitswert THS überschreitet, wird die Kupplung 13a rasch vollständig eingerückt, wodurch der Fahrbetrieb des Fahrzeugs sichergestellt wird.
Wie vorstehend beschrieben, versetzt die ECU 30 die Kupplung 13a in den teilweise eingerückten Zustand, bevor der Motor 10 neu gestartet wird, wodurch die Kupplung 13a im Vergleich dazu, wenn die Kupplung aus einem vollständig ausgerückten Zustand in einen vollständig eingerückten Zustand versetzt wird, rasch in den vollständig eingerückten Zustand versetzt werden kann. Dadurch wird der Fahrbetrieb des Fahrzeugs sichergestellt, wodurch die Reaktionsfähigkeit des Fahrzeugs auf die Beschleunigungsanforderung bzw. angeforderte Beschleunigung verbessert wird.
Das Automatikgetriebe 14 ist mit dem Drehmomentwandler 12 ausgestattet. Die Drehzahl der Antriebswelle 21 des Getriebes 13 steigt somit weiterhin an, während die Drehzahl des Motors 10 durch den Neustart des Motors 10 erhöht wird, so dass die Drehzahl der Antriebswelle 21 bis zum Erreichen des Spitzenwerts der Drehzahl des Motors 10 nach dem Neustart des Motors 10 ansteigen kann. Wenn somit die Drehzahl der Zwischenwelle 22 des Getriebes 13 niedriger ist als der Spitzenwert der Drehzahl des Motors 10, die durch den Neustart des Motors 10 angestiegen ist, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die Drehzahl der Antriebswelle 21 die der Zwischenwelle 22 überschreitet, was zu einem Beschleunigungsstoß führt, wenn die Kupplung 13a eingerückt wird.
In das Getriebe 13 ist die Zwischenwelle bzw. Vorgelegewelle 22 eingebaut, die durch die Kupplung 13a direkt mit der Antriebswelle 21 gekoppelt werden muss, um das Drehmoment an die Abtriebswelle 23 zu übertragen. Die ECU 30 berechnet oder bestimmt den Spitzenwert der Drehzahl des Motors 10, die durch dessen Neustart angestiegen ist, und, wenn die Drehzahl der Zwischenwelle 22 kleiner oder gleich dem Spitzenwert der Drehzahl des Motors 10 ist, bevor der Motor 10 neu gestartet wird, versetzt die ECU 30 die Kupplung 13a in einen teilweise eingerückten Zustand, so dass diese rutschen kann, wodurch das an die Zwischenwelle 22 über die Kupplung 13a übertragene Drehmoment verringert wird, bevor es zum Auftreten eines Beschleunigungsstoßes nach dem Neustart des Motors 10 kommen könnte, um das Drehmoment auf die Räder 27 zu übertragen. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit eines Beschleunigungsstoßes verringert.
Die ECU 30 bestimmt den Spitzenwert der Drehzahl des Motors 10, die durch dessen Neustart angestiegen ist (d. h. die voraussichtliche Geschwindigkeit TH2), und bestimmt zudem basierend auf der voraussichtlichen Geschwindigkeit TH2 den unteren Geschwindigkeitswert THS, wodurch die Genauigkeit beim Einstellen eines Schwellwerts (d. h. des unteren Geschwindigkeitswerts THS) gewährleistet ist, der bei der Bestimmung dessen dienen soll, ob die Kupplung 13a teilweise eingerückt bleiben soll oder nicht. Dadurch wird die Zeitspanne verringert, während der die Kupplung 13a sich im teilweise eingerückten Zustand befindet, wodurch die Lebensdauer der Kupplung 13a gewährleistet und der Beschleunigungsstoß absorbiert werden soll, wenn das Motordrehmoment über die Kupplung 13a an die Räder 27 übertragen wird.
