DE102014102174A1

DE102014102174A1 - Getriebeöldrucksteuerung während des automatischen Kraftmaschinenstarts

Info

Publication number: DE102014102174A1
Application number: DE102014102174.6A
Authority: DE
Inventors: Keith D. Van Maanen; Roger Joseph Rademacher; Craig J. Hawkins
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2014-09-11
Anticipated expiration: 2034-02-21
Also published as: US9067599B2; DE102014102174B4; CN104033593A; CN104033593B; US20140257607A1

Abstract

Ein Fahrzeug umfasst eine Kraftmaschine mit einer automatischen Startfunktionalität, eine Quelle für einen Fluiddruck, wenn die Kraftmaschine ausgeschaltet ist, ein Durchflusssteuersolenoid, das einen variablen Kupplungsdruck ausgibt, ein Getriebe, einen Elektromotor und einen Controller. Das Getriebe umfasst eine Kupplung in Fluidverbindung mit dem Solenoid. Die Kupplung wird über den Kupplungsdruck angewendet, um einen Anfahrzustand im ersten Gang herzustellen. Der Motor wird über ein wiederaufladbares Energiespeichersystem betrieben. Der Controller führt ein Verfahren aus, um Impulsbreitenmodulations-Steuersignale (PWM-Steuersignale) zum Solenoid bei der Detektion eines Satzes von Bedingungen zu übertragen, die das automatische Startereignis auslösen, um den Kupplungsdruck auf einen ersten kalibrierten Pegel zu senken. Der Neustart der Kraftmaschine wird befohlen und der Kupplungsdruck nimmt in Richtung eines zweiten kalibrierten Pegels zu, während die Kraftmaschinendrehzahl zunimmt. Der Controller unterbricht die PWM-Steuersignale und erhöht den Kupplungsdruck auf den Leitungsdruck, wenn die Eingangsdrehzahl einen kalibrierten Schwellenwert übersteigt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Getriebeöldrucksteuerung während eines automatischen Kraftmaschinenstarts.
HINTERGRUND
Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEVs) verwenden selektiv verschiedene Antriebsaggregate, die typischerweise eine Brennkraftmaschine und eine oder mehrere Fahrelektromotoren umfassen, an verschiedenen Punkten in einem Fahrzyklus. Ein Fahrzeug mit einem Voll-Hybrid-Antriebsstrang kann ein Drehmoment von der Kraftmaschine und/oder von dem einen oder den mehreren Fahrmotoren für den Fahrzeugantrieb nutzen. Folglich kann ein Fahrzeug mit einem typischen Voll-HEV-Antriebsstrang unmittelbar beim Fahrzeuganfahren, und während es unter einer Schwellen-Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, elektrisch angetrieben werden. Über der Schwellen-Fahrzeuggeschwindigkeit wird die Kraftmaschine automatisch gestartet und mit einem Getriebeeingangselement in Eingriff gebracht.
Dagegen fehlt dem Antriebsstrang eines Mild-HEV die Fähigkeit, das HEV durch rein elektrische Mittel anzutreiben. Trotzdem behält ein Mild-HEV-Antriebsstrang Schlüsselkonstruktionsmerkmale des vorstehend beschriebenen Voll-HEV-Antriebsstrangs bei. Solche Konstruktionsmerkmale umfassen die Fähigkeit zum automatischen Abschalten der Kraftmaschine im Leerlauf, um Kraftstoff zu sparen, und dann zum automatischen Neustarten der Kraftmaschine bei Bedarf. Bei einem typischen ”vom Fahrer angeforderten” automatischen Kraftmaschinenstartereignis startet die Kraftmaschine automatisch neu, wenn der Fahrer direkt ein Ausgangsdrehmoment anfordert, gewöhnlich durch Entfernen des auf ein Bremspedal aufgebrachten Drucks und/oder ein Schwellenausmaß einer Drosselklappenanforderung. Andere automatische Kraftmaschinenstartereignisse können jedoch nur durch bestimmte Fahrzeugzustandsänderungen wie z. B. einen niedrigen Batterieladungszustand ausgelöst werden. Da solche Neustartereignisse ungeachtet der Eingabe eines Fahrers auftreten, werden sie häufig als ”nicht vom Fahrer angeforderte” automatische Startereignisse bezeichnet.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird hier ein Fahrzeug offenbart, das eine Kraftmaschine, ein Getriebe und einen Controller sowie eine Quelle, die einen Fluiddruck zum Getriebe liefert, wenn die Kraftmaschine nach einem automatischen Kraftmaschinenstoppereignis ausgeschaltet ist, umfasst. Das Getriebe umfasst eine festgelegte Kupplung, die zum Anfahren des Fahrzeugs verwendet wird. Eine Drucksteuerung für die festgelegte Kupplung wird durch ein Fluidsteuersolenoid, z. B. ein Solenoidventil mit variabler Kraft (VFS-Ventil), geschaffen. Das Fluidsteuersolenoid, das mit der Quelle in Fluidverbindung steht, gibt einen variablen Kupplungsdruck während eines automatischen Kraftmaschinenstartereignisses aus. Die festgelegte Kupplung wird über den variablen Kupplungsdruck angewendet, der niedriger ist als der Leitungsdruck für das Getriebe, um den Anfahrzustand, z. B. Anfahren im 1. Gang, herzustellen. Nachdem die Kraftmaschine neu gestartet ist, wird die festgelegte Kupplung auf dem Leitungsdruck gesteuert, der jederzeit gleich dem variablen Kupplungsdruck ist oder diesen übersteigt. Die Rate, mit der der variable Kupplungsdruck über den Controller erhöht wird, ist ein Kalibrierungswert, der zugeschnitten werden kann, um das gewünschte hydraulische Dämpfungsansprechen während des Neustarts zu schaffen.
