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Gebiet
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Die vorliegende Anmeldung betrifft Verfahren und Systeme zum Steuern eines Motorabschaltens und eines anschließenden Motorneustarts.
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Hintergrund und Kurzdarstellung
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Es sind Fahrzeuge entwickelt worden, um einen Leerlaufstopp durchzuführen, wenn Leerlaufstoppbedingungen erfüllt sind, und den Motor automatisch neu zu starten, wenn Neustartbedingungen erfüllt sind. Solche Leerlaufstoppsysteme ermöglichen Kraftstoffeinsparungen, eine Verringerung von Abgasemissionen, Geräuschminderung und dergleichen.
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Motoren können als Reaktion auf Motorbetriebsbedingungen, die außerhalb eines Sollbetriebsbereichs fallen, automatisch ohne zum Beispiel eine Fahrereingabe zu erhalten, aus dem Leerlaufstoppzustand neu gestartet werden. Alternativ können Motoren als Reaktion auf eine Forderung des Fahrers nach Neustart und/oder Anfahren des Fahrzeugs neu gestartet werden. Im Anschluss an einen Motorleerlaufstopp kann in der Hydraulikleitung Druck beibehalten werden, um die Funktionalität von Getriebe und Antriebsstrang zu ermöglichen und die Neustartzeit des Motors zu verringern.
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Ein Beispiel für das Beibehalten von Hydraulikleitungsdruck wird von Ji in
US 7 357 213 B2 veranschaulicht. Wenn darin eine Leerlaufstoppbedingung erfüllt ist, wird eine elektrische Hilfsölpumpe betrieben, um dem Getriebe Hydrauliköl zu liefern, den Hydraulikdruck in dem Getriebe bei einem vorbestimmten Druck zu halten und dadurch das Getriebe bei eingelegtem Gang zu halten. Ein anderes Beispiel für das Beibehalten von Hydraulikleitungsdruck wird von Mori et al. in
US 6 736 099 B2 veranschaulicht. Darin wird der Hydraulikdruck in dem Getriebe durch einen Speicher vorgesehen, der bei Motorneustart entladen wird.
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Die Erfinder haben aber mehrere mögliche Probleme bei solchen Systemen erkannt. Zum Beispiel betreibt das System von Ji die elektrische Pumpe ununterbrochen, wenn der Motor gestoppt ist, um den Getriebefluidruck beizubehalten und ein schnelles Anfahren des Fahrzeugs zu ermöglichen. Somit kann der kontinuierliche Betrieb der elektrischen Pumpe Kraftstoffeinsparungen mindern und Pumpenverschleiß beschleunigen. Als weiteres Beispiel umfasst der Hydraulikkreis ein Strömen durch Komponenten, die nicht unmittelbar für den Motorneustart erforderlich sind, beispielsweise einen Ölkühlungskreis. Folglich hat die elektrische Pumpe ein Strömen durch diese zusätzlichen Komponenten vorzusehen und ein Lecken (zum Beispiel aus Schieberventilen) auszugleichen, wodurch Kraftstoffeinsparungen weiter gemindert werden.
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Das System von Mori et al. lädt als noch weiteres Beispiel den Speicher mit Hilfe der elektrischen Pumpe wieder auf, während es ein Strömen von Getriebefluid von der Pumpe in die verbleibenden Komponenten des Hydraulikkreises verhindert. Somit kann dies die zum Wiederaufladen des Speichers und Anfahren des Fahrzeugs erforderliche Zeit wesentlich verlängern. Dies kann weiterhin die Fähigkeit des Systems beschränken, folgende Neustartvorgänge zu unterstützen, beispielsweise mehrere Abschalt- und Neustartvorgänge, die während Kriechgeschwindigkeit erforderlich sein können. In jedem System kann die Qualität des Neustartbetriebs wesentlich verschlechtert sein.
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Ferner beschreibt die Druckschrift JP H11- 159 366 A ein Fahrzeug mit Abschaltautomatik, dessen Getriebe im abgeschalteten Zustand des Motors weiterhin Getriebefluid zugeführt wird, das wahlweise aus einem Druckspeicher oder über eine Hilfspumpe zugeführt wird, je nachdem, wie hoch ein Einschaltdruck und wie hoch ein Ausschaltdruck sind.
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Der Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugsystems sowie ein verbessertes Fahrzeugsystem zu schaffen, das Nachteile des Standes der Technik vermeidet und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Insbesondere soll die Ölversorgung der hydraulisch betätigten Getriebekomponente im Motorabschaltzustand effizienter gestaltet werden.