Obgleich die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die bevorzugten Ausführungsformen offenbart worden ist, um das Verständnis derselben zu erleichtern, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung auf verschiedene Arten und Weisen verkörpert werden kann, ohne vom Schutzbereich des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips abzuweichen. Die Erfindung ist daher so aufzufassen, dass sie verschiedene Modifizierungen bezüglich der gezeigten Ausführungsformen beinhaltet, die verkörpert bzw. umgesetzt werden können, ohne von dem in den angehängten Ansprüchen angeführten erfinderischen Prinzip abzuweichen.
Die ECU 30 der vorstehenden Ausführungsform bewirkt, dass die Kupplung 13a vollständig eingerückt wird, wenn bestimmt wird, dass die Drehzahl des Motors 10, die durch dessen Neustart angestiegen ist, ihren Spitzenwert unterschritten hat, jedoch kann sie auch so konzipiert sein, dass sie die Kupplung 13a in den vollständig eingerückten Zustand versetzt, bevor die Drehzahl des Motors auf einen unter dem Spitzenwert liegenden Wert abgefallen ist.
Die ECU 30 bewirkt, dass die Kupplung 13a in den teilweise eingerückten Zustand versetzt wird, wenn bestimmt wird, dass die Drehzahl der Zwischenwelle 22 kleiner oder gleich der voraussichtlichen Drehzahl TH2 ist, bei der es sich um den Spitzenwert der Drehzahl des Motors 10 handelt, die nach dem Neustart des Motors 10 aller Voraussicht nach ansteigen soll, doch kann die ECU 30 auch so konzipiert sein, dass der vollständig ausgerückte Zustand der Kupplung 13a aufrechterhalten wird, wenn sich ein solcher Umstand ergibt. Darüber hinaus kann die ECU 30 die Kupplung 13a in den teilweise eingerückten Zustand versetzen, außer wenn bestimmt wird, dass die Drehzahl der Zwischenwelle 22 niedriger ist als die voraussichtliche Drehzahl TH2, z. B. wenn die Drehzahl der Zwischenwelle 22 kleiner oder gleich der Leerlaufstoppdrehzahl TH1 ist.
Die ECU 30 versetzt die Kupplung 13a in den teilweise eingerückten Zustand, so dass diese rutschen kann, bevor der Motor 10 neu gestartet wird, und, wenn der Motor 10 neu gestartet worden ist, und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 gemessen wird, kleiner oder gleich dem unteren Geschwindigkeitswert THS ist, versetzt die ECU 30 die Kupplung 13a mit einer Rate in den vollständig eingerückten Zustand, die langsamer ist als die, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs höher ist als der untere Geschwindigkeitswert THS, doch kann sie die Kupplung in beiden Fällen auch mit der gleichen Rate in den vollständig eingerückten Zustand versetzen. Insbesondere versetzt die ECU 30 die Kupplung 13a aus dem teilweise eingerückten Zustand mit einer konstanten Drehzahl ungeachtet der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in den vollständig eingerückten Zustand. Dadurch wird auch der Beschleunigungsstoß stärker absorbiert als wenn die Kupplung 13a nicht teilweise eingerückt bleibt, bevor die Kupplung 13a vollständig eingerückt wird, um das Fahrzeug neu zu starten.
Wenn bestimmt wird, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 gemessen wird, kleiner oder gleich dem unteren Geschwindigkeitswert THS ist, versetzt die ECU 30 die Kupplung 13a mit einer langsameren Rate als üblich in einen vollständig eingerückten Zustand, doch kann sie auch so konzipiert sein, dass sie die Drehzahl der Zwischenwelle 22 basierend auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und dem Zähnezahlverhältnis des Getriebes 13 berechnet und die Kupplung 13a mit der langsameren Rate in den vollständig eingerückten Zustand versetzt, wenn bestimmt wird, dass die berechnete Geschwindigkeit der Zwischenwelle 22 kleiner als der untere Geschwindigkeitswert THR ist. Als Alternative kann die ECU 30 außerdem so konzipiert sein, dass die Geschwindigkeit der Zwischenwelle unter Verwendung eines Drehzahlsensors gemessen wird und die Kupplung 13a mit der langsameren Rate in den vollständig eingerückten Zustand versetzt wird, wenn bestimmt wird, dass die gemessene Drehzahl der Zwischenwelle 22 geringer als der untere Geschwindigkeitswert THR ist.