Um den variablen Kupplungsdruck genau zu steuern, kann der Controller Impulsbreitenmodulations-Steuersignale (PWM-Steuersignale) zum Durchflusssteuersolenoid bei der Detektion eines vorbestimmten Satzes von Bedingungen durch den Controller, die das automatische Kraftmaschinenstartereignis auslösen, übertragen oder befehlen. Die PWM-Steuersignale verringern effektiv das Tastverhältnis des Durchflusssteuersolenoids und verringern dadurch den variablen Kupplungsdruck auf einen kalibrierten niedrigen Pegel. Der Controller befiehlt dann einen automatischen Neustart der Kraftmaschine, bestimmt eine Eingangsdrehzahl in das Getriebe, während die Drehzahl der Kraftmaschine zunimmt, und unterbricht die Übertragung der PWM-Steuersignale zum Durchflussratesteuersolenoid, wenn die Eingangsdrehzahl in das Getriebe einen kalibrierten Schwellenwert übersteigt.
In einer anderen Ausführungsform weist die Kraftmaschine eine Funktionalität für einen nicht vom Fahrer angeforderten automatischen Start auf, die Quelle ist eine Hilfspumpe, die betriebsfähig ist, um einen Fluiddruck mit einem ersten Pegel zu liefern, wenn die Kraftmaschine ausgeschaltet ist, und die festgelegte Kupplung wird über den Kupplungsdruck auf einem zweiten Pegel angewendet, um einen Anfahrzustand des Getriebes im 1. Gang herzustellen. Das Fahrzeug umfasst einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einem Pumpenrad, das mit der Kraftmaschine verbunden ist, und einem Turbinenrad, das mit einem Eingangselement des Getriebes verbunden ist. Ein Sensor misst eine Drehzahl des Turbinenrades. Das Motordrehmoment von einem Hochspannungs-Fahrelektromotor, der über ein wiederaufladbares Hochspannungs-Energiespeichersystem betrieben wird, das für mindestens 60 V Gleichspannung bemessen ist, wird verwendet, um die Kraftmaschine neu zu starten.
In dieser speziellen Ausführungsform überträgt der Controller die oder befiehlt die Übertragung der PWM-Steuersignale zum Durchflusssteuersolenoid bei der Detektion eines vorbestimmten Satzes von Bedingungen durch den Controller, die das nicht vom Fahrer angeforderte automatische Startereignis auslösen. Dies kann das Detektieren eines Anwendungsdrucks für jedes eines Bremspedals und eines Fahrpedals und eines Ladungszustandes des RESS umfassen.
Außerdem wird hier ein Verfahren offenbart. Das Verfahren kann das Detektieren eines Satzes von Bedingungen in einem Fahrzeug mit einer Kraftmaschine mit einer automatischen Startfunktionalität und dann das Übertragen von PWM-Steuersignalen zu einem Durchflusssteuersolenoid bei der Detektion des Satzes von Bedingungen umfassen. Das Durchflusssteuersolenoid steht mit einer Quelle für Fluiddruck in Fluidverbindung. Das Verfahren umfasst das Verringern des Kupplungsdrucks auf einen kalibrierten ersten Pegel über die PWM-Signale, das Befehlen eines automatischen Neustarts der Kraftmaschine über einen Elektromotor und dann das Bestimmen einer Eingangsdrehzahl in das Getriebe, während die Drehzahl der Kraftmaschine zunimmt. Der Kupplungsdruck wird danach auf einen zweiten Pegel erhöht, während die Kraftmaschinendrehzahl aktiv zunimmt. Die PWM-Steuersignale für das Durchflusssteuersolenoid werden unterbrochen, während der variable Kupplungsdruck mit einer kalibrierten Rate auf den vollen Leitungsdruck erhöht wird, wenn die Eingangsdrehzahl in das Getriebe einen kalibrierten Schwellenwert übersteigt, so dass der Kupplungsdruck auf den zweiten Pegel gesetzt wird. In dieser Weise dämpft die vorliegende Steuermethode hydraulisch das Geräusch, die Vibration und die Rauheit während eines nicht vom Fahrer angeforderten Kraftmaschinenneustarts.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Beispielfahrzeugs mit einem Getriebe und einem Controller, der den Öldruck für eine festgelegte Getriebekupplung während eines automatischen Kraftmaschinenstartereignisses steuert.
2 ist ein schematisches logisches Ablaufdiagramm für einen Controller, der bei dem in 1 gezeigten Fahrzeug verwendbar ist.
3 ist ein schematisches Hebeldiagramm, das ein Beispiel-6-Gang-Getriebe mit Vorderradantrieb beschreibt, das bei dem in 1 gezeigten Fahrzeug verwendet werden kann.
4 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Steuern des Öldrucks für eine festgelegte Getriebekupplung während eines Kraftmaschinenneustartereignisses in dem in 1 gezeigten Fahrzeug beschreibt.
5 ist ein Satz von Kurven, die sich ändernde Fahrzeugparameter während eines nicht vom Fahrer befohlenen Kraftmaschinenneustarts beschreiben, die gemäß dem Verfahren von 3 gesteuert werden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen sich in den ganzen verschiedenen Ansichten gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten beziehen, zeigt 1 ein Beispielfahrzeug 10, das eine Brennkraftmaschine 12 und ein Getriebe 14 umfasst. Eine Beispielausführungsform des letzteren ist in 3 gezeigt und wird nachstehend genauer beschrieben. Die Kraftmaschine 12 weist eine automatische Stopp/Start-Funktionalität, d. h. die Fähigkeit zum automatischen Abschalten im Leerlauf und erneuten Neustarten sowohl bei vom Fahrer angeforderten als auch nicht vom Fahrer angeforderten automatischen Startereignissen, auf. In der Beispielkonfiguration von 1 kann ein Motordrehmoment von einer Hochspannungs-Motorgeneratoreinheit (MGU) 16 verwendet werden, um selektiv einen Riemen 37 der Kraftmaschine 12 oder ein Schwungrad oder einen anderen geeigneten Abschnitt davon zu drehen, wodurch die Kraftmaschine 12 angelassen und gestartet wird. In anderen Ausführungsformen kann ein Hilfsstartermotor 160, wie in Durchsicht gezeigt, für denselben Zweck verwendet werden.