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Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 7 sowie ein Fahrzeugsystem gemäß Anspruch 14 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Insofern kann auf einige der obigen Probleme durch ein Verfahren zur Steuerung eines Systems eines Fahrzeugs eingegangen werden, das einen Motor enthält, der während Motorleerlaufstoppbedingungen selektiv abgeschaltet wird, wobei das System weiterhin einen Hydraulikkreis enthält, der eine hydraulisch betätigte Getriebekomponente, einen Speicher und eine Getriebefluid-Hilfspumpe umfasst. Dabei umfasst das Verfahren während eines ersten Leerlaufstoppabschaltzustand des Motors, bei dem der Speicherdruck über einem Schwellendruck liegt, das Zuführen druckbeaufschlagten Getriebefluids von dem Speicher zu dem Hydraulikkreis, während die Hilfspumpe deaktiviert wird. Das Verfahren umfasst weiterhin während eines zweiten Leerlaufstoppabschaltzustands des Motors, bei dem der Speicherdruck unter dem Schwellendruck liegt, das Betreiben der Hilfspumpe und das Zuführen von mindestens etwas druckbeaufschlagtem Getriebefluid von der arbeitenden Pumpe zu dem Hydraulikkreis ohne Durchlaufen des Speichers.
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Der Hydraulikkreis in einem Fahrzeuggetriebe umfasst eine vorzugsweise elektrisch betriebene Hilfspumpe, einen Speicher, eine hydraulisch betätigte Getriebekomponente und eine sekundäre Komponente. Die sekundäre Komponente kann eine Komponente sein, die nicht direkt am Motorneustart beteiligt ist, beispielsweise ein Ölkühler. Hierin kann ein Druckregelungssystem den Druck in dem Hydraulikreis unter Verwenden entweder der Hilfspumpe oder des Speichers anpassen und beibehalten. Während eines Motorabschaltens kann im Einzelnen der Betrieb der Hilfspumpe als Reaktion auf den Speicherdruck angepasst werden, der zum Beispiel von einem Drucksensor geschätzt wird. In einem Beispiel kann die Hilfspumpe während eines ersten Leerlaufstoppabschaltzustands des Motors, bei dem der Speicherdruck unter einem Schwellendruck liegt, so betrieben werden, dass sie zumindest etwas druckbeaufschlagtes Getriebefluid zu dem Hydraulikkreis ohne Durchlaufen des Speichers liefert. In einem anderen Beispiel kann während eines zweiten Leerlaufstoppabschaltzustands des Motors, bei dem der Speicherdruck über dem Schwellenwert liegt, der Betrieb der Hilfspumpe ausgesetzt werden und nur der Speicher verwendet werden, um dem Hydraulikkreis des Getriebes druckbeaufschlagtes Getriebefluid zu liefern. Demgemäß kann die Frequenz, bei der die Hilfspumpe betrieben wird, wesentlich verringert werden. Durch Verringern der Betriebsdauer der elektrischen Hilfspumpe können wesentliche Energie- und Kraftstoffeinsparungen erzielt werden, während auch eine Beschädigung von Komponenten (der Pumpe und des elektrischen Motors) aufgrund verlängerten Pumpeneinsatzes verringert wird.
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Zudem wird während des ersten oder zweiten Leerlaufstoppmotorabschaltzustands des Motors das Strömen von Getriebefluid durch den Ölkühler (d.h. eine Komponente des Fahrzeugs, die nicht unmittelbar am Motorneustart beteiligt ist) gestoppt oder zumindest reduziert, zum Beispiel unter Verwenden eines oder mehrerer Durchlasssteuerventile. Durch Stoppen des Strömens von Getriebefluid zu Komponenten, die nicht unmittelbar an Motorneustartvorgängen beteiligt sind, können die Abschnitte des Hydraulikreises, die Beibehalten von Strömen und Druck erfordern, verringert werden, wodurch der Energieanforderungen an den Speicher und/oder die elektrische Pumpe verringert werden. Dabei können zusätzliche Wirtschaftlichkeitsvorteile erreicht werden, ohne Motorneustartzeiten nachteilig zu beeinflussen und ohne die Qualität des Motorneustarts zu mindern.
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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.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine beispielhafte Fahrzeugsystemanordnung mit Einzelheiten eines Fahrzeugantriebsstrangs.
- 2 eine beispielhafte Ausführungsform des Hydraulikkreises von 1.
- 3 -5 zeigen andere detaillierte Ausführungsformen des Hydraulikkreises von 2 gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- 6 zeigt ein Übersichtsflussdiagramm zum Ausführen eines Leerlaufstoppbetriebs gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- 7 zeigt ein Übersichtsflussdiagramm zum Ausführen eines Neustartbetriebs.
