DE102014115558A1

DE102014115558A1 - Systeme und verfahren zum steuern eines automatikgetriebes während eines fliegenden kraftmaschinenstarts unter verwendung eines hydraulikdruckspeichers

Info

Publication number: DE102014115558A1
Application number: DE201410115558
Authority: DE
Inventors: Paul Otanez
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2034-10-28
Also published as: CN104595476B; US20150119192A1; CN104595476A; US9193353B2; DE102014115558B4

Abstract

Ein System und Verfahren können ein Getriebe während eines fliegenden Kraftmaschinenstarts steuern. Das Verfahren umfasst ein Empfangen einer Anforderung für einen Start einer Brennkraftmaschine, während ein Fahrzeug allein von einem Elektromotor-Generator angetrieben wird. Ferner ermittelt das Verfahren eine Zeitspanne zwischen einem Moment eines Füllbeginns der ersten Kupplung und einem Moment eines Füllbeginns der zweiten Kupplung, so dass die erste Kupplung und die zweite Kupplung jeweils einen ersten bzw. zweiten Kupplungsdruck-Schwellenwert im Wesentlichen gleichzeitig erreichen. Das Verfahren umfasst das Übertragen von Getriebefluid auf die erste Kupplung und das Übertragen von Getriebefluid auf die zweite Kupplung, nachdem die ermittelte Zeitspanne seit dem Füllbeginn der ersten Kupplung abgelaufen ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System und Verfahren zum Steuern eines Getriebes während eines fliegenden Kraftmaschinenstarts.
HINTERGRUND
Ein Hybridfahrzeug kann ein Getriebe, eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor umfassen. Dementsprechend kann das Fahrzeug durch die Brennkraftmaschine, den Elektromotor oder beide vorangetrieben werden. Manchmal kann das Fahrzeug allein durch den Elektromotor angetrieben werden. An irgendeinem Punkt jedoch kann der Fahrzeugbediener zusätzliches Drehmoment anfordern, während das Fahrzeug durch der Elektromotor vorangetrieben wird. Der Fahrzeugbediener kann zusätzliches Drehmoment durch zum Beispiel Drücken eines Gaspedals anfordern. In Ansprechen auf diese Drehmomentanforderung durch den Fahrzeugbediener kann die Brennkraftmaschine starten, während das Fahrzeug durch den Elektromotor vorangetrieben wird. Ein derartiger Kraftmaschinenstart wird als ein fliegender Kraftmaschinenstart bezeichnet. Der Begriff ”fliegender Kraftmaschinenstart” bedeutet daher einen Prozess, bei dem die Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs startet, während das Fahrzeug allein durch einen oder mehrere Elektromotoren angetrieben wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Offenbarung betrifft ein Verfahren und System zum Steuern eines Getriebes während eines fliegenden Kraftmaschinenstarts. Während eines fliegenden Kraftmaschinenstarts sollte die Kraftmaschine mit einer Kraftmaschinen-Drehzahl betrieben werden, die ausreicht, um zuzulassen, dass eine oder mehrere Kupplungen eines Getriebes in Eingriff gebracht werden können. Sobald die Kupplungen des Getriebes in Eingriff stehen, kann das von der Brennkraftmaschine erzeugte Drehmoment über das Getriebe auf die Achsen des Fahrzeugs übertragen werden. Es ist deshalb erwünscht, die Zeit zu minimieren, die es dauert, um während eines fliegenden Kraftmaschinenstarts Drehmoment von der Kraftmaschine auf eine Achse eines Fahrzeugs zu übertragen.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Getriebes während eines fliegenden Kraftmaschinenstarts. Insbesondere kann das vorliegend offenbarte Verfahren die Zeit, die es braucht, um Drehmoment von der Kraftmaschine auf die Achsen eines Fahrzeugs unter Verwendung eines Hydraulikdruckspeichers während eines fliegenden Starts der Kraftmaschine zu übertragen, minimieren. Der Begriff ”Hydraulikdruckspeicher” bezieht sich auf eine Energiespeichereinrichtung, die das nicht komprimierbare Hydraulikfluid durch eine externe Quelle unter Druck hält. Der Druckspeicher kann ein Druckspeicher vom Kolben/Feder-Typ oder einem gasgefüllten Typ, der eine Feder bzw. ein komprimierbares Gas aufweist, der eine Druckkraft auf das Hydraulikfluid ausübt. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Empfangen einer Anforderung für einen Start der Brennkraftmaschine, um ein Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment zu erzeugen, während ein Fahrzeug allein durch einen Elektromotor-Generator angetrieben wird. Das Fahrzeug umfasst eine Brennkraftmaschine, einen Elektromotor-Generator, ein Getriebe und einen Hydraulikdruckspeicher. Das Getriebe umfasst eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung. Das Verfahren umfasst ferner ein Ermitteln eines Übersetzungsverhältnisses in dem Getriebe gemäß dem Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment, und ein Ermitteln einer Zeitspanne zwischen einem Moment eines Füllbeginns der ersten Kupplung und einem Moment eines Füllbeginns der zweiten Kupplung, so dass die erste Kupplung und die zweite Kupplung jeweils einen ersten bzw. zweiten Kupplungsdruck-Schwellenwert im Wesentlichen gleichzeitig erreichen. Das Verfahren umfasst ferner ein Übertragen von Getriebefluid von dem Hydraulikdruckspeicher auf die erste Kupplung, und ein Übertragen von zumindest etwas von dem Getriebefluid aus dem Hydraulikdruckspeicher auf die zweite Kupplung, nachdem die ermittelte Zeitspanne seit dem Füllbeginn der ersten Kupplung abgelaufen ist.
Die vorliegende Offenbarung betrifft auch ein System zum Steuern eines Getriebes während eines fliegenden Kraftmaschinenstarts. Das System umfasst einen Hydraulikdruckspeicher, der Getriebefluid enthält, und ein erstes Ventil in Fluidverbindung mit dem Hydraulikdruckspeicher. Das erste Ventil ist ausgestaltet, um den Durchfluss von Getriebefluid zwischen dem Hydraulikdruckspeicher und einer ersten Kupplung zu steuern. Das System umfasst ferner ein zweites Ventil in Fluidverbindung mit dem Hydraulikdruckspeicher. Das zweite Ventil ist ausgestaltet, um den Durchfluss von Getriebefluid zwischen dem Hydraulikdruckspeicher und der zweiten Kupplung zu steuern. Das System umfasst ferner einen Controller in Verbindung mit dem ersten und zweiten Ventil. Das System kann Teil eines Fahrzeugs sein. Das Fahrzeug umfasst eine Kraftmaschine, einen Elektromotor-Generator, ein Getriebe und einen Hydraulikdruckspeicher. Das Getriebe umfasst eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung. Der Controller ist ausgestaltet, um die folgenden Funktionen durchzuführen: (a) Empfangen einer Anforderung für einen Start der Brennkraftmaschine, um ein Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment zu erzeugen, während das Fahrzeug allein durch den Elektromotor-Generator angetrieben wird; (b) Ermitteln eines Übersetzungsverhältnisses in dem Getriebe gemäß dem Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment; (c) und Ermitteln einer Zeitspanne zwischen einem Moment eines Füllbeginns der ersten Kupplung und einem Moment eines Füllbeginns der zweiten Kupplung, so dass die erste Kupplung und die zweite Kupplung jeweils einen ersten bzw. zweiten Kupplungsdruck-Schwellenwert im Wesentlichen gleichzeitig erreichen; (d) Senden eines ersten Kupplungsbefehls an das erste Ventil, so dass das erste Ventil zulässt, dass das Getriebefluid aus dem Hydraulikdruckspeicher auf die erste Kupplung übertragen werden kann; und (e) Senden eines zweiten Kupplungsbefehls an das zweite Ventil, so dass das zweite Ventil zulässt, dass zumindest etwas von dem Getriebefluid aus dem Hydraulikdruckspeicher auf die zweite Kupplung übertragen werden kann, nachdem die ermittelte Zeitspanne seit dem Füllbeginn der ersten Kupplung abgelaufen ist.