Ein Hilfshydraulikleitungsdruck (Pfeil P_L2) kann in einem Zustand mit ausgeschalteter Kraftmaschine über eine Hilfsfluidpumpe 130, beispielsweise eine elektrische Pumpe, aufrechterhalten werden. In einer anderen Ausführungsform kann ein optionaler Druckspeicher 34 über eine Hauptpumpe 30, die über eine Welle 35 durch die Kraftmaschine 12 angetrieben wird, hydraulisch aufgeladen werden. Wenn sich die Welle 35 dreht, kann eine Hin- und Herbewegung eines Nockens (nicht dargestellt) bewirken, dass die Hauptpumpe 30 Fluid von einem Sumpf 33 zirkuliert, wobei der Druckspeicher 34 anstelle von oder zusätzlich zur Hilfspumpe 130 während Perioden mit ausgeschalteter Kraftmaschine verwendet wird. Alternativ kann auf die von der Kraftmaschine angetriebene Hauptpumpe 30 zugunsten der Hilfspumpe 130 gänzlich verzichtet werden. Wenn die Hauptpumpe 30 verwendet wird, wird ein Hydraulikleitungsdruck (Pfeil P_L1) zum Getriebe 14 geliefert, sobald die Kraftmaschine 12 läuft, wobei die größere Kapazität der von der Kraftmaschine angetriebenen Hauptpumpe 30 sicherstellt, dass der Hydraulikleitungsdruck (Pfeil P_L1) immer gleich dem Pegel des Hilfshydraulikleitungsdrucks (Pfeil P_L2) ist oder diesen übersteigt.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff ”vom Fahrer angefordertes automatisches Startereignis” auf ein automatisches Kraftmaschinenstartereignis, das erfordert, dass von einem Fahrer des Fahrzeugs 10 eine Handlung unternommen wird, wie z. B. Entfernung des Anwendungsdrucks auf ein Bremspedal B. Um vom Fahrer angeforderte automatische Starts zu erleichtern, kann ein Bremspedalsensor 36 mit dem Bremspedal 36 verbunden sein und verwendet werden, um die Bremskraft und/oder den Hub des Bremspedals B zu messen. Ein solcher Sensor 36 kann dann ein Bremssignal (Pfeil Bx) an einen Controller 20 ausgeben.
Der Begriff ”nicht vom Fahrer angefordertes automatisches Startereignis” beschreibt wiederum irgendein automatisches Kraftmaschinenneustartereignis, das ohne eine Handlung seitens des Fahrers stattfindet, um einen Neustart zu befehlen. Bedingungen für einen nicht vom Fahrer angeforderten automatischen Start können beispielsweise einen Zustand umfassen, in dem das Bremspedal B herabgetreten bleibt, während ein Fahrpedal A nicht herabgetreten wird. Der Neustart der Kraftmaschine 12 wird automatisch aufgrund von anderen sich ändernden Fahrzeugparametern befohlen. Wie bei dem Bremspedal B kann das Fahrpedal A einen Sensor 136 aufweisen, der die Anwendungskraft/den Hub des Fahrpedals A misst und der ein Drosselklappensignal (Pfeil Ax) zum Controller 20 überträgt.
Parameter, die einen nicht vom Fahrer angeforderten Neustart der Kraftmaschine 12 signalisieren, können beispielsweise einen Ladungszustand (Pfeil S₂₆) eines wiederaufladbaren Energiespeichersystems (RESS) 26, der unter einen kalibrierten minimalen Schwellenwert fällt, oder alternativ einen Ladungszustand einer Hilfsbatterie 39 umfassen, wenn die MGU 16 nicht für das Anlassen und Starten der Kraftmaschine 12 verwendet wird. Andere Parameter können Anforderungssignale für die Heizung, Belüftung und Klimatisierung (HVAC) (Pfeil H) und/oder andere Parameter, z. B. eine Zeitablaufbedingung, eine Hardwarebegrenzung usw. umfassen. Die HVAC-Anforderungssignale (Pfeil H) können automatisch bestimmt werden, beispielsweise durch Messen der Temperatur einer gegeben fluidgekühlten Vorrichtung und/oder eines Kühlmediums in einem Kühlkreislauf (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 10 oder über die Detektion einer speziellen Fahrzeugklimaeinstellung. Der Controller 20 kann beim Ausführen eines Codes, der das Verfahren 100 verkörpert, auch ein Motorsteuersignal (Pfeil 45) zur MGU 16, um ein Ausgangsdrehmoment von der MGU 16 zu befehlen, oder alternativ an den Hilfsstartermotor 160, wenn diese Vorrichtung verwendet wird, und ein Kraftmaschinensteuersignal (Pfeil 49) zur Kraftmaschine 12, um die Kraftmaschinendrehzahl während des Anlassens und Startens der Kraftmaschine 12 zu steuern, übertragen.
Der in 1 gezeigte Controller 20 kann einen oder mehrere Prozessoren 22, Sender/Empfänger 47 und einen konkreten, nichtflüchtigen Speicher 24, auf dem Befehle zur Ausführung eines Verfahrens 100 zum Steuern des Öldrucks über Impulsbreitenmodulations-Steuersignale (PWM-Steuersignale) (Pfeil 11) für ein Durchflusssteuersolenoid 32 für eine festgelegte Kupplung des Getriebes 14 aufgezeichnet sind, umfassen. Ein Beispiel einer solchen Kupplung wird nachstehend mit Bezug auf 3 beschrieben. Die Drucksteuerung wird insbesondere während eines nicht vom Fahrer befohlenen Kraftmaschinenneustartereignisses in einer solchen Weise beeinflusst, dass eine Endantriebsvibration verringert wird. Die aufgezeichneten Befehle beschreiben die erforderlichen Schritte des Verfahrens 100, von dem ein Beispiel nachstehend mit Bezug auf 4 beschrieben wird. Fahrzeugparameter, die bei der Ausführung des Verfahrens 100 gesteuert oder verwendet werden, werden auch nachstehend mit Bezug auf 5 im Einzelnen erörtert.