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Ausführliche Beschreibung
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Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Durchführen eines Motorabschaltvorgangs als Reaktion auf Leerlaufstoppbedingungen, wobei die Nutzung einer Hilfspumpe beim Beibehalten von Hydraulikleitungsdruck vor dem Motorstart minimiert wird. Wie in 1 - 2 gezeigt ist, kann ein Fahrzeugsystem mit einer elektrisch betriebenen Hilfspumpe und einem Speicher zum Liefern druckbeaufschlagten Getriebefluids zu Getriebekomponenten während eines Motorabschaltens konfiguriert sein. Ferner kann auch ein Drucksensor enthalten sein, um eine Druckregelung zu erleichtern. Wie in 6 gezeigt, kann die Hilfspumpe durch Anpassen des Betriebs der Hilfspumpe als Reaktion auf den Speicherdruck selektiv betrieben werden, um während des Motorabschaltens zumindest etwas druckbeaufschlagtes Getriebefluid ohne Durchlaufen des Speichers durch die Hydraulikleitung zu befördern. Auf diese Weise können die Nutzungsfrequenz und der Energieverbrauch der Hilfspumpe wesentlich reduziert werden. Wie in 3 - 6 gezeigt ist, kann das Strömen von Getriebefluid zu Abschnitten des Hydraulikkreises, die nicht direkt an einem Motorneustart beteiligt sind, beispielsweise zu einem Ölkühler, gestoppt werden. Dabei kann der Energiebedarf der Hilfspumpe und/oder des Speichers minimiert werden. Ein Motorsteuersystem kann konfiguriert werden, um zwischen dem Zuführen von druckbeaufschlagtem Getriebefluid beruhend auf dem Speicherdruck entweder von dem Speicher oder der Hilfspumpe zu dem Hydraulikkreis zu wählen. In jedem Zustand kann ferner das Strömen von Getriebefluid durch den Ölkühler durch Schließen des Durchlasssteuerventils des Ölkühlers gestoppt werden (6). Auf diese Weise kann während eines Motorabschaltens Hydraulikdruck beibehalten werden, um ein schnelles Einrücken von Kupplungen während eines anschließenden Motorneustarts zu ermöglichen. Ferner kann die Frequenz, bei der die Hilfspumpe betrieben wird, verringert werden. Durch Verringern der Arbeitszeit der Hilfspumpe kann eine Komponentenbeschädigung aufgrund längerer Nutzung verringert werden, während auch Kraftstoffeinsparungen vorgesehen werden. Auf diese Weise kann die Qualität von Motorneustarts verbessert werden.
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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. Der Motor 22 kann auch ein (nicht gezeigtes) Hilfsstartersystem umfassen, um Motorneustart bei einer Motordrehzahl von nahe null, zum Beispiel bei 50 U/min., zu unterstützen.
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Ein Motorausgangsdrehmoment kann zu einem Drehmomentwandler 26 übertragen werden, um ein Automatikgetriebe 28 durch Einrücken einer oder mehrerer hydraulisch betätigter Getriebekomponenten oder Kupplungen, darunter eine oder mehrere Vorwärtskupplung(en) 30, anzutreiben. Somit können nach Bedarf mehrere solche hydraulisch betätigten Getriebekomponenten oder 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, kann von dem Drehmomentwandler 26 kein Drehmoment zu dem Automatikgetriebe 28 übertragen werden. Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32 hingegen ganz eingerückt ist, kann das gesamte Motorausgangsdrehmoment zu einer (nicht gezeigten) Eingangswelle des Getriebes 28 übertragen werden. Als Alternative dazu kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32 teilweise eingerückt sein, wodurch das Einstellen des Drehmomentbetrags, der zum Getriebe weitergeleitet wird, ermöglicht wird.
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Ein Ausgangsdrehmoment kann wiederum von dem Automatikgetriebe 28 auf die Räder 34 weitergeleitet werden, um das Fahrzeug anzutreiben. Im Einzelnen kann das Automatikgetriebe 28 eine Eingangsantriebskraft entlang der (nicht gezeigten) Antriebswelle als Reaktion auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs anpassen, bevor es eine Ausgangsantriebskraft auf die Räder überträgt. Somit können die Räder durch Angreifen von 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.
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Eine mechanische Ölpumpe 38 kann mit dem Automatikgetriebe verbunden sein, um hydraulischen Druck bereitzustellen und so eine Vorwärtskupplung 30 einzurücken. Die mechanische Ölpumpe 38 kann gemäß dem Drehmomentwandler 26 betrieben werden und kann durch den Motor angetrieben werden. Folglich kann die mechanische Ölpumpe 38 während eines Motorabschaltvorgangs außer Betrieb sein.
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Es kann auch eine Hilfspumpe, die unabhängig von der Antriebskraft des Motors 22 arbeitet, vorgesehen sein. In einem Beispiel kann die Hilfspumpe elektrisch betrieben sein. Wenn im Einzelnen während eines Motorabschaltens die mechanische Ölpumpe außer Betrieb ist, kann die elektrische Ölpumpe 40 betrieben werden, um in dem Getriebefluid Hydraulikdruck zu erzeugen und zu halten. Durch Halten von Hydraulikdruck kann ein schnelles neuerliches Einrücken von Kupplungen als Reaktion auf eine Forderung nach Neustart und erneutem Anfahren des Fahrzeugs ermöglicht werden. Die elektrische Ölpumpe 40 kann durch einen (nicht gezeigten) elektrischen Motor angetrieben werden, dem zum Beispiel durch eine (nicht gezeigte) Batterie elektrische Energie zugeführt werden kann. Es kann auch ein Speicher 44 vorgesehen sein, um während Motorabschaltens Hydraulikdruck in dem Getriebefluid zu erzeugen und zu halten. Somit kann ein Getriebehydraulikkreis 46 (wie unter Bezug auf 2 - 5 weiter ausgeführt) durch die mechanische Ölpumpe, die elektrische Ölpumpe, den Speicher und die hydraulisch betätigten Getriebekomponenten gebildet werden.