Diese Offenbarung betrifft auch ein Hybridfahrzeug. Das Fahrzeug umfasst eine Achse, eine Kraftmaschine, eine Brennkraftmaschine, die funktional mit der Achse gekoppelt ist, einen Elektromotor-Generator und ein Getriebe, das funktional zwischen die Kraftmaschine und die Achse eingekoppelt ist. Das Getriebe ist ausgestaltet, um Drehmoment von der Kraftmaschine auf die Achse zu übertragen. Ferner umfasst das Getriebe eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung. Das Fahrzeug umfasst ferner einen Hydraulikdruckspeicher, der Getriebefluid enthält, und ein erstes Ventil, das funktional zwischen den Hydraulikdruckspeicher und die erste Kupplung eingekoppelt ist. Das erste Ventil ist ausgestaltet, um den Durchfluss von Getriebefluid zwischen dem Hydraulikdruckspeicher und der ersten Kupplung zu steuern. Das Fahrzeug umfasst ferner ein zweites Ventil, das funktional zwischen den Hydraulikdruckspeicher und die zweite Kupplung eingekoppelt ist. Das zweite Ventil ist ausgestaltet, um den Durchfluss von Getriebefluid zwischen dem Hydraulikdruckspeicher und der zweiten Kupplung zu steuern. Das Fahrzeug umfasst ferner einen Controller in Verbindung mit dem ersten und zweiten Ventil. Der Controller ist ausgestaltet, um die folgenden Funktionen durchzuführen: (a) Empfangen einer Anforderung für einen Start einer Kraftmaschine, um ein Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment zu erzeugen, während das Fahrzeug allein durch den Elektromotor-Generator angetrieben wird; (b) Ermitteln eines Übersetzungsverhältnisses in dem Getriebe gemäß dem Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment; (c) und Ermitteln einer Zeitspanne zwischen einem Moment eines Füllbeginns der ersten Kupplung und einem Moment eines Füllbeginns der zweiten Kupplung, so dass die erste Kupplung und die zweite Kupplung jeweils einen ersten bzw. zweiten Kupplungsdruck-Schwellenwert im Wesentlichen gleichzeitig erreichen; (d) Senden eines ersten Kupplungsbefehls an das erste Ventil, so dass das erste Ventil zulässt, dass Fluid aus dem Hydraulikdruckspeicher auf die erste Kupplung übertragen werden kann; und (e) Senden eines zweiten Kupplungsbefehls an das zweite Ventil, so dass das zweite Ventil zulässt, dass Fluid aus dem Hydraulikdruckspeicher auf die zweite Kupplung übertragen werden kann, nachdem die ermittelte Zeitspanne seit dem Füllbeginn der ersten Kupplung abgelaufen ist.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von einigen der besten Ausführungsarten und anderen Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, leicht deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Elektrohybridfahrzeugs;
2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Fluidversorgungssystems des in 1 gezeigten Hybridfahrzeugs;
3 ist eine schematische, vergrößerte Seitenansicht eines Hydraulikdruckspeichers des Fluidversorgungssystems von 2 in einem gefüllten Zustand;
4 ist eine schematische, vergrößerte Seitenansicht des Hydraulikdruckspeichers von 3 in einem ungefüllten Zustand;
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Getriebes während eines fliegenden Kraftmaschinenstarts veranschaulicht;
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil des in 5 veranschaulichten Flussdiagramms veranschaulicht;
7 ist eine graphische Darstellung, die einige Leistungseigenschaften des Fahrzeugs von 1 veranschaulicht, wenn das Verfahren von 5 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wird, wobei die horizontale Achse die Zeit (t) ist, und die vertikale Achse der Druckbefehl (P) ist; und
8 ist eine graphische Darstellung, die einige Leistungseigenschaften des Fahrzeugs von 1 veranschaulicht, wenn das Verfahren zum Steuern eines Getriebes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wird, wobei die horizontale Achse die Zeit (t) ist, und die vertikale Achse der Druckbefehl (P) ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen ähnliche Bauteile überall mit identischen Zahlen identifiziert sind, veranschaulicht 1 ein Hybridfahrzeug 36, das mit einem elektrischen Allradantriebssystem ausgestattet ist. Das Fahrzeug 36 umfasst eine Brennkraftmaschine 12, die ausgestaltet ist, um das Fahrzeug über einen ersten Satz von Rädern 14 durch ein Automatikgetriebe 16 und eine erste Achse 18 anzutreiben. Die Brennkraftmaschine 12 ist mit der ersten Achse 18 gekoppelt. So wie es hierin in Betracht gezogen wird, ist das Automatikgetriebe 16 ein automatisch schaltbares Mehrganggetriebe, das einen Zahnradstrang und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen benutzt, um diskrete Übersetzungsverhältnisse zwischen einem Eingangselement 20 und einem Ausgangselement 22 des Getriebes 16 zu erzeugen. Die Eingangs- und Ausgangselemente 20, 22 können jeweils eine Eingangs- und Ausgangswelle sein. Das Ausgangselement 22 ist mit der ersten Achse 18 gekoppelt, während das Eingangselement 20 mit der Brennkraftmaschine 12 gekoppelt ist. Dementsprechend ist das Automatikgetriebe 16 zwischen die Brennkraftmaschine 12 und die erste Achse 18 eingekoppelt. Somit ist das Automatikgetriebe 16 ausgestaltet, um Drehmoment von der Brennkraftmaschine 12 auf die erste Achse zu übertragen.
Das Automatikgetriebe 16 kann verschiedene Zahnradstränge, Planetenradsätze und Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie etwa Kupplungen und/oder Bremsen, umfassen. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Automatikgetriebe 16 eine erste, zweite und dritte Kupplung 13, 15 und 17, die Druckfluid verwenden, das von einem Hydraulikdruckspeicher 23 zugeführt wird (siehe auch 3 und 4). So wie es hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff ”Kupplung” auf irgendeinen Typ von Reibdrehmomentübertragungseinrichtung einschließlich, ohne Einschränkung, hydraulisch angelegte rotierende Reibkupplungen, Einzel- oder Verbundplattenkupplungen oder -pakete, Bandkupplungen und Bremsen oder jede geeignete Reibkupplung. Obwohl die Zeichnungen drei Kupplungen veranschaulichen, ist es denkbar, dass das Getriebe 16 mehr oder weniger Kupplungen umfassen kann. Der Hydraulikdruckspeicher 23 ist funktional mit dem Eingangselement 20 des Getriebes 16 verbunden und ist in Fluidkommunikation mit der ersten, zweiten und dritten Kupplung 13, 15 und 17 angeordnet. Der Hydraulikdruckspeicher 23 enthält Getriebefluid und erzeugt im Betrieb Fluiddruck, um die erste, zweite und dritte Kupplung 13, 15, 17 anzulegen. Das Automatikgetriebe 16 kann zum Beispiel ein Typ sein, der zumindest ein spezifisches Übersetzungsverhältnis umfasst, das eine vollständige Einrückung oder Arretierung einer Mehrzahl von Drehmomentübertragungseinrichtungen (z. B. erste, zweite und dritte Kupplung 13, 15, 17) umfasst, um das betreffende Übersetzungsverhältnis zu wählen und ein gewünschtes Gangschalten vollständig abzuschließen. Das Fahrzeug 36 kann einen Drehmomentwandler 21 zwischen der Kraftmaschine 12 und dem Automatikgetriebe 16 umfassen.