Mit kurzem Bezug auf 2 kann in einer speziellen Konfiguration der Controller 20 von 1 mehrere Steuermodule mit jeweils einer entsprechenden Hardware und Software umfassen, die zusammen entsprechende Funktionen durchführen, die möglicherweise mit schnelleren oder langsameren Prozessschleifengeschwindigkeiten relativ zu den anderen Steuermodulen ausgeführt werden. Ein Hybrid-Steuermodul 70 oberer Ebene kann beispielsweise mit einem Getriebesteuermodul (TCM) 72, einem Kraftmaschinensteuermodul (ECM) 74 und einem Batteriesteuermodul (BCM) 76 in Kommunikation stehen. Obwohl es aus 2 wegen der Darstellungsklarheit weggelassen ist, kann jedes Steuermodul 70, 72, 74 und 76 einen oder mehrere der Prozessoren 22, des Speichers 24 und der Sender/Empfänger 47 umfassen, wie in 1 gezeigt.
In der Ausführungsform von 2 kann das Steuermodul 70 oberer Ebene als Eingaben die Bremssignale (Pfeil Bx), die Fahrpedal/Drosselklappen-Signale (Pfeil Ax), ein Getriebeeingangsdrehzahlsignal (Pfeil N_I) von einem Drehzahlsensor 38 und die HVAC-Anforderungssignale (Pfeil H) empfangen. In Abhängigkeit von den Werten der empfangenen Signale kann das Steuermodul 70 oberer Ebene einen PWM-Steuersignalbefehl (Pfeil 11C) an das TCM 27 und möglicherweise einen Kraftmaschinendrehzahl-Steuerbefehl (Pfeil 49C) an das ECM 74 ausgeben. Das TCM 72 kann einen Satz von Halbleiterschaltern 75, z. B. IGBTs oder MOSFETs, umfassen, die in Ansprechen auf den PWM-Steuersignalbefehl (Pfeil 11C) schnell umgeschaltet werden, um dadurch über die PWM-Steuersignale (Pfeil 11) das Tastverhältnis des Durchflusssteuersolenoids 32 zu verändern. Ebenso kann das ECM 74 durch Ausgeben von Kraftmaschinensteuersignalen (Pfeil 49) an die Kraftmaschine 12 ansprechen.
Mit erneutem Bezug auf 1 umfasst die Kraftmaschine 12 eine Antriebswelle 13, die selektiv mit einem Eingangselement 17 des Getriebes 14 über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 25 gekoppelt wird. Wie auf dem Fachgebiet gut verstanden ist, umfasst ein Drehmomentwandler ein Antriebselement, d. h. eine Pumpe/ein Pumpenrad 27, das mit der Antriebswelle 13 verbunden ist, ein Abtriebselement/ein Turbinenrad 29 und einen Stator 31, der dazu konfiguriert ist, Fluid innerhalb des Drehmomentwandlers 25 umzulenken. Die Drehzahl des Turbinenrades 29 kann über einen Getriebeeingangsdrehzahlsensor, z. B. den vorstehend mit Bezug auf 2 angegebenen Drehzahlsensor 38, gemessen werden.
Der Drehmomentwandler 25 koppelt fluidtechnisch die Kraftmaschine 12 mit dem Getriebe 14 und schafft eine erforderliche Drehmomentvervielfachung bei niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeiten. Das Eingangsdrehmoment (Pfeil T_I) in das Getriebe 14 wird über das Eingangselement 17 geliefert, während das Ausgangsdrehmoment (Pfeil T_O) vom Getriebe 14 schließlich auf ein Ausgangselement 19 und von dort zu einem Satz von Antriebsrädern 15 übertragen wird. Obwohl nur ein Satz von Antriebsrädern 15 wegen der Darstellungseinfachheit gezeigt ist, können andere Ausführungsformen zusätzliche Antriebsräder 15 antreiben.
Die MGU 16 von 1 kann als elektrische Mehrphasenmaschine mit einer relativ hohen Spannung (V_H) von ungefähr 60 Volt bis 300 Volt oder mehr in Abhängigkeit von der Konstruktion konfiguriert sein. Die MGU 16 ist mit dem RESS 26 über einen Gleichstrombus 21, ein Leistungsinvertermodul (PIM) 18 und einen Wechselstrombus (AC-Bus) 23 elektrisch verbunden. Das RESS 26, das ein Lithiumionen-Batteriesatz mit mehreren Zellen oder ein anderer geeigneter Batteriesatz in einer möglichen Ausführungsform sein kann, kann selektiv durch Gewinnen von Energie während des regenerativen Bremsens wiederaufgeladen werden, wie auf dem Fachgebiet gut bekannt ist.
Das Fahrzeug 10 kann auch ein Hilfsleistungsmodul (APM) 28, d. h. einen Gleichspannungs-Gleichspannungs-Umsetzer, der eine Spannung mit einem geeigneten niedrigeren Spannungspegel (V_L) ausgibt, umfassen, das mit dem RESS 26 über den Gleichstrombus 21 elektrisch verbunden ist. Das APM 28 ist mit der Hilfsbatterie 39, beispielsweise einer Gleichspannungsbatterie mit 12–15 Volt, elektrisch verbunden, so dass eine Leistung mit relativ hoher Spannung vom RESS 26 auf geeignete Hilfsspannungspegel (V_A) durch den Betrieb des APM 28 verringert wird. Wie gezeigt, kann das Durchflusssteuersolenoid 32 innerhalb des Getriebes 14 über die Hilfsspannung (V_A) über einen Hilfsspannungsbus 121 gespeist werden. Die PWM-Steuersignale (Pfeil 11) verändern folglich das Tastverhältnis des Durchflusssteuersolenoids 32, um zu bewirken, dass das Durchflusssteuersolenoid 32 sich in eine spezielle Position setzt, einschließlich vollständig offen, vollständig geschlossen und irgendwo dazwischen.