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Während eines Motorabschaltvorgangs kann als Reaktion auf Leerlaufstoppbedingungen (zum Beispiel eine Abschaltforderung des Fahrers, ein Sinken des Batterieladezustands unter einen Schwellenwert, etc.) das Steuergerät 12 konfiguriert sein, um einen Speicherdruck zu ermitteln und dementsprechend die Zufuhr von druckbeaufschlagtem Getriebefluid in den Getriebehydraulikkreis entweder vom Speicher oder von der Hilfspumpe anzupassen. Im Einzelnen kann das Steuergerät 12 den Betrieb der elektrischen Ölpumpe 40 als Reaktion auf den Speicherdruck anpassen. Wenn in einem Beispiel der Speicherdruck über einem Schwellendruck liegt, kann die elektrische Ölpumpe deaktiviert und der Speicher betrieben werden, um druckbeaufschlagtes Getriebefluid durch die Getriebekomponenten zu befördern. Wenn in einem anderen Beispiel der Speicherdruck unter den Schwellenwert fällt, kann die elektrische Ölpumpe betrieben werden, um druckbeaufschlagtes Getriebefluid zu erzeugen, und mindestes etwas druckbeaufschlagtes Getriebefluid kann den Getriebekomponenten von der arbeiten Pumpe ohne Durchlaufen des Speichers zugeführt werden. Auf diese Weise kann während des Abschaltens Hydraulikdruck in dem Getriebe beibehalten werden, was ein schnelles neuerliches Einrücken von Getriebekupplungen ermöglicht, wenn ein Neustart und/oder ein Anfahren eines Fahrzeugs anschließend gefordert wird.
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Das Steuergerät 12 kann auch dazu konfiguriert sein, Eingaben vom Motor 22 zu erhalten und demgemäß eine Drehmomentabgabe des Motors zu steuern. Als ein Beispiel kann eine Drehmomentabgabe dadurch gesteuert werden, dass eine Kombination aus Zündsteuerzeiten, Kraftstoffpulsweite, Kraftstoffpulssteuerzeiten und/oder Luftladung durch Steuerung der Drosselöffnung und/oder der Ventilsteuerzeiten, des Ventilhubs und des Ladedrucks für turboaufgeladene oder aufgeladene Motoren angepasst wird. Bei einem Dieselmotor kann das Steuergerät 12 die Motordrehmomentabgabe durch Steuerung einer Kombination aus Kraftstoffpulsweite, Kraftstoffpulssteuerzeiten und Luftladung steuern. In allen Fällen kann die Motorsteuerung zylinderweise durchgeführt werden, um die Motordrehmomentabgabe zu steuern.
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2 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform 200 des Hydraulikkreises 46 von 1. 3 - 5 stellen dann detaillierte andere Ausführungsformen des Hydraulikkreises von 2 dar. Es versteht sich, dass in 2 vorgestellte Komponenten in 3 - 5 ähnlich nummeriert sein können und der Kürze halber eventuell nicht nochmals vorgestellt werden.
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Zurück zu 2 umfasst der Hydraulikkreis 46 die mechanische Ölpumpe 38, die zusammen mit dem Motor 22 betrieben wird, sowie die elektrische Hilfsölpumpe 40, die von einem elektrischen Motor 42 betrieben wird. Die Pumpen 38 und 40 können Getriebefluid aus einem Ölsumpf 56 pumpen und druckbeaufschlagtes Fluid in den Hydraulikkreis 46 befördern. Der Ölsumpf 56 sieht den Fluidvorrat für die elektrische Pumpe 40 und die motorbetriebene mechanische Pumpe 38 vor.
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Das druckbeaufschlagte Fluid kann einer oder mehreren hydraulisch betätigten Getriebekomponenten oder Hydraulikkupplungen 50 zugeführt werden. Demgemäß können eine oder mehrere der Hydraulikkupplungen 50 in einem getretenen, teilweise eingerückten oder vollständig eingerücktem Zustand gehalten werden. Durch Halten von Hydraulikdruck in den Getriebekupplungen während eines Motorabschaltens kann ein schnelles neuerliches Einrücken von Kupplungen als Reaktion einer Forderung nach Neustart und/oder Anfahren des Fahrzeugs ermöglicht werden. Alternativ kann druckbeaufschlagtes Getriebefluid durch den Speicher 44 in den Hydraulikkreis befördert werden. Vor einem Motorneustart kann der Speicher 44 entladen werden, um den erwünschten Hydraulikleitungsdruck zu erzeugen. Nach dem Motorneustart oder möglicherweise sogar während eines Neustarts kann die mechanische Ölpumpe 38 dann zum Aufladen des Speichers 44 verwendet werden, sobald sie betriebsbereit ist.