Das Automatikgetriebe 16 kann ferner einen Temperatursensor 19 zum Ermitteln der Temperatur des Automatikgetriebefluids (ATF) in dem Getriebe 16 umfassen. Der Temperatursensor 19 kann ein Thermistor sein und kann ein Signal an den Controller 34 senden, das die Temperatur des ATF in dem Getriebe 16 angibt. Der Controller 34 umfasst eine Uhr oder ein Zeitglied 92.
Das Fahrzeug 36 umfasst auch einen ersten Elektromotor-Generator 24. In der beispielhaften Ausführungsform kann der erste Motor-Generator 24 als ein integrierter Starter-Generator (ISG) oder ein 12-Volt-Start-Stopp-Motor ausgestaltet sein. Die hierin in Erwägung gezogene ISG ist ein 36 Volt oder größerer Motor-Generator, der direkt mit der Kraftmaschine 12 über einen Riemen 26 verbunden ist und seine elektrische Energie von einer Energiespeichereinrichtung 27, wie etwa einer oder mehreren Batterien, empfängt. Wie gezeigt ist, wird der erste Motor-Generator 24 für ein schnelles Starten und Andrehen der Kraftmaschine 12 bis zu Betriebsdrehzahlen als Teil einer Start-Stopp-Anordnung einer Kraftmaschine verwendet. Zusätzlich kann der erste Motor-Generator 24 zum Erzeugen elektrischer Energie zur Verwendung durch Nebenaggregate (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 36, wie etwa Servolenkung und ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem (HLK-System), verwendet werden.
Das Fahrzeug 36 umfasst zusätzlich eine zweite Achse 28. Die zweite Achse 28 kann ohne die Zuhilfenahme der Kraftmaschine 12, des Getriebes 16 und des ersten Motor-Generators 24 angetrieben werden. Die zweite Achse 28 umfasst einen zweiten Elektromotor-Generator 30, der ausgestaltet ist, um das Fahrzeug 36 über einen zweiten Satz Räder 32 anzutreiben. Der zweite Motor-Generator 30 empfängt seine elektrische Energie von der Energiespeichereinrichtung 27. Dementsprechend ist der zweite Motor-Generator 30 derart ausgestaltet, dass er das Fahrzeug 36 ohne die Zuhilfenahme der Kraftmaschine 12 antreibt und das Fahrzeug 36 mit einem bedarfsabhängigen elektrischen Achsantrieb versieht. Wenn das Fahrzeug 36 allein über den zweiten Motor-Generator 30 angetrieben wird, wird das Fahrzeug 36 in einem reinen Elektrofahrzeug- oder ”EV”-Modus betrieben. Wenn darüber hinaus sowohl die erste als auch und die zweite Achse 18, 28 durch ihre jeweiligen Leistungsquellen, die Kraftmaschine 12 und den zweiten Motor-Generator 30, angetrieben werden, ist das Fahrzeug 36 mit Allradantrieb (AWD) ausgestattet.
Das Fahrzeug 36 kann allein durch den zweiten Motor-Generator 30 angetrieben werden, während die Kraftmaschine 12 ausgeschaltet ist und das Getriebe 16 in Neutral platziert ist, um Kraftstoff zu sparen und den Betriebswirkungsgrad des Fahrzeugs zu verbessern. Die Kraftmaschine 12 kann zum Beispiel ausgeschaltet werden, wenn das Fahrzeug 36 eine stetige Rollgeschwindigkeit aufrechterhält, was allein durch den Drehmomentausgang des zweiten Motor-Generators 30 gestützt werden kann. Zusätzlich kann die Kraftmaschine 12 ausgeschaltet werden, wenn das Fahrzeug 36 in einem Ausrollmodus ist, d. h. wenn es von erhöhten Geschwindigkeiten aus verzögert oder wenn das Fahrzeug gestoppt wird. In einer Situation, wenn das Fahrzeug 36 eine stetige Rollgeschwindigkeit aufrechterhält, kann die Kraftmaschine 12 in jedem Moment neu gestartet werden, um beim Antreiben des Fahrzeugs 36 teilzunehmen. Um bei Antreiben des Fahrzeugs 36 teilzunehmen, wird die Kraftmaschine 12 aufgerufen, um ein geeignetes Niveau an Kraftmaschinen-Drehmoment zu erzeugen, das zu einem bestimmten Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment, d. h. Getriebedrehmoment an dem Ausgangselement 22, führen wird.
Das Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment kann repräsentativ dafür sein, ob das Fahrzeug 36 in einem elektrischen Allradantriebsmodus oder in einem Antriebsmodus nur mit der Kraftmaschine angetrieben wird. Wenn das Fahrzeug 36 nach dem Neustart der Kraftmaschine in dem elektrischen Allradantriebsmodus angetrieben wird, wird das Niveau an Drehmoment in Ansprechen auf eine Anforderung ermittelt, die durch den Fahrzeugbediener erzeugt wird. Wenn das Fahrzeug 36 in dem Antriebsmodus nur mit der Kraftmaschine angetrieben wird, muss der zweite Motor-Generator 30 ausgegliedert werden, während die Kraftmaschine 12 eingegliedert wird. Eine solche Situation kann sich entwickeln, wenn die dem zweiten Motor-Generator 30 durch die Speichereinrichtung 27 zugeführte Energie unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, der ausreicht, um den zweiten Motor-Generator 30 zu betreiben.
Das Fahrzeug 36 umfasst auch einen Controller 34, der für das Bewerkstelligen des fliegenden Starts der Kraftmaschine 12 verantwortlich ist. Wie hier in Betracht gezogen wird, kann der Controller 34 eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) sein, die angewandt wird, um den Hybridvortrieb des Fahrzeug 36 zu regeln und zu koordinieren, was den Betrieb der Kraftmaschine 12, des Getriebes 16 und des ersten und zweiten Motor-Generators 24, 30 umfasst. Der Controller 34 ist ausgestaltet, um eine Anforderung zum Start der Kraftmaschine zu empfangen, wenn das Fahrzeug 36 allein über den zweiten Motor-Generator 30 angetrieben wird. Der Controller 34 ist auch ausgestaltet, um die Kraftmaschine 12 zu steuern und somit das Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment demgemäß zu steuern, ob das Fahrzeug 36 in dem elektrischen Allradantriebsmodus oder in dem Antriebsmodus nur mit der Kraftmaschine angetrieben wird. Zusätzlich ist der Controller 34 programmiert, um die Aufbringung von Fluiddruck zu steuern, der erforderlich ist, um einzelne Drehmomentübertragungseinrichtungen im Inneren des Getriebes 16 zu arretieren und somit das Getriebe in ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis zu schalten.