Der Controller 20 von 1 kann als einzelne oder, wie in 2 gezeigt, verteilte Steuervorrichtung konfiguriert sein. Der Controller 20 ist mit jedem der Kraftmaschine 12, der MGU 16, dem RESS 26, dem APM 28 und dem PIM 18 über geeignete Steuerkanäle, z. B. ein Controllerbereichsnetz (CAN) oder einen seriellen Bus, einschließlich beispielsweise beliebiger erforderlicher Übertragungsleiter, ob festverdrahtet oder drahtlos, elektrisch verbunden oder steht anderweitig damit in festverdrahteter oder drahtloser Kommunikation, was ausreicht zum Senden und Empfangen der erforderlichen elektrischen Steuersignale für eine korrekte Leistungsflusssteuerung und Koordination an Bord des Fahrzeugs 10.
Außerdem kann die physikalische Hardware, die den Controller 20 verkörpert, einen oder mehrere digitale Computer mit dem Prozessor 22 und dem Speicher 24, die vorstehend angegeben sind, z. B. einem Festwertspeicher (ROM), Flash-Speicher, optischen Speicher, Direktzugriffsspeicher (RAM), elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EERPOM), einem Hochgeschwindigkeitstakt, einer Analog-Digital-(A/D) und Digital-Analog-(D/A)Schaltungsanordnung und einer Eingabe/Ausgabe-Schaltungsanordnung (I/O-Schaltungsanordnung) und Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen, einschließlich eines oder mehrerer Sender/Empfänger 47 zum Empfangen und Senden von beliebigen erforderlichen Signalen bei der Ausführung des Verfahrens 100, sowie einer geeigneten Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungsanordnung, umfassen. Irgendein computerausführbarer Code, der sich im Controller 20 befindet oder dadurch zugänglich ist, kann im Speicher 24 gespeichert sein und über den (die) Prozessor(en) 22 ausgeführt werden, um die hier dargelegte Funktionalität bereitzustellen.
In 3 ist eine Beispielausführungsform des Getriebes 14 als 6-Gang-Getriebe mit Vorderradantrieb in einem schematischen Hebeldiagramm gezeigt, in dem eine variable Drucksteuerung, wie hier beschrieben, für eine Bremskupplung CB1234 durchgeführt wird. Andere Getriebekonfigurationen mit weniger oder mehr Gangzuständen können in Erwägung gezogen werden. In der speziellen Ausführungsform von 3 umfasst das Getriebe 14 drei Zahnradsätze 40, 50 und 60, von denen jeder schematisch als entsprechender Hebel dargestellt ist. Jeder Zahnradsatz 40, 50 und 60 weist drei Knoten auf, von denen jeder für eine gegebene Planetenradsatzkonfiguration als eines von einem Hohlrad, einem Sonnenrad oder einem Planetenträger verkörpert sein kann. Verschiedene Dreh- und Bremskupplungen werden verwendet, um die gewünschten Übersetzungsverhältnisse für das Getriebe 14 herzustellen.
Die Drehkupplungen in 3 umfassen Kupplungen C456 und C35R. Die Bremskupplungen umfassen Kupplungen CB1234 und CBR1 mit einem Freilaufelement F1 und CB26. Wie hier verwendet, bezieht sich die Nomenklatur ”C” auf eine Drehkupplung und ”B” bezieht sich auf eine Bremskupplung. Außerdem beziehen sich die Ziffern ”1–6” auf den Gangzustand, der durch die Anwendung dieser speziellen Kupplung hergestellt wird, d. h. 1.–6. Gang (1–6) und Rückwärtsgang (R). Wiederum kann in der Beispielausführungsform von 2 die Kupplung CB1234 als festgelegte Getriebekupplung wirken, deren Druck während eines vorbestimmten Kraftmaschinenneustartereignisses unter Verwendung des Verfahrens 100 von 4 gesteuert wird.
Der erste Zahnradsatz 40 von 3 weist Knoten 42, 44 und 46 auf. Der zweite Zahnradsatz 50 weist Knoten 52, 54 und 56 auf. Ebenso umfasst der dritte Zahnradsatz 60 Knoten 62, 64 und 66. Das Eingangselement 17, das das Eingangsdrehmoment (Pfeil T_I) trägt, kann selektiv mit den Koten 44 und 46 über die Kupplungen C456 bzw. C35R verbunden werden. Der Knoten 42 ist direkt und kontinuierlich mit dem Knoten 64 des Zahnradsatzes 60 über ein Verbindungselement I₁ verbunden. Der Knoten 44 wird selektiv mit einem stationären Element 43 des Getriebes 14 über die Kupplung CBR1 verbunden, wobei das Freilaufelement F1 eine Drehung in Bezug auf einen Knoten 52 des Zahnradsatzes 50 in einer Drehrichtung verhindert.
Der Zahnradsatz 50 umfasst den Knoten 52 zusammen mit den Knoten 54 und 56. Der Knoten 56 ist direkt und kontinuierlich mit dem Getriebeeingangselement 17 über ein weiteres Verbindungselement I₂ verbunden. Der Knoten 54 ist direkt und kontinuierlich mit dem Knoten 66 des Zahnradsatzes 60 über noch ein weiteres Verbindungselement I₃ verbunden. Der Knoten 62 des Zahnradsatzes 60 wird selektiv mit dem stationären Element 43 über die Kupplung CB1234 verbunden und der Knoten 64 wird mit dem Ausgangselement 19 verbunden. An sich trägt der Knoten 64 das Ausgangsdrehmoment (Pfeil T_O) zu den in 1 gezeigten Antriebsrädern 15. Andere Konfigurationen des Getriebes 14 mit mehr oder weniger Drehzahlen können in Erwägung gezogen werden, ohne vom beabsichtigten erfindungsgemäßen Schutzbereich abzuweichen.
In 4 in Verbindung mit der in 1 gezeigten Struktur beginnt eine Beispielausführungsform des vorliegenden Verfahrens 100 mit Schritt 101. Bedingungen zum Ausführen eines vorbestimmten automatischen Startereignisses werden über den Controller 20 gemessen und aufgezeichnet. Wenn beispielsweise das vorbestimmte automatische Startereignis ein nicht vom Fahrer angeforderter automatischer Start ist, kann der Controller 20 die Bremssignale (Pfeil Bx) und die Fahrpedalsignale (Pfeil Ax) empfangen und verarbeiten, um festzustellen, ob ein Fahrer des Fahrzeugs 10 gegenwärtig das Bremspedal B herabtritt und das Fahrpedal A nicht herabtritt. Zusätzliche Fahrzeugparameter, die als Teil von Schritt 101 berücksichtigt werden, können einen Ladungszustand des RESS 26, wie durch den Empfang des Ladungszustandes (Pfeil S₂₆) vom BCM 76 von 2 durch den Sender/Empfänger 47 bestimmt, HVAC-Anforderungssignale (Pfeil H) und/oder andere Faktoren, die einen automatischen Neustart der Kraftmaschine 12 erfordern, umfassen.