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Ein Drucksensor 52 kann eine Schätzung des Drucks (Pacc) in dem Speicher 44 vorsehen. Wie in 6 weiter erläutert ist, kann das Steuergerät 12 konfiguriert sein, um den Betrieb der elektrischen Ölpumpe 40 als Reaktion auf Pacc anzupassen.
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Der Hydraulikkreis 46 kann auch eine oder mehrere sekundäre Komponenten umfassen, d.h. Komponenten, die nicht unmittelbar an Motorneustartvorgängen beteiligt sind. In einem Beispiel ist die sekundäre Komponenten wie veranschaulicht ein Ölkühler 54. Es können aber andere sekundäre Komponenten alternativ oder zusätzlich enthalten sein, beispielsweise der Drehmomentwandler, andere Kupplungen (die nicht am Abschalten oder Neustarten des Motors beteiligt sind) und zugehörige Kupplungssteuerungsolenoide. Der Ölkühler 54 kann auch konfiguriert sein, um Getriebefluid zu kühlen, dass dadurch gepumpt wird. Durch Senken der Temperatur des Fluids kann die Viskosität des Getriebefluids erhöht werden. Die erhöhte Viskosität kann das Maß an Fluidaustritt, der in dem System auftritt, verringern. In einem Beispiel kann der Ölkühler 54 mittels Luftstrom gekühlt werden.
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Es können verschiedene (nicht gezeigte) Rückschlagventile verwendet werden, um ordnungsgemäßen Fluidstrom vorzusehen. Zum Beispiel können Rückschlagventile mit dem Auslass der mechanischen und der elektrischen Ölpumpe gekoppelt sein, um ein Rückströmen zu verhindern. Zudem können Durchflusssteuerventile mit den Hydraulikkupplungen und/oder dem Ölkühler gekoppelt sein, um das Strömen von druckbeaufschlagtem Fluid durch diese Abschnitte des Hydraulikkreises zu regeln. Wie unter Bezug auf 3 - 6 weiter ausgeführt wird, kann das Strömen von druckbeaufschlagtem Getriebefluid in den Ölkühler unter ausgewählten Leerlaufstoppbedingungen des Motors verringert oder gestoppt werden, indem das Strömen durch ein Durchflusssteuerventil des Ölkühlers geregelt wird. Durch Verringern des Strömens durch den Ölkühlerabschnitt des Hydraulikreises kann die der elektrischen Ölpumpe abverlangte Leistung während eines Motorabschaltens verringert werden, wodurch die Betriebslebensdauer der elektrischen Pumpe verlängert und auch Kraftstoffeinsparungen vorgesehen werden.
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3 zeigt eine erste detaillierte Ausführungsform 300 des Hydraulikkreises 46 von 2. Hier ist ein Rückschlagventil 39 mit dem Auslass der mechanischen Ölpumpe 38 verbunden, um ein Rückströmen dadurch zu verhindern. Analog ist das Rückschlagventil 41 mit dem Auslass der elektrischen Hilfsölpumpe 40 gekoppelt, um ein Rückströmen dadurch zu verhindern. Der Drucksensor 52 ist im Wesentlichen zwischen den Rückschlagventilen 39 und 41 positioniert, um dem Steuergerät 12 eine Schätzung des Speicherdrucks (Pacc) zu liefern.
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Das Strömen von Getriebefluid durch die eine oder die mehreren hydraulisch betätigten Getriebekomponenten oder Hydraulikkupplungen 50 kann durch jeweilige Hydraulikkupplungssteuerventile 51 gesteuert werden. Selbst im geschlossenen Zustand kann somit etwas Fluid durch die Hydraulikkupplungssteuerventile 51 entweichen, und demgemäß müssen etwaige Druckdifferenzen, die durch das Entweichen erzeugt werden, durch den Speicher 44 und/oder die elektrische Ölpumpe 40 eventuell ausgeglichen werden.
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Das Strömen von Getriebefluid durch den Ölkühler 54 kann durch ein Ölkühler-Durchflusssteuerventil 58 gesteuert werden. Das Steuergerät 12 kann konfiguriert sein, um während eines Motorabschaltens das Strömen durch den Ölkühler durch Schließen des Ölkühler-Durchflusssteuerventils 58 in unterstützter oder nicht unterstützter Weise abzusperren. Zum Beispiel kann das Strömen von dem Ölkühler-Durchflusssteuerventil 58 zu dem Ölkühler 54 optional unter Verwenden eines oder mehrerer aktiv gesteuerter Ventile, beispielsweise eines elektrisch gesteuerten Solenoidventils 60, gesteuert werden.