Der Controller 34 kann ein oder mehrere Steuerungsmodule umfassen, die in der Lage sind, den Betrieb der Kraftmaschine 12, des ersten Motor-Generators 24, des zweiten Motor-Generators 30, des Getriebes 40 oder einer Kombination davon zu steuern. Steuerungseinrichtungen können durch die Steuerungsmodule angewandt werden, welche den Betrieb der unterschiedlichen Einrichtungen synchronisieren, um die Fahrbarkeit des Gesamtantriebsstrangs aufrechtzuerhalten. ”Steuerungsmodul”, ”Modul”, ”Steuerungseinrichtung”, ”Controller”, ”Steuerungseinheit”, ”Prozessor” und ähnliche Begriffe bedeuten irgendeines von oder verschiedene Kombinationen von einem oder mehreren von einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis/anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASIC), einem elektronischen Schaltkreis/elektronischen Schaltkreisen, einer zentralen Verarbeitungseinheit/zentralen Verarbeitungseinheiten (bevorzugt ein Mikroprozessor/Mikroprozessoren) und zugehöriger Speicher und Ablageeinrichtung (Nur-Lese-, programmierbar Nur-Lese-, Direktzugriff, Festplatte usw.), der/die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme oder -routinen ausführt/ausführen, einen kombinatorischen logischen Schaltkreis/kombinatorische logische Schaltkreise, einen sequentiellen logischen Schaltkreis/sequentielle logische Schaltkreise, einen Eingabe-/Ausgabeschaltkreis/Eingabe-/Ausgabeschaltkreise und Eingabe-/Ausgabeeinrichtungen, eine geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltung und andere Komponenten, um die beschriebene Funktionalität bereitzustellen. ”Software”, ”Firmware”, ”Programme”, ”Anweisungen”, ”Routinen”, ”Code”, ”Algorithmen” und ähnliche Begriffe bedeuten beliebige von einem Controller ausführbare Anweisungssätze, die Kalibrierungen und Nachschlagetabellen einschließen. Das Steuerungsmodul weist einen Satz von Steuerungsroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Routinen werden ausgeführt, wie etwa durch eine zentrale Verarbeitungseinheit, und dienen dazu, Eingaben von Erfassungseinrichtungen und anderen vernetzten Steuerungsmodulen zu überwachen und Steuerungs- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb von Aktoren zu steuern. Routinen können auf der Basis von Ereignissen oder in regelmäßigen Intervallen ausgeführt werden.
Der Controller 34 ist auch programmiert, um eine Soll-Drehzahl der Kraftmaschine und ein Übersetzungsverhältnis in dem Getriebe 16 gemäß dem Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment zu ermitteln. Zum Beispiel können die Soll-Drehzahl der Kraftmaschine 12 und das geeignete Übersetzungsverhältnis in dem Getriebe 16 aus einer Tabelle von Kennfelddaten gewählt werden, die während des Testens und der Entwicklung des Fahrzeugs 36 gesammelt wurden. Eine derartige Tabelle von zugeordneten Daten kann auch in den Controller 34 einprogrammiert sein, damit von dem Controller auf das Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment gegen die Drehmomentkurve der Kraftmaschine 12, zulässige Drehzahlen der Kraftmaschine und Übersetzungsverhältnisse des Getriebes bei der gegenwärtigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 36 Bezug genommen werden kann. Dementsprechend kann der Controller 34 dann die wirksamste Kombination aus Übersetzungsverhältnis, Drehzahl der Kraftmaschine und Beaufschlagung der Kraftmaschine mit Kraftstoff wählen, um das Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs 36 in Ansprechen auf die empfangene Anforderung, die Kraftmaschine 12 neu zu starten, zu erzeugen.
Das durch den Controller 34 in dem Getriebe 16 zu wählende Übersetzungsverhältnis zum Erzeugen des Getriebeausgangsdrehmoments erfordert ein Arretieren einer oder mehrerer Drehmomentübertragungseinrichtungen (z. B. erste, zweite, und dritte Kupplung 13, 15, 17). Dementsprechend ist der Controller 34 zusätzlich programmiert, um die Kraftmaschine 12 über den ersten Motor-Generator 24 zum Erzeugen des Niveaus an Getriebeausgangsdrehmoment zu starten. Zusätzlich ist der Controller 34 programmiert, um die Einrückung der bestimmten Anzahl von Getriebedrehmomentübertragungseinrichtungen zu modulieren (zum Beispiel erste, zweite und dritte Kupplung 13, 15, 17), so dass die Drehmomentkapazität der Drehmomentübertragungseinrichtungen allmählich erhöht wird. Eine Modulation der Einrückung der Drehmomentübertragungseinrichtungen kann durch Variieren des Drucks des Fluid, das verwendet wird, um die Einrichtung zu betätigen, bewerkstelligt werden. Eine derartige Modulation der Drehmomentübertragungseinrichtungen dient dazu, die Drehmomentkapazität und internen Schlupf der Einrichtungen einzustellen, was wiederum zu einer Relativbewegung zwischen dem Eingangselement 20 und dem Ausgangselement 22 führt.
Der Controller 34 ist auch programmiert, um die Kraftmaschine 12 zu steuern und somit die gewünschte Drehzahl der Kraftmaschine zu erzeugen, während die Einrückung der einen verbleibenden Drehmomentübertragungseinrichtung moduliert wird. Die Modulation der Einrückung der einen verbleibenden Drehmomentübertragungseinrichtung kann zusammen oder im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt werden, bis die gewünschte Drehzahl der Kraftmaschine erzeugt worden ist und die Drehzahl des Ausgangselements 22 im Allgemeinen gleich der Drehzahl des Eingangs 20 dividiert durch das gewählte Übersetzungsverhältnis ist. Die Drehzahl der Kraftmaschine kann gesteuert werden, um einen Schwellenwert zu erreichen, der größer oder kleiner ist als die Getriebeausgangsdrehzahl geteilt durch das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 16. Wenn das Fahrzeug 36 den Drehmomentwandler 21 umfasst, sollte die Drehzahl der Kraftmaschine größer als die Eingangsdrehzahl sein. Ein Steuern der Kraftmaschine 12, um die gewünschte Drehzahl der Kraftmaschine zu erzeugen, kann zum Beispiel durch Steuern des Drehmomentausgangs der Kraftmaschine über zumindest eines von einem Regeln der Kraftstoffbeaufschlagungsrate der Kraftmaschine, einem Verzögern der Zündzeiten der Kraftmaschine und einem Regeln des Drehmoments des ersten Motor-Generators 24 bewerkstelligt werden. In der Regel zündet ein Verzögern der Zündzeiten der Brennkraftmaschine das Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb der Zylinder der Kraftmaschine später in dem Verbrennungsprozess, was tendenziell der Verbrennung weniger Zeit lässt und den Drehmomentausgang der Kraftmaschine verringert. Wenn das Fahrzeug 36 den Drehmomentwandler 21 umfasst, ist die Drehzahl der Kraftmaschine nicht gleich der Getriebeeingangsdrehzahl. Jedoch kann die Drehzahl der Kraftmaschine eingestellt werden, bis die Soll-Getriebeeingangsdrehzahl erhalten wird.