Wenn der Motor 10 neu gestartet wird, um das Motordrehmoment an die Räder 27 zu übertragen, versetzt die ECU 30 die Kupplung 13a in einen teilweise eingerückten Zustand, damit diese rutschen kann, bis die Kupplung 13a vollständig eingerückt werden muss, so dass das Fahrzeug in jedem Fall betrieben werden kann, wo die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 gemessen wird, niedriger bzw. höher als der untere Geschwindigkeitswert THS ist, doch kann die ECU 30 auch so konzipiert sein, dass sie der Kupplung 13a erlaubt zu rutschen, bevor die Kupplung 13 vollständig eingerückt wird, um das Fahrzeug nur dann in den Fahrbetrieb zu versetzen, wenn bestimmt wird, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 gemessen wird, niedriger als der untere Geschwindigkeitswert THS ist. Wenn in anderen Worten die Notwendigkeit besteht, das Fahrzeug neu zu starten, doch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht niedriger als der untere Geschwindigkeitswert THS ist, versetzt die ECU 30 die Kupplung 13a nicht in den teilweise eingerückten Zustand, in dem sie rutschen kann. Dadurch wird die Häufigkeit verringert, mit der der Beschleunigungsstoß-Absorptionsbetrieb ausgeführt wird, in anderen Worten, die Häufigkeit erhöht, mit der das Motordrehmoment, das benötigt wird, damit das Fahrzeug fahren kann, rasch an die Räder 27 übertragen wird, was zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Kupplung 13a führt. Insbesondere wird die Kupplung 13a durch die ECU 30 im eingerückten Zustand gehalten, wenn der Motor 10 stillsteht, die Kupplung 13a in den teilweise eingerückten Zustand versetzt, wenn der Motor 10 neu gestartet worden ist und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 gemessen wird, kleiner oder gleich dem unteren Geschwindigkeitswert THS ist, und dann die Kupplung 13a in den vollständig eingerückten Zustand versetzt, so dass das Fahrzeug den Fahrbetrieb aufnehmen kann. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs alternativ nicht niedriger als der untere Geschwindigkeitswert THS ist, erhält die ECU 30 weiterhin den vollständig eingerückten Zustand der Kupplung 13a aufrecht.
Die Kupplung 13a ist zwischen der Antriebswelle 21 und der Zwischenwelle 22 innerhalb des Getriebes 13 eingebaut und bewirkt die direkte Verbindung der Antriebswelle 21 mit der Zwischenwelle 22, doch kann sie auch zwischen der Zwischenwelle 22 und der Abtriebswelle 23 angeordnet sein. In diesem Fall kann die ECU 30 die Kupplung 13a genauso wie oben beschrieben steuern und in den teilweise eingerückten Zustand versetzen, in dem sie rutschen kann. In dem Fall, in dem das Fahrzeug so konzipiert ist, dass auch der automatische Motorstopp-/Neustart-Betrieb ausgeführt werden muss, wenn das Automatikgetriebe 14 in den Rückwärts- (R-) Bereich versetzt worden ist, kann die ECU 30 die Kupplung 13a in den teilweise eingerückten Zustand versetzen. In dem Fall, wo das Fahrzeug darüber hinaus so konzipiert ist, dass der automatische Motorstopp-/Neustart-Betrieb ausgeführt wird, wenn das Automatikgetriebe 14 in den Fahrbetriebs-Gangbereich versetzt wird, kann das Fahrzeugsteuersystem der Erfindung mit einem stufenlos schaltbaren Getriebe (CVT) sowie einem Getriebe mit mehreren Unter- bzw. Übersetzungsverhältnissen verwendet werden.