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In einem Beispiel kann das Ölkühler-Durchflusssteuerventil 58 federbelastet sein. Das Schließen des Ölkühler-Durchlassteuerventils kann hierin das Anpassen des Schwellendrucks umfassen, um dem Ölkühler-Durchflusssteuerventil das Schließen in ungestützter Weise zu ermöglichen. Im Einzelnen kann ein Steuergerät den Schwellendruck (zum Beispiel den maximalen Druck im Speicher) auf einen Wert setzen, der niedrig genug ist, um dem druckbeaufschlagten Getriebefluid das Ausüben einer Kraft auf die Rückstellfeder des Ölkühler-Durchflusssteuerventils zu ermöglichen, wodurch die Feder den Schieber des Ventils zu einer geschlossenen Stellung (oder Endstellung) schiebt. Somit schließt dies den Strom von Getriebefluid von dem Hydraulikkreis in das Ölkühler-Durchflusssteuerventil und von dort zu dem Ölkühler 54. Es versteht sich, dass der Schwellendruck ausreichend sein muss, um Druckverluste aufgrund von Strömungslecken durch die Hydraulikkupplungssteuerventile 51 zu bewältigen, um dem Ölkühler-Durchflusssteuerventil 58 ein nicht unterstütztes Schließen zu ermöglichen.
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In einem anderen Beispiel kann das Ölkühler-Durchflusssteuerventil ein optionales Solenoidventil 60 umfassen. Hierin kann das Schließen des Ölkühler-Durchflusssteuerventils (abhängig von der Solenoidventilkonfiguration) das Aktivieren oder Deaktivieren und dadurch das Schließen des Solenoidventils 60 umfassen. Auf diese Weise kann das Solenoidventil 60 das Schließen des Ölkühler-Durchflusssteuerventils unterstützen. Somit kann die Verwendung des optionalen Solenoidventils bevorzugt sein, wenn ein höherer Leitungsdruck erforderlich ist, um das Strömen durch die Hydraulikkupplungssteuerventile 51 zu den Hydraulikkupplungen 60 aufrechtzuerhalten.
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4 zeigt eine zweite detaillierte Ausführungsform 400 des Hydraulikkreises 46 von 2. Hierin kann eine Ventilschließleitung 62 enthalten sein, um ein unterstütztes Schließen des Ölkühler-Durchflusssteuerventils 58 zu ermöglichen. Im Einzelnen kann die Ventilschließleitung 62 das Ölkühler-Durchflusssteuerventil 58 mit den Hydraulikkupplungssteuerventilen 51 verbinden. Hierin umfasst das Schließen des Ölkühler-Durchflusssteuerventils das Verstellen (abhängig von der Ventilkonfiguration z.B. das Öffnen oder Schließen) des Hydraulikkupplungssteuerventils 51, um in der Ventilschließleitung 62 Hydraulikdruck zu erzeugen, wobei der erzeugte Hydraulikdruck ein Schließen des Ölkühler-Durchflusssteuerventils 58 ermöglicht. Während eines Motorabschaltens kann im Einzelnen das Steuergerät 12 einem Hydraulikkupplungssteuerventil 51, das einer Hydraulikkupplung 50 entspricht, die nicht unmittelbar an einem Motorneustart beteiligt ist, beispielsweise einem Rückwärtsgang-Steuerungsventil, das einer Rückwärtsgangkupplung zugeordnet ist, befehlen, durch Befördern von Durchfluss entlang der Ventilschließleitung 62 einen Steg in dem Ölkühler-Durchflusssteuerventil 58 mit Druck zu beaufschlagen. Dies kann somit das Schließen des Ölkühler-Durchflusssteuerventils 58 unterstützen und ein Unterbinden von Strömen zu dem Ölkühler 54 ermöglichen.
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5 zeigt eine dritte detaillierte Ausführungsform des Hydraulikkreises 46 von 2. Hierin kann der Speicher zwischen dem Auslass der elektrischen Hilfsölpumpe 40 und dem Hilfspumpen-Rückschlagventil 41 positioniert sein. Weiterhin kann eine andere Ventilschließleitung 64 enthalten sein, um das Ölkühler-Durchflusssteuerventil 58 direkt mit dem Ausgang des Speichers 44 an einem Punkt im Wesentlichen zwischen dem Speicher 44 und dem Rückschlagventil 41 zu verbinden. Hierin umfasst das Schließen des Ölkühler-Durchflusssteuerventils das Betreiben des Speichers, um Hydraulikdruck zum Schließen des Ölkühler-Durchflusssteuerventils zu erzeugen. Während eines Motorabschaltens kann das Steuergerät 12 im Einzelnen den Speicher 44 betreiben und druckbeaufschlagtes Fluid an einem Steg in dem Ölkühler-Durchflusssteuerventil 58 entlang der Ventilschließleitung 64 zuführen. Somit kann dies das Schließen des Ölkühler-Durchflusssteuerventils 58 unterstützen und ein Unterbinden des Strömens zu dem Ölkühler 54 ermöglichen.