Der Controller 34 ist zusätzlich programmiert, um die Kraftmaschine 12 und den ersten Motor-Generator 24 derart zu regeln, dass das kombinierte Drehmoment, das von der Kraftmaschine 12 und dem ersten Motor-Generator in das Getriebe 16 eingegeben wird, annähernd Null ist. Dementsprechend wird während einer derartigen Regelung der kombinierte Drehmomentausgang des ersten Motor-Generators 24 und der Kraftmaschine 12 auf einem Niveau aufrechterhalten, das im Wesentlichen gleich dem Drehmoment ist, das erforderlich ist, um die Kraftmaschine mit der gewünschten Drehzahl umlaufen zu lassen. Zusätzlich ist der Controller 34 programmiert, um die Einrückung der bestimmten Anzahl verbleibender Drehmomentübertragungseinrichtungen derart zu modulieren, dass die Drehmomentkapazität der Drehmomentübertragungseinrichtungen allmählich erhöht wird. Zusätzlich kann die Modulation der bestimmten Anzahl von Drehmomentübertragungseinrichtungen durch Erhöhen des Fluiddrucks für die betreffende Einrichtung, bis der gesamte Schlupf innerhalb der Einrichtung beseitigt ist, bewerkstelligt werden. Daher wird zugelassen, dass die Drehmomentübertragungseinrichtungen von dem Controller 34 vollständig arretiert werden, wenn der Schlupf über die Kupplung(en) Null ist.
Darüber hinaus ist der Controller 34 programmiert, um die Kraftmaschine 12 zu steuern und somit das Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment zu erzeugen. Ein Steuern der Kraftmaschine 12, um das Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment zu erzeugen, kann über ein Regeln der Kraftstoffbeaufschlagungsrate der Kraftmaschine, ein Verstellen der Zündzeiten der Kraftmaschine nach früh und ein Regeln des Drehmoments des ersten Motor-Generators 24 bewerkstelligt werden. In der Regel zündet ein Verstellen der Zündzeiten der Brennkraftmaschine nach früh das Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb der Zylinder der Kraftmaschine früher in dem Verbrennungsprozess, was tendenziell der Verbrennung mehr Zeit lässt und den Drehmomentausgang der Kraftmaschine erhöht.
Das Fahrzeug 36 umfasst ferner ein Gaspedal 43, das es einem Fahrzeugbediener ermöglicht, die Stellung einer Drosselklappe (nicht gezeigt) der Kraftmaschine 12 einzustellen, um einen Soll-Leistungsausgang der Kraftmaschine zu erreichen. Alternativ könnte das Fahrzeug 36 ferner einen Gaspedal-Stellungssensor 44 umfassen, der in der Lage ist, ein Pedal-Stellungssignal zu erzeugen, das eine Stellung des Gaspedals 43 angibt. Der Gaspedalsensor 44 kann mit dem Controller 34 in elektronischer Verbindung stehen. Der Controller 34 kann das Pedalstellungssignal von dem Gaspedalsensor 44 empfangen und kann die Stellung der Drosselklappe (nicht gezeigt) der Kraftmaschine 12 entsprechend einstellen, was wiederum die Kraftstoffzufuhr zu der Kraftmaschine 12 auf der Basis des Luftdurchsatzes einstellt.
Nun unter Bezugnahme auf die 1 und 2 umfasst das Fahrzeug 36 ein Fluidversorgungssystem 10 zum Aufbringen von Fluid oder Hydraulikdruck auf die erste, zweite und dritte Kupplung 13, 15, 17. Das Fluidversorgungssystem 10 umfasst eine Hauptversorgungsleitung 42, die in Fluidverbindung mit dem Getriebe 16 angeordnet ist. Darüber hinaus umfasst das Fluidversorgungssystem 10 den Hydraulikdruckspeicher 23, eine Durchfluss-Begrenzungsblende 46, ein Einweg- oder Kugelrückschlagventil 48 und ein oder mehrere Magnetventile 50A. Das Einwegventil 48 ist optional. Die Durchfluss-Begrenzungsblende 46 steht mit der Hauptversorgungsleitung 42 und dem Einwegventil 48 in Fluidverbindung. Der Druckspeicher 23 umfasst einen Kolben 58 und eine Rückstellfeder 70 und steht mit dem Magnetventil 50A in Fluidverbindung. Das Magnetventil 50A kann elektrisch erregt werden, um zu öffnen und eine Fluidverbindung und Fluiddurchfluss dort hindurch aus dem Druckspeicher 23 zu dem Einweg- oder Kugelrückschlagventil 48 vorzusehen. Das Einwegventil 48 erlaubt Fluiddurchfluss von der Hauptversorgungsleitung 42, verhindert jedoch Durchfluss aus dem Druckspeicher 23. Mit anderen Worten lässt das Einwegventil 48 Durchfluss in den Druckspeicher 23 aber nicht aus ihm heraus zu. In einer Ausführungsform liegt das Einwegventil 48 in einem parallelen Weg zu dem Magnetventil 50A, wodurch ein passives Füllen des Druckspeichers 23 jedes Mal dann zugelassen wird, wenn der Speisedruck höher als der Druckspeicherdruck ist. In diesem Fall könnte das Magnetventil 50A geöffnet werden, um die Durchflussrate in den Druckspeicher 23 zu erhöhen. In einer anderen Ausführungsform enthält das Fluidversorgungssystem 10 kein Einwegventil 48 und der Durchfluss in den/aus dem Druckspeicher 23 wird vollständig durch das Magnetventil 50A gesteuert.
Das Fluidversorgungssystem 10 kann ferner ein erstes, zweites und drittes Absperrventil 82, 84, 86 umfassen. Der Hydraulikdruckspeicher 23 steht mit dem ersten, zweiten und dritten Absperrventil 82, 84, 86 in Fluidverbindung. Das erste Absperrventil 82 ist in Fluidverbindung mit der ersten Kupplung 13 angeordnet und kann Fluiddurchfluss zu der ersten Kupplung 13 verhindern oder zulassen. Das erste Absperrventil 82 ist zwischen den Fluid-Druckspeicher 23 und die erste Kupplung 13 eingekoppelt. Dementsprechend kann das erste Absperrventil 82 den Durchfluss von Getriebefluid 51 zwischen dem Hydraulikdruckspeicher 23 und der ersten Kupplung 13 steuern. Das zweite Absperrventil 84 ist in Fluidverbindung mit der zweiten Kupplung 15 angeordnet und kann Fluiddurchfluss zu der zweiten Kupplung 15 verhindern oder zulassen. Das zweite Absperrventil 84 ist zwischen den Fluid-Druckspeicher 23 und die zweite Kupplung 15 eingekoppelt. Dementsprechend kann das zweite Absperrventil 84 den Durchfluss von Getriebefluid 51 zwischen dem Hydraulikdruckspeicher 23 und der zweiten Kupplung 15 steuern. Das dritte Absperrventil 86 ist in Fluidverbindung mit der dritten Kupplung 17 angeordnet und kann Fluiddurchfluss zu der dritten Kupplung 17 verhindern oder zulassen. Das dritte Absperrventil 86 ist zwischen den Hydraulikdruckspeicher 23 und die dritte Kupplung 17 eingekoppelt. Dementsprechend kann das dritte Absperrventil 86 den Durchfluss von Getriebefluid 51 zwischen dem Hydraulikdruckspeicher 23 und der dritten Kupplung 17 steuern. Das erste, zweite und dritte Absperrventil 82, 84, 86 können Magnetventile sein, die elektronisch mit dem Controller 34 gekoppelt sind. Mit anderen Worten steht der Controller 34 mit dem ersten, zweiten und dritten Absperrventil 82, 84, 86 in Verbindung (z. B. elektronischer Verbindung). Zusätzlich zu dem ersten, zweiten und dritten Absperrventil 82, 84, 86 kann das Fluidversorgungssystem 10 einen Drucksensor 88 zum Ermitteln des Drucks des Getriebefluids 51 in dem Hydraulikdruckspeicher 23 umfassen. Der Drucksensor 88 kann ein piezoresistiver Dehnungsmesser sein und kann den Druck in einer ersten Kammer 62 (3) des Hydraulikdruckspeichers 23 messen. Außerdem ist der Drucksensor 88 elektronisch mit dem Controller 34 gekoppelt. Das Fluidversorgungssystem 10 kann ferner einen Druckspeicher-Volumensensor 90 umfassen, der in der Lage ist, das Volumen des Getriebefluids 51 in dem Hydraulikdruckspeicher 23 zu ermitteln. Zum Beispiel kann der Druckspeicher-Volumensensor 90 ein Durchflussratensensor sein und kann das Volumen an Getriebefluid messen, das von dem Hydraulikdruckspeicher 23 ausgestoßen wird. Bei Fehlen eines Drucksensors könnte der Druckspeicherdruck in dem Controller 34 unter Verwendung eines ersten Grundmodells des Durchflusses in den/aus dem Druckspeicher, sowie gemessener oder berechneter Leitungsdruck- und Druckspeicherparameter, wie Volumen, Federsteifigkeit, unter anderen, berechnet werden. Alternativ kann der Druck des Druckspeichers auch aus Nachschlagetabellen, die das Ergebnis der Simulation sind, berechnet werden.