Obwohl ein nicht vom Fahrer angeforderter Neustart von der vorliegenden Methode profitiert, können in Anbetracht der häufig unerwarteten Art eines solchen Neustarts aus der Perspektive eines Fahrers andere Neustartereignisse auch verbessert werden. Obwohl in 4 nicht gezeigt, können Austrittsbedingungen mit einer höheren Steuerschleifengeschwindigkeit implementiert werden, um sicherzustellen, dass, sollte ein Fahrer des Fahrzeugs 10 ein Ausgangsdrehmoment (Pfeil T_O) während der Ausführung des Verfahrens 100 anfordern, die erforderliche Steuerlogik auf den Hydraulikleitungsdruck (P_L1) unmittelbar oder mit einer kalibrierten Anstiegsrate standardmäßig einstellen kann. Sobald die Signale, die den erforderlichen Satz von Bedingungen darstellen, durch den Controller 20 empfangen und verarbeitet wurden, geht das Verfahren 100 zu Schritt 102 weiter.
Schritt 102 hat das Vergleichen der empfangenen Signale von Schritt 101 mit kalibrierten Schwellenwerten zur Folge, die im Speicher 24 des Controllers 20 vorab aufgezeichnet sein können, um festzustellen, ob das vorbestimmte Neustartereignis erforderlich ist oder nicht. Wenn ja, geht das Verfahren 100 zu Schritt 104 weiter. Ansonsten wird Schritt 101 wiederholt.
In Schritt 104 berechnet der Controller 20 von 1 und 2 als nächstes die PWM-Steuersignale (Pfeil 11) und gibt sie zur Übertragung zum Durchflusssteuersolenoid 32 für die festgelegte Getriebekupplung aus. Die festgelegte Getriebekupplung ist eine beliebige Kupplung, deren Ölzufuhr durch das Durchflusssteuersolenoid 32 strömen muss, und die angewendet werden muss, um das Fahrzeug 10 nach dem Neustart der Kraftmaschine 12 anzufahren.
In dem in 2 gezeigten Beispielgetriebe 14 kann die festgelegte Kupplung die Kupplung CB1234 sein. Andere Konstruktionen können eine andere Kupplung für das Anfahren im 1. Gang und vielleicht mehr als eine Kupplung verwenden. Das Ergebnis von Schritt 104 ist eine gesteuerte Verringerung des Kupplungsdrucks auf die festgelegte Kupplung mit den sich ändernden Fahrzeugparametern, die nachstehend mit Bezug auf 5 genauer erläutert werden. Als Teil von Schritt 104 empfängt der Controller 20 das Getriebeeingangsdrehzahlsignal (Pfeil N_I von 1) vom Drehzahlsensor 38. Das Verfahren 100 geht dann zu Schritt 106 weiter.
Schritt 106 hat das Übertragen eines Motorsteuersignals (Pfeil 49) zur MGU 16 oder alternativ zum PIM 18 zur Folge, das einen Neustart der Kraftmaschine 12 befiehlt. Beim Empfang der Motorsteuersignale (Pfeil 45) wird die MGU 16 über den Wechselstrombus 23 mit hoher Spannung erregt. Die MGU 16 beginnt, ein Motorausgangsdrehmoment auf den Riemen 37 aufzubringen. Die Drehung des Riemens 37 lässt wiederum die Kraftmaschine 12 an. In anderen Ausführungsformen, die auf die MGU 16 verzichten, kann ein Hilfsmotor für denselben Zweck verwendet werden. Wenn die Kraftmaschine 12 anlässt, geht das Verfahren 100 zu Schritt 108 weiter.
In Schritt 108 erhöht der Controller 20 allmählich die Kraftmaschinendrehzahl, um die festgelegte Kupplung mit einer kalibrierten Rate schleifen zu lassen. Schritt 108 kann das Übertragen von Kraftmaschinensteuersignalen (Pfeil 49) zur Kraftmaschine 12 z. B. über das ECM 74 von 2 umfassen. Die Kraftmaschinendrehzahl kann durch irgendein geeignetes Mittel, z. B. aktive Spätzündung, gesteuert werden. Das Verfahren 100 geht dann zu Schritt 110 weiter.
In Schritt 110 bestimmt der Controller 20 als nächstes, ob die Getriebeeingangsdrehzahl (Pfeil N_I) einen kalibrierten Drehzahlschwellenwert erreicht hat. Schritt 110 kann die Bezugnahme auf einen aufgezeichneten Wert im Speicher 24 umfassen. Schritt 108 wird wiederholt, wenn der kalibrierte Drehzahlschwellenwert nicht erreicht wurde. Ansonsten wird Schritt 112 wiederholt.
Schritt 112 kann das Unterbrechen der PWM-Steuersignale (Pfeil 11) umfassen, die in Schritt 104 eingeleitet werden, um dadurch zu ermöglichen, dass der vollständige Druck zur festgelegten Kupplung fortfährt. Schritt 112 kann auch das Erhöhen des Kupplungsdrucks mit einer kalibrierten Rate bis auf den vollen Leitungsdruck umfassen. In einer Konstruktion, in der der optionale Druckspeicher 34 verwendet wird, kann Schritt 112 damit zusammenfallen, dass die durch die Kraftmaschine angetriebene Hauptpumpe 30 von 1 nach einem Neustart und anschließenden Auslassen des Druckspeichers 34 in den angeschlossenen Zustand zurückkehrt. Alternativ kann in einer Fahrzeugkonstruktion, der die durch die Kraftmaschine angetriebene Hauptpumpe 30 fehlt, die Hilfspumpe 130 an diesem Punkt des Verfahrens 100 gesteuert werden, wobei das Steuersolenoid 32 vollständig offen ist, um dadurch die festgelegte Getriebekupplung vollständig mit Druck zu beaufschlagen.