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Es versteht sich, dass zusätzliche (nicht gezeigte) Durchflussbegrenzungsventile in dem Hydraulikkreis von 2 - 5 enthalten sein können, um das Strömen zu dem Ölkühler und anderen Abschnitten des Hydraulikkreises, die kein Abschalten oder Neustarten des Motors unterstützen müssen, zu minimieren. Solche Ventile können Leckströmen von den Kupplungsdruck-Steuerventilen und Schieberventilen verringern, während sie auch die Durchfluss- und Druckanforderungen des Hydraulikkreises verringern.
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6 stellt eine Routine 600 zum Ausführen eines Leerlaufstoppbetriebs in einem Fahrzeugsystem von 1 dar. Bei 602 wird bestätigt, ob die Leerlaufstoppbedingungen erfüllt sind. Diese können zum Beispiel das Liegen des Batterieladezustands über einem Schwellenwert, das Liegen der Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Sollbereich, keine Forderung nach Klimatisierung, das Liegen der Motortemperatur über einem vorbestimmten Schwellenwert, Fahrzeugstoppforderung eines Fahrers etc. umfassen. Wenn die Leerlaufstoppbedingungen nicht erfüllt sind, kann die Routine enden. Wenn aber einige oder alle der Leerlaufstoppbedingungen erfüllt sind, dann kann bei 604 der Speicherdruck (Pacc) geschätzt werden. In einem Beispiel kann der Drucksensor 52 eine Schätzung von Pacc vorsehen.
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Bei 606 kann ermittelt werden, ob Pacc über einem vorbestimmten Schwellendruck liegt. Wenn Pacc über dem Schwellendruck liegt, dann kann bei 608 druckbeaufschlagtes Getriebefluid von dem Speicher dem Hydraulikkreis des Fahrzeugs zugeführt werden, während die elektrische Ölpumpe deaktiviert wird. Wenn Pacc dagegen unter dem Schwellenwert liegt, dann kann bei 610 die elektrische Pumpe aktiviert werden und dem Hydraulikkreis kann zumindest etwas druckbeaufschlagtes Getriebefluid von der arbeitenden Pumpe ohne Durchlaufen des Speichers zugeführt werden.
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Bei 612 kann das Strömen von Getriebefluid durch den Ölkühler verringert werden, zum Beispiel gestoppt werden, indem das Ölkühler-Durchflusssteuerventil geschlossen wird. In einem Beispiel kann bei 614a das Ölkühler-Durchflusssteuerventil mit Unterstützung eines elektrisch gesteuerten Solenoidventils geschlossen werden, das in Reihe mit dem Ölkühler-Durchflusssteuerventil angeordnet ist. Wie zuvor in 3 ausgeführt kann ein Steuergerät konfiguriert sein, um (abhängig von der Ventilkonfiguration) das Solenoidventil zu aktivieren oder deaktivieren und es dadurch zu schließen, wodurch das Ölkühler-Durchflusssteuerventil geschlossen wird. Alternativ kann das Steuergerät den Schwellendruck anpassen, um es einem druckbeaufschlagten Getriebefluid zu ermöglichen, Kraft auf die Rückstellfeder des Schiebers des Ventils auszuüben, wodurch die Feder den Schieber des Ölkühler-Durchflusssteuerventils zu einer Endstellung schiebt. Dies ermöglicht es somit dem Ölkühler-Durchflusssteuerventil, ohne Unterstützung zu schließen.
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In einem anderen Beispiel kann bei 614b das Ölkühler-Durchflusssteuerventil mit Unterstützung eines Hydraulikkupplungssteuerventils, das mit dem Ölkühler-Durchflusssteuerventil entlang einer Ventilschließleitung in Verbindung steht, geschlossen werden. Wie zuvor in 4 ausgeführt, kann ein Steuergerät ein Hydraulikkupplungssteuerventil einer Hydraulikkupplung, das nicht unmittelbar bei einem Motorneustart beteiligt ist, beispielsweise das Rückwärtsgangkupplungssteuerventil einer Rückwärtsgangkupplung, anweisen, durch Befördern von druckbeaufschlagtem Getriebefluid entlang einer Ventilschließleitung einen Steg in dem Ölkühler-Durchflusssteuerventil mit Druck zu beaufschlagen. Somit ermöglicht dies dem Ölkühler-Durchflusssteuerventil, unterstützt zu schließen.
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In einem noch anderen Beispiel kann bei 614c das Ölkühler-Durchflusssteuerventil durch Anlegen von Druck direkt von einem Speicher geschlossen werden. Wie vorstehend in 5 ausgeführt, kann ein Steuergerät durch Befördern von Getriebefluid entlang einer Ventilschließleitung Druck von dem Speicher an einem Steg in dem Ölkühler-Durchflusssteuerventil anlegen. Dies ermöglicht es somit dem Ölkühler-Durchflusssteuerventil zu schließen.