Das Fluidversorgungssystem 10 umfasst ferner eine sekundäre Leitung 49 zum Zuführen von Fluid zu anderen Fahrzeugkomponenten (nicht gezeigt), wie etwa einem Servolenksystem und Zahnrädern des Getriebes 16. Ein weiteres Magnetventil 50B ist längs der Nebenleitung 49 angeordnet und kann Fluiddurchfluss längs der Nebenleitung 49 steuern. Zum Beispiel kann das Magnetventil 50B schließen, so dass das Getriebefluid 51 nur in die Kupplungen 13, 15 und 17 strömen kann. Das Getriebefluid 51 kann Öl sein. Das Fluidversorgungssystem 10 kann als ein System bezeichnet werden und kann den Controller 34 umfassen.
Nun unter Bezugnahme auf die 2, 3 und 4 umfasst der Hydraulikdruckspeicher 23 ein im Allgemeinen zylindrisches Gehäuse 52, das einen Einlass/Auslass-Anschluss 54 aufweist, der in Fluidverbindung mit der Hauptfluidversorgungsleitung 42 und der sekundären Leitung 49 angeordnet ist. Das Gehäuse 52 definiert einen inneren Hohlraum 56, der eine erste Kammer 62 des Hydraulikdruckspeichers 23 bildet. Der Hydraulikdruckspeicher 23 enthält Getriebefluid 51 (siehe 2) und umfasst den Kolben 58, der in dem inneren Hohlraum 56 beweglich angeordnet ist. Der Kolben 58 unterteilt den inneren Hohlraum 56 in eine erste Kammer 62 und eine zweite Kammer 64 auf der entgegengesetzten Seite oder Stirnfläche des Kolbens 58. Darüber hinaus definiert der Kolben 58 einen Umfangskanal oder eine Umfangsnut 66, die eine O-Ring-Dichtung 68 zum Herstellen einer fluiddichten Abdichtung zwischen dem Kolben 58 und der inneren Gehäusefläche 57, die den inneren Hohlraum 56 definiert, und zwischen den Kammern 62 und 64 aufnimmt. Eine zusätzliche Nut 66 und O-Ring-Dichtung 68 kann in den Kolben 68 eingearbeitet sein, ebenso wie andere Dichtungstypen, falls dies erwünscht ist. Das Ölspeichervolumen des Hydraulikdruckspeichers 22 in Automatikgetriebe-Hydrauliksystemen kann weniger als etwa 0,3 Liter betragen.
Der Hydraulikdruckspeicher 23 umfasst ferner eine Druck- oder Rückstellfeder 70, die in der zweiten Kammer 64 angeordnet ist. Die Druckfeder 70 kann viele Formen annehmen und kann eine Federkonstante (Federrate) aufweisen, die abhängig von der besonderen Anwendung und dem Systemdruck variiert. Darüber hinaus kann die Druckfeder 70 eine Schraubenfeder sein, wie es veranschaulicht ist, obwohl wendelförmige (spiralförmige) Federn oder gestapelte Scheibenfedern oder Belleville-Federn oder andere Federausgestaltungen benutzt werden können. In 3 ist der Druckspeicher 23 in einem komprimierten Zustand dargestellt, wohingegen in 4 der Kolben 58 des Druckspeichers 23 einen vollen Hub bis zu seiner Verfahrweggrenze verlagert worden ist. Die Bewegung des Kolbens 58 bewirkt, dass Getriebefluid 51 (2), das in der ersten Kammer 62 des Hydraulikdruckspeichers 23 enthalten ist, aus dem Hydraulikdruckspeicher 23 über den Einlass/Auslass-Anschluss 54 herausströmt und in Richtung der Hauptversorgungsleitung 42 fortschreitet.
5 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens 300 zum Steuern des Getriebes 16 während eines fliegenden Kraftmaschinenstarts. Vor einem fliegenden Kraftmaschinenstart wird die Kraftmaschine 12 anfänglich gestoppt, und der erste Motor-Generator 24, der zweite Motor-Generator 30 oder beide beaufschlagen das Fahrzeug 36 mit Leistung. Während des fliegenden Kraftmaschinenstarts wird die Kraftmaschine 12, die zuvor von dem Getriebe 16 getrennt war, von einer Anfangsdrehzahl (z. B. Null) auf eine Drehzahl beschleunigt, die synchron mit einer Drehzahl des Eingangselements 20 des Getriebes 16 ist, so dass eine Kupplung (z. B. die erste Kupplung 13, zweite Kupplung 15 oder dritte Kupplung 17), die die Kraftmaschine 12 mit diesem Ausgangselement 22 verbindet, arretiert werden kann und die Kraftmaschine 12 Drehmoment an der ersten Achse 18, der zweiten Achse 28 oder beiden bereitstellen kann. Es ist erwünscht, die Zeit zu minimieren, die benötigt wird, um während eines fliegenden Kraftmaschinenstarts Drehmoment von der Kraftmaschine 12 auf die erste Achse 18, die zweite Achse 28 oder beide zu übertragen. Dazu kann es zweckmäßig sein, das Getriebe 16 derart zu steuern, dass die erste Kupplung 13 und die zweite Kupplung 15 vollständig gefüllt sein können oder einen vorbestimmten Füllungs- oder Druckschwellenwert im Wesentlichen gleichzeitig erreichen. Wenn die erste Kupplung 13 und die zweite Kupplung 15 vollständig gefüllt sind oder einen jeweiligen vorbestimmten Füllschwellenwert erreichen, kann die Kraftmaschine 12 über das Getriebe 16 Drehmoment auf die erste Achse 18, die zweite Achse 28 oder beide übertragen. Der vorbestimmte Füllschwellenwert kann zumindest zum Teil auf Kupplungsstellung, Kupplungsvolumen und/oder Kupplungsdruck beruhen. Es kann auch zweckmäßig sein, das Getriebe 16 derart zu steuern, dass die erste Kupplung 13, die zweite Kupplung 15 und die dritte Kupplung 17 einen vorbestimmten Füll- oder Druckschwellenwert im Wesentlichen gleichzeitig erreichen.