Mit Bezug auf 5 ist der Effekt der Ausführung des Verfahrens 100 auf verschiedene Fahrzeugparameter über einen Satz von Kurven 80 gezeigt, wobei die Amplitude (A) auf der vertikalen Achse aufgetragen ist und die Zeit (t) auf der horizontalen Achse aufgetragen ist. Bei t₀, wobei die Kraftmaschine 12 ausgeschaltet ist, bleibt der Getriebeleitungsdruck (Kurve P_L2) auf einem niedrigeren Druck relativ zu jenem, der auftritt, wenn die Kraftmaschine 12 ausgeschaltet ist. Ein solcher Druck kann über die Hilfspumpe 130 von 1 geliefert werden. Der Kupplungsdruck (Kurve Pc) für die festgelegte Kupplung liegt zu diesem Zeitpunkt auf demselben Pegel wie der Hilfsleitungsdruck (Kurve P_L2).
Kurz vor t₁ wird der Kraftmaschine 12 durch den Controller 20 in Ansprechen auf die detektierten Bedingungen befohlen, neu zu starten, wie vorstehend mit Bezug auf die Schritte 101 und 102 von 4 beschrieben. Der Empfang der PWM-Steuersignale (Pfeil 11) in Schritt 104 von 4 verringert das Tastverhältnis des Durchflusssteuersolenoids 32 und verursacht dadurch, dass der Druck für die festgelegte Kupplung mit einer gesteuerten oder kalibrierten Rate fällt. Bei einer herkömmlichen Methode würde zum gleichen Zeitpunkt, d. h. Punkt 81, der Druck für die zweckgebundene Kupplung mit einem steigenden Getriebeleitungsdruck (Kurve P_L1) in Erwartung des Neustartereignisses, das hier nicht stattfindet, zuzunehmen beginnen. Nach einer kurzen Verzögerung (t_D) nach t₁ beginnt die Kraftmaschine 12 durch die Drehung des Riemens 37 anzulassen, der Leitungsdruck (Kurve P_L) beginnt mit steigender Drehzahl (Pfeil N_E) anzusteigen. Die Verzögerung (t_D) stellt eine momentane Verzögerung dar, wenn der Druck auf seinen erforderlichen niedrigeren Pegel bei t₂ fällt. Beginnend bei t₂ wird der Kupplungsdruck (Kurve P_C) mit einer kalibrierten Rate bis zum Pegel des Leitungsdrucks (Kurve P_L) erhöht, stufenartig erhöht oder anderweitig gesteigert.
Die Erfahrung von Endantriebsstörungen kann beginnen, wenn die Kraftmaschinendrehzahl (Kurve N_E) weiterhin ansteigt. Solche Störungen werden als Beschleunigungswerte (Kurve a) dargestellt und sind in der Zone 82 in der anfänglichen Phase des Kraftmaschinenneustarts am auffälligsten. Die Amplituden der Spitzen in der Zone 82 können jedoch beträchtlich niedriger sein als bei herkömmlichen Methoden aufgrund der Verwendung der hier beschriebenen gezielten PWM-Steuerung des Durchflusssteuersolenoids 32. Dies ermöglicht, dass die aktive Drucksteuerung während des Kraftmaschinenneustarts als Typ von hydraulischem Dämpfer wirkt. Beim Neustart der Kraftmaschine 12 bei t₃ wird der Druck für die festgelegte Kupplung mit einer kalibrierten Rate auf den Pegel des Getriebeleitungsdrucks (Kurve P_L1) erhöht, wie gezeigt. Der tatsächliche Zeitpunkt, zu dem die PWM-Steuerung über das Steuersolenoid 32 aufhört, kann, wie vorstehend erläutert, über die Getriebeeingangsdrehzahl (Pfeil N_I) bestimmt werden, z. B. als Schlupfbetrag über dem Drehmomentwandler 25.
Wie für den Fachmann auf dem Gebiet zu erkennen ist, kann die Ausführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens 100 in irgendeinem Hybrid-Elektrofahrzeug die Vibration während des Kraftmaschinenneustarts verringern. Ein spezieller Vorteil kann während nicht vom Fahrer angeforderten Neustarts verwirklicht werden, die sich typischerweise als Herausforderung für die Steuerung für eine optimale Antriebsqualität erweisen. Automatische Startereignisse mit höherer Qualität als Ergebnis der Implementierung der vorliegenden Erfindung können die Fahrerzufriedenheit verbessern. Obwohl sich eine kurze Verzögerung (t_D von 5) aus der Verwendung der vorliegenden Steuermethode ergibt, kann die resultierende Verringerung der Endantriebsstörungen während des Neustarts ein annehmbarer Kompromiss sein.
Obwohl die besten Arten zur Ausführung der Erfindung im Einzelnen beschrieben wurden, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche.