Claims

Fahrzeugsteuersystem für ein Fahrzeug, das mit einem Motor (10) und einem Automatikgetriebe (14) ausgestattet ist, in dem eine Kupplung (13) angeordnet ist, um eine mechanische Verbindung zwischen einer Antriebswelle (21), die zu dem Motor (10) führt, und einer Abtriebswelle (23), die zu einem Rad des Fahrzeugs führt, herzustellen, wenn das Automatikgetriebe (14) in einen Fahrbetriebs-Gangbereich versetzt wird, wobei das Fahrzeugsteuersystem aufweist: einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (35), der eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs misst; und eine Steuerung, die selektiv in einem Stoppmodus und einem Neustartmodus arbeitet, wenn eine gegebene Motorstoppanforderung erfüllt ist, während der Motor (10) des Fahrzeugs läuft, wobei die Steuerung in den Stoppmodus übergeht, um den Motor (10) automatisch zu stoppen, wenn eine gegebene Motorneustartanforderung nach dem Stopp des Motors (10) erfüllt ist, wobei die Steuerung in den Neustartmodus übergeht, um den Motor (10) neu zu starten, und zudem in einen Kupplungssteuerungsmodus übergeht, um die Kupplung (13) in dem Automatikgetriebe (14) in einen rutschbaren Zustand zu versetzen, in dem der Kupplung (13) basierend auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (35) gemessen wird, erlaubt wird zu rutschen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung die Kupplung (13) entweder in einen rutschbaren Zustand oder einen ausgerückten Zustand versetzt, in dem die Kupplung (13) ausgerückt wird, bevor der Motor (10) neu gestartet wird, und wobei, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nach dem Neustart des Motors (10), die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (35) gemessen wird und dessen Ausgang mit der Steuerung verbunden ist, niedriger ist als ein gegebener Geschwindigkeitswert, die Steuerung die Kupplung (13) mit einer ersten Rate einrückt, und wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeug nach dem Neustart des Motors (10) höher als der gegebene Geschwindigkeitswert ist, die Steuerung die Kupplung (13) mit einer zweiten Rate einrückt, die höher als die erste Rate ist.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, wobei, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (35) gemessen wird, niedriger als ein gegebener Geschwindigkeitswert nach einem Neustart des Motors (10) ist, wobei die Steuerung die Kupplung (13) in den rutschbaren Zustand versetzt.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 2, wobei, wenn eine Drehzahl des Motors (10), die durch den Neustart des Motors (10) angestiegen ist, ihren Spitzenwert unterschritten hat, die Steuerung in den Kupplungssteuermodus übergeht, um die Kupplung (13) in den rutschbaren Zustand zu versetzen.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Automatikgetriebe (14) eine Zwischenwelle (22) aufweist, die mit der Antriebswelle (21) über die Kupplung (13) verbunden werden soll, um ein Drehmoment zu übertragen, das aus dem Motor (10) an das Rad des Fahrzeugs abgegeben werden soll, und wobei die Steuerung einen Spitzenwert einer Drehzahl des Motors (10) berechnet, die durch den Neustart des Motors (10) angestiegen ist, und die Kupplung (13) entweder in den rutschbaren Zustand oder in den ausgerückten Zustand versetzt, wenn eine Drehzahl der Zwischenwelle (22) niedriger ist als der berechnete Spitzenwert, bevor der Motor (10) neu gestartet wird.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 2, wobei die Steuerung einen Spitzenwert der Drehzahl des Motors (10) berechnet, die durch den Neustart des Motors (10) angestiegen ist, und den gegebenen Geschwindigkeitswert basierend auf dem berechneten Spitzenwert bestimmt.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung einen Spitzenwert der Drehzahl des Motors (10) berechnet, die durch den Neustart des Motors (10) angestiegen ist, und den gegebenen Drehzahlwert basierend auf dem berechneten Spitzenwert bestimmt.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, wobei, wenn nach dem Neustart des Motors (10) eine Bedingung erfüllt ist, bei der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (35) gemessen wird, niedriger als ein gegebener Geschwindigkeitswert ist, die Steuerung die Kupplung (13) in den rutschbaren Zustand versetzt.