5 veranschaulicht ein Verfahren 300 zum Steuern eines Automatikgetriebes während eines fliegenden Kraftmaschinenstarts, während die 7 und 8 graphisch den Getriebebetrieb gemäß dem Verfahren 300 veranschaulichen. Diese graphischen Darstellungen umfassen eine horizontale Achse, die der Zeit (t) in Sekunden entspricht und eine vertikale Achse, die einem Druckbefehl (P) in kPa entspricht. Das Verfahren 300 beginnt bei Schritt 302. Bei Schritt 302 empfängt der Controller 34 eine Anforderung für einen Start der Kraftmaschine 12 zum Erzeugen eines Niveaus an Getriebeausgangsdrehmoment, während das Fahrzeug 36 allein durch den ersten Elektromotor-Generator 24, den zweiten Elektromotor-Generator 30 oder beide angetrieben wird. In den 7 und 8 ist die Anforderung zum Einschalten 12 der Kraftmaschine durch die gestrichelte Linie O veranschaulicht. Diese Anforderung kann in der Form eines Ausgangssignals vorliegen, welches von dem Gaspedalstellungssensor 44 erzeugt wird. Dann ermittelt der Controller 34 bei Schritt 304 die Soll-Drehzahl der Kraftmaschine und ein Übersetzungsverhältnis in dem Getriebe 16 gemäß dem Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment. Darüber hinaus ermittelt der Controller 34 bei Schritt 304, welche Kupplungen 13, 15, 17 eingerückt werden müssen, um das Übersetzungsverhältnis auf der Basis des Niveaus an Getriebeausgangsdrehmoment zu erreichen. Zum Beispiel kann der Controller 34 ermitteln, dass die erste Kupplung 13 und die zweite Kupplung 15 eingerückt werden sollten, um das Übersetzungsverhältnis zu erreichen. In diesem Fall werden somit die erste und zweite Kupplung 13, 15 als die bestimmten Kupplungen bezeichnet. Es ist jedoch denkbar, dass mehr oder weniger Kupplungen eingerückt sein müssen, um das Übersetzungsverhältnis zu erreichen.
Bei Schritt 306 kann der Controller 34 die Kupplungsbefehlszeiten und Abfolge für die bestimmten Kupplungen 13, 15 oder 17 ermitteln, so dass die bestimmten Kupplungen 13, 15 oder 17 vollständig gefüllt sind oder einen vorbestimmten Schwellenwert (Druck-, Volumen- und/oder Verschiebungsschwellenwert) im Wesentlichen gleichzeitig erreichen. Wenn die bestimmten Kupplungen 13, 15 oder 17 vollständig gefüllt sind oder einen vorbestimmten Schwellenwert (Druck-, Volumen- und/oder Verschiebungsschwellenwert) erreichen, sind die bestimmten Kupplungen 13, 15 oder 17 eingerückt und können Drehmoment von der Kraftmaschine 12 auf die erste Achse 18 übertragen. Schritt 306 umfasst ein Ermitteln der Kupplungsbefehlsfolge. Das heißt, der Controller 34 ermittelt, welche der bestimmten Kupplungen (z. B. erste Kupplung 13, zweite Kupplung 15 oder dritte Kupplung 17) Getriebefluid 51 (2) zuerst erhalten sollte. Mit anderen Worten ermittelt der Controller 34, welche der bestimmten Kupplungen (Kupplungen 13, 15 oder 17) zuerst angelegt werden sollte. Zum Beispiel kann der Controller 34 ermitteln, dass die Kupplung (z. B. erste Kupplung 13, zweite Kupplung 15 oder dritte Kupplung 17), die das größte Volumen oder die kleinste Blende aufweist, zuerst teilweise gefüllt werden sollte. Nur zur Veranschaulichungszwecken wird angenommen, dass die erste Kupplung 13 das größte Volumen oder die kleinste Blende aufweist. Somit kann Schritt 306 ein Ermitteln, über den Controller 34, der Volumina der Kupplungen 13, 15, 17 umfassen, um zu ermitteln, welche Kupplung 13, 15, 17 zuerst teilweise gefüllt werden sollte. Der Controller 34 kann in seinem Speicher bereits Daten über die Volumina der Kupplungen 13, 15, 17 enthalten. Deshalb kann Schritt 306 ein Ermitteln, welche der Kupplungen 13, 15 oder 17 das Getriebefluid 51 zuerst erhalten sollte, auf der Basis zum Beispiel der Volumina der Kupplungen 13, 15 oder 17 mit sich bringen.
Bei Schritt 306 kann der Controller auch ermitteln, wann zu beginnen ist, eine weitere der bestimmten Kupplungen (13, 15 oder 17) anzulegen, nachdem eine der bestimmten Kupplungen teilweise angelegt worden ist oder nachdem der Controller 34 eine Anforderung empfängt, die Kraftmaschine 12 zu starten. In den 7 und 8 stellt der Zeitpunkt t1 den Moment dar, wenn die zweite bestimmte Kupplung (13, 15 oder 17) beginnt nach dem Füllstart der ersten Kupplung und nachdem der Controller 34 eine Anforderung, die Kraftmaschine 12 zu starten, empfängt, Getriebefluid 51 aus dem Hydraulikdruckspeicher 23 aufzunehmen. Somit beginnt zum Zeitpunkt t1 eine derartige zweite bezeichnete Kupplung (13, 15 oder 17) mit Getriebefluid 51 gefüllt zu werden. Somit ermittelt der Controller 34 bei Schritt 306 die Soll-Zeitspanne t1 zwischen dem Moment des Füllbeginns der einen der bestimmten Kupplungen (13, 15 oder 17) mit Getriebefluid 51 und den Moment, wann die weitere bestimmte Kupplung (13, 15 oder 17) beginnen sollte, Getriebefluid 51 aufzunehmen, (d. h. Füllbeginn), um die Zeit zu minimieren, die es dauert, um Drehmoment von der Kraftmaschine 12 auf die erste Achse 18, die zweite Achse 28 oder beide während eines fliegenden Kraftmaschinenstarts zu übertragen.
Die Soll-Zeitspanne t1 kann aus einer Tabelle erhalten werden, die unter Verwendung von Simulation oder Testen erzeugt wird. Ferner kann die Soll-Zeitspanne t1 unter anderen Dingen auf der Automatikgetriebefluidtemperatur, dem Druckspeicherdruck, dem maximalen Druckspeicherdruck, den Volumina der Kupplungen 13, 15, 17, der Größe der Blende 46 und jeglichen anderen Durchflussbeschränkungen, dem Druckspeichervolumen (in der ersten Kammer 62) und dem Entleerungsvolumen von Ventilen in dem Füllversorgungssystem 10 (z. B. Entleerungsvolumen des Ventils 50A) beruhen. Die Größe der Blende 46 (von jeglicher anderer Durchflussbeschränkungen) und das Entleerungsvolumen der Ventile (z. B. Ventil 50A) können bekannt sein. Die Blende 46 kann als eine Durchflussbeschränkung bezeichnet werden. Die Automatikgetriebefluidtemperatur kann von dem Temperatursensor 18 erhalten werden. Weil diese Soll-Zeitspanne t1 von der Automatikgetriebefluidtemperatur abhängen kann, umfasst Schritt 306 ferner ein Ermitteln der Automatikgetriebefluidtemperatur. Der Druckspeicherdruck kann von dem Drucksensor 88 oder aus einem mathematischen Modell erhalten werden, und das Druckspeichervolumen kann aus dem Druckspeicherdruck abgeleitet werden. Weil die Soll-Zeitspanne t1 von dem Druckspeichervolumen, dem Druckspeicherdruck oder beiden abhängt, umfasst der Schritt 306 ferner ein Ermitteln des Drucks und des Volumens des Getriebefluids 51 in dem Hydraulikdruckspeicher 23. Genauer kann der Schritt 306 ein Ermitteln des Drucks oder Volumens des Getriebefluids 51 in der ersten Kammer 62 (3) des Hydraulikdruckspeichers 23 umfassen.