Claims

Fahrzeug, das umfasst: eine Brennkraftmaschine mit einer automatischen Startfunktionalität; eine Quelle, die betriebsfähig ist, um einen Fluiddruck bereitzustellen, wenn die Kraftmaschine ausgeschaltet ist; ein Durchflusssteuersolenoid in Fluidverbindung mit der Quelle, wobei das Durchflusssteuersolenoid dazu konfiguriert ist, einen variablen Kupplungsdruck auszugeben; ein Getriebe mit einer festgelegten Kupplung in Fluidverbindung mit dem Durchflusssteuersolenoid, wobei die festgelegte Kupplung über den variablen Kupplungsdruck angewendet wird, und wobei die festgelegte Kupplung angewendet wird, um einen Anfahrzustand des Getriebes herzustellen; einen Elektromotor; und einen Controller mit einem Prozessor und einem konkreten, nichtflüchtigen Speicher, auf dem Befehle zum Steuern des variablen Kupplungsdrucks für die festgelegte Kupplung während eines vorbestimmten automatischen Kraftmaschinenstartereignisses aufgezeichnet sind, wobei die Ausführung der Befehle durch den Prozessor bewirkt, dass der Controller: einen Satz von Impulsbreitenmodulations-Steuersignalen (PWM-Steuersignalen) zum Durchflusssteuersolenoid in Ansprechen auf einen vorbestimmten Satz von Bedingungen überträgt, die das vorbestimmte automatische Startereignis auslösen, um dadurch den variablen Kupplungsdruck auf einen kalibrierten Pegel zu senken; einen automatischen Neustart der Kraftmaschine über den Elektromotor befiehlt; eine Eingangsdrehzahl in das Getriebe bestimmt, während die Kraftmaschine aktiv die Drehzahl erhöht; und das Übertragen des Satzes von PWM-Steuersignalen zum Durchflusssteuersolenoid unterbricht, während der variable Kupplungsdruck mit einer kalibrierten Rate auf den vollen Leitungsdruck erhöht wird, wenn die Eingangsdrehzahl in das Getriebe einen kalibrierten Schwellenwert übersteigt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, das ferner umfasst: einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, der mit der Kraftmaschine und mit dem Eingangselement verbunden ist; und einen Eingangsdrehzahlsensor in Kommunikation mit dem Controller; wobei der Eingangsdrehzahlsensor eine Drehzahl eines Turbinenrades des Drehmomentwandlers als Eingangsdrehzahl misst.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Quelle eine Hilfsfluidpumpe ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Quelle ein hydraulischer Druckspeicher ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor ein Hochspannungs-Elektromotor ist, der über ein wiederaufladbares Energiespeichersystem betrieben wird, wobei das Fahrzeug ferner einen Riemen umfasst, wobei der Hochspannungs-Elektromotor mit der Kraftmaschine über den Riemen verbunden ist und dazu konfiguriert ist, die Kraftmaschine in Ansprechen auf den Empfang eines Motorsteuersignals vom Controller neu zu starten.
Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei das vorbestimmte automatische Startereignis ein nicht vom Fahrer angefordertes automatisches Startereignis ist, und wobei der vorbestimmte Satz von Bedingungen, die das automatische Startereignis auslösen, einen niedrigen Schwellenladungszustand des wiederaufladbaren Energiespeichersystems umfasst.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das automatische Startereignis ein nicht vom Fahrer angefordertes automatisches Startereignis ist, und wobei der vorbestimmte Satz von Bedingungen, die das automatische Startereignis auslösen, den Empfang einer Heiz-, Belüftungs- und Klimatisierungsanforderung durch den Controller umfasst.
Fahrzeug, das umfasst: eine Brennkraftmaschine mit einer Funktionalität für einen nicht vom Fahrer angeforderten automatischen Start; eine Hilfspumpe, die betriebsfähig ist, um einen Fluiddruck mit einem ersten Pegel bereitzustellen, wenn die Kraftmaschine ausgeschaltet ist; ein Durchflusssteuersolenoid in Fluidverbindung mit der Hilfspumpe, das dazu konfiguriert ist, einen variablen Kupplungsdruck auszugeben; ein Getriebe mit einer festgelegten Kupplung in Fluidverbindung mit dem Durchflusssteuersolenoid, wobei die festgelegte Kupplung über den variablen Kupplungsdruck mit einem zweiten Pegel angewendet wird, um einen Anfahrzustand des Getriebes im 1. Gang herzustellen; einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einem Pumpenrad, das mit der Kraftmaschine verbunden ist, und einem Turbinenrad, das mit einem Eingangselement des Getriebes verbunden ist; einen Sensor, der dazu konfiguriert ist, eine Drehzahl des Turbinenrades zu messen; einen Hochspannungs-Elektromotor, der über ein wiederaufladbares Hochspannungs-Energiespeichersystem betrieben wird, wobei der Hochspannungs-Elektromotor und das wiederaufladbare Hochspannungs-Energiespeichersystem für mindestens 60 V Gleichspannung bemessen sind und der Hochspannungs-Elektromotor mit der Kraftmaschine über einen Riemen verbunden ist; und einen Controller mit einem Prozessor und einem konkreten, nichtflüchtigen Speicher, auf dem Befehle zum Steuern des Kupplungsdrucks für die festgelegte Kupplung während des nicht vom Fahrer angeforderten automatischen Kraftmaschinenstartereignisses aufgezeichnet sind, wobei die Ausführung der Befehle durch den Prozessor bewirkt, dass der Controller: einen Satz von Impulsbreitenmodulations-Steuersignalen (PWM-Steuersignalen) zum Durchflusssteuersolenoid bei der Detektion eines vorbestimmten Satzes von Bedingungen durch den Controller überträgt, die das nicht vom Fahrer angeforderte automatische Startereignis auslösen, um dadurch den variablen Kupplungsdruck auf den ersten Pegel zu senken, einschließlich der Detektion eines Anwendungsdrucks für jedes eines Bremspedals und eines Fahrpedals und eines Ladungszustandes des RESS; einen automatischen Neustart der Kraftmaschine befiehlt, einschließlich des Aufbringens eines Drehmoments auf den Riemen über den Hochspannungs-Elektromotor; die Turbinenraddrehzahl durch Verarbeiten von Drehzahlsignalen vom Sensor über den Prozessor des Controllers bestimmt, während die Kraftmaschine aktiv die Drehzahl erhöht; und das Übertragen des Satzes von PWM-Steuersignalen zum Durchflusssteuersolenoid unterbricht, während der variable Kupplungsdruck mit einer kalibrierten Rate auf den vollen Leitungsdruck erhöht wird, wenn die Turbinenraddrehzahl einen kalibrierten Schwellenwert übersteigt.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei der vorbestimmte Satz von Bedingungen den Empfang einer Heiz-, Belüftungs- und Klimatisierungsanforderung durch den Controller umfasst.
Fahrzeug nach Anspruch 8, das ferner ein Hilfsleistungsmodul (APM) in Kommunikation mit dem Controller, das mit dem Durchflusssteuersolenoid elektrisch verbunden ist, umfasst.