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Während die beschriebenen Beispiele ein Unterbinden von Strömen durch den Ölkühler erläutern, versteht sich, dass in anderen Ausführungsformen das Strömen durch eine oder mehrere sekundäre Komponenten, die nicht direkt an Abschalten oder Neustarten des Motors beteiligt sind, gestoppt werden kann.
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7 stellt eine Routine 700 zum Ausführen eines Neustartbetriebs nach einem Motorleerlaufstopp in dem Fahrzeugsystem von 1 dar. Bei 702 wird bestätigt, ob die Neustartbedingungen erfüllt sind. Diese können zum Beispiel das Liegen des Batterieladezustands unter einem Schwellenwert, eine Forderung nach Klimatisierung, das Liegen der Motortemperatur unter einem vorbestimmten Schwellenwert, eine Fahrzeugneustart- und/oder Anfahrforderung eines Fahrers etc. umfassen. Wenn die Neustartbedingungen nicht erfüllt sind, kann der Motor bei 703 bei Leerlaufstopp gehalten werden. Wenn aber einige oder alle der Neustartbedingungen erfüllt sind, dann kann bei 704 der Motorneustart ausgeführt werden.
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In einem Beispiel kann während des Leerlaufstopps vor dem Neustart der Hydraulikleitungsdruck von dem Systemspeicher zugeführt werden. Während des Motorneustarts kann in diesem Fall ein Steuergerät ein Entladen des Speichers anordnen, um ein schnelles Einrücken der Getriebekomponenten (beispielsweise einer Vorwärtskupplung) und ein schnelles Anfahren des Fahrzeugs zu ermöglichen. In einem anderen Beispiel kann der Hydraulikleitungsdruck während des Leerlaufstopps vor dem Neustart durch eine Hilfspumpe, beispielsweise eine elektrische Ölpumpe, zugeführt werden. Während des Motorneustarts kann in diesem Fall das Steuergerät die elektrische Ölpumpe anweisen, den Hydraulikleitungsdruck zu halten, und ein Einrücken der Getriebekomponenten ermöglichen. Sobald die Motordrehzahl gestiegen ist und die Ausgabe der mechanischen Ölpumpe ausreichend gestiegen ist, um das Einrücken der Getriebekomponenten aufrechtzuerhalten, dann kann die elektrische Ölpumpe deaktiviert werden.
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Auf diese Weise kann beruhend auf Speicherdruck ein Hydraulikleitungsdruck während eines Motorabschaltens entweder von einem Speicher oder einer elektrischen Hilfspumpe zu den Getriebekomponenten übertragen werden. Durch Betreiben der Pumpe, so dass sie dem Hydraulikkreis (und nicht dem Speicher) nur unter Bedingungen, bei denen druckbeaufschlagtes Fluid nicht von dem Speicher zugeführt werden kann, druckbeaufschlagtes Getriebefluid zuführt, kann die Nutzung der elektrischen Ölpumpe minimiert werden. Durch Minimieren der Nutzung der elektrischen Ölpumpe kann die Betriebslebensdauer der Pumpe gesteigert und erhebliche Kraftstoffeinsparungen erreicht werden. Während des Motorabschaltens kann ferner, wenn das druckbeaufschlagte Fluid entweder von dem Speicher oder der elektrischen Ölpumpe zugeführt wird, ein Strömen zu Komponenten, die nicht direkt an Motorneustart beteiligt sind, gestoppt werden. Durch Minimieren des Strömens zu Abschnitten des Getriebehydraulikkreises, die nicht am Motorneustart beteiligt sind, kann der Druck- und Energiebedarf der elektrischen Ölpumpe weiter verringert werden, wodurch zusätzliche Kraftstoffeinsparungen vorgesehen werden.
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Zu beachten ist, dass die hierin enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können ein oder mehrere einer Reihe von Verarbeitungsstrategien darstellen, beispielsweise ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Daher können verschiedene gezeigte Arbeitsgänge, Schritte oder Funktionen in der gezeigten Abfolge oder parallel ausgeführt oder in manchen Fällen ausgelassen werden. Analog ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu verwirklichen, wird aber zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Einer oder mehrere der gezeigten Arbeitsgänge oder Funktionen können abhängig von der jeweils eingesetzten Strategie wiederholt ausgeführt werden. Weiterhin können die beschriebenen Arbeitsgänge einen in das maschinenlesbare Speichermedium in dem Motorsteuersystem einzuprogrammierenden Code graphisch darstellen.
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Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht einschränkend aufgefasst werden dürfen, da zahlreiche Abänderungen möglich sind. Zum Beispiel kann die obige Technologie auf V-6, I-4, I-6, V-12, Gegenkolben- und andere Motorausführungen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht nahe liegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart werden.
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Die folgenden Ansprüche zeigen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen auf, welche als neuartig und nicht nahe liegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder eine Entsprechung desselben verweisen. Diese Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie das Integrieren eines oder mehrerer solcher Elemente umfassen, wobei sie zwei oder mehrere dieser Elemente weder fordern noch ausschließen.