Nach dem Ermitteln der Kupplungsbefehlszeiten und -folge bei Schritt 308 sendet der Controller 34 Kupplungsbefehle an die geeigneten Ventile (82, 84 oder 86), um ein Füllen der geeigneten Kupplungen (13, 15 oder 17) zu dem ermittelten Zeitpunkt in der ermittelten Folge zu beginnen. Wenn mehr als zwei Kupplungen 13, 15, 17 benötigt werden, um das Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment zu erreichen, kann der Controller 34 auch die Zeitspanne t2 zwischen dem Moment als das Füllen der zweiten Kupplung (13, 15 oder 17) begann, und dem Moment, wann die Füllung einer weiteren Kupplung (13, 15 oder 17) beginnen sollte, ermitteln, um die Zeit zu minimieren, die es dauert, um Drehmoment von der Kraftmaschine 12 auf die erste Achse 18, die zweite Achse 28 oder beide während eines fliegenden Kraftmaschinenstarts zu übertragen. In einer anderen Ausführungsform könnte der Drücke an den Kupplungen unter Verwendung von Drucksensoren anstelle der Verwendung der Zeit überwacht werden.
Unter Bezugnahme auf 6 umfasst Schritt 308 verschiedene Unterschritte. Schritt 308 beginnt bei Block 310. Bei Block 310 setzt der Controller 34 das Zeitglied 92 (1) auf Null. Dann sendet der Controller 34 bei Schritt 312 einen ersten Kupplungsbefehl an eines der Absperrventile 82, 84, 86, um das Füllen der Kupplung (13, 15 oder 17) mit dem größten Volumen oder der kleinsten Eingangsblende zu beginnen, wie es oben besprochen wurde. In den 7 und 8 ist der erste Kupplungsbefehl durch die Linie Y veranschaulicht. In Ansprechen auf den ersten Kupplungsbefehl öffnet das geeignete Ventil 82, 84 oder 86, wodurch zugelassen wird, dass Fluid aus dem Fluiddruckspeicher 23 auf die geeignete Kupplung 13, 15 oder 17 übertragen wird. Wenn zum Beispiel der Controller 34 ermittelt, dass die erste Kupplung 13 zuerst gefüllt werden sollte, sendet der Controller 34 den ersten Kupplungsbefehl an das erste Ventil 82, um einen Fluiddurchfluss aus dem Hydraulikdruckspeicher 23 zu der ersten Kupplung 13 zu zulassen. Somit bringt Schritt 312 zum Beispiel ein Übertragen von Getriebefluid 51 aus dem Fluiddruckspeicher 23 auf die erste Kupplung 13 mit sich. An diesem Punkt nimmt der Druck in der Kupplung 13, 15 oder 17, die das Getriebefluid 51 zuerst aufnimmt, zu. In den 7 und 8 ist der Druck in Kupplung 13, 15 oder 17, die Getriebefluid 51 zuerst aufnimmt, durch die gestrichelte Linie PY gezeigt. Darüber hinaus ist in den 7 und 8 der Druckspeicherdruck durch die Linie A veranschaulicht, und ist proportional zu dem Druckspeichervolumen. Wenn das Getriebefluid 51 (z. B. Getriebeöl) aus den Hydraulikdruckspeicher 23 auf die geeignete Kupplung 13, 15, 17 übertragen wird, nimmt der Druck in dem Hydraulikdruckspeicher 23 ab.
Nachfolgend beginnt bei Schritt 314 das Zeitglied 92 zu laufen. Bei Schritt 316 ermittelt der Controller 34, ob der Zeitgliedwert (d. h. die Zeit, die verstrichen ist, seit das Zeitglied gestartet wurde) nicht gleich oder größer als die Zeitspanne t1 ist, die bei Schritt 306 ermittelt wird. Wenn der Zeitgliedwert gleich oder größer als die ermittelte Zeitspanne t1 ist, kehrt das Verfahren 300 zu Unterschritt 414 zurück, und das Zeitglied 92 fährt fort, zu laufen. Wenn der Zeitgliedwert gleich oder größer als die ermittelte Zeitspanne t1 ist, fährt das Verfahren 300 zu Schritt 318 fort, wobei der Controller 34 einen zweiten Kupplungsbefehl an eine andere bestimmte Kupplung 13, 15 oder 17 sendet, das füllen dieser Kupplung zu starten. In den 7 und 8 ist der Befehl der zweiten Kupplung durch Linie X veranschaulicht.
Die Zeiten des Befehls der zweiten Kupplung können alternativ oder zusätzlich auf dem Druck oder dem Volumen des Getriebefluids 51 in dem Hydraulikdruckspeicher 23 beruhen. Zum Beispiel kann der Controller 34 das Druckspeichervolumen oder den Druckspeicherdruck unter Verwendung des Volumensensors 90 oder Drucksensors 88 ermitteln und dann den Befehl der zweiten Kupplung senden, wenn das Druckspeichervolumen einen Volumenschwellenwert erreicht. Der Controller 34 kann den Volumenschwellenwert ermitteln. Die Zeiten des Befehls der zweiten Kupplung werden derart ermittelt, dass die Kupplungen im Wesentlichen gleichzeitig vollständig gefüllt sind oder einen vorbestimmten Schwellenwert (Druck-, Volumen- und/oder Verschiebungsschwellenwert) erreichen.
In Ansprechen auf den Befehl der zweiten Kupplung öffnet das geeignete Ventil 82, 84 oder 86, wodurch zugelassen wird, dass das Fluid aus den Hydraulikdruckspeicher 23 auf diese weitere bestimmte Kupplung 13, 15 oder 17 übertragen wird. Wenn zum Beispiel der Controller 34 ermittelt, dass die zweite Kupplung 15 als zweites gefüllt werden sollte, sendet der Controller 34 den Befehl der zweiten Kupplung an das zweite Ventil 84, um einen Fluiddurchfluss oder eine Übertragung aus den Hydraulikdruckspeicher 23 auf die zweite Kupplung 15 zuzulassen. Somit kann Schritt 318 zum Beispiel ein Übertragen des Getriebefluids 51 aus dem Hydraulikdruckspeicher 23 auf die zweite Kupplung 15 mit sich bringen, nachdem die ermittelte Zeitspanne t1 seit dem Füllbeginn der ersten Kupplung 15 verstrichen ist. Während Getriebefluid 51 auf die erste und zweite Kupplung 13, 15 übertragen wird, kann der Controller 34 das Magnetventil 50B und das dritte Ventil 86 (oder irgendein anderes geeignetes Ventil) schließen, so dass das Getriebefluid 51 nur auf die erste und zweite Kupplung 13, 17 übertragen wird. Somit kann Schritt 318 ferner ein Übertragen von Getriebefluid 51 nur auf die erste und zweite Kupplung 13, 17 umfassen.
Bei Schritt 318 nimmt der Druck in der bestimmten Kupplung (13, 15 oder 17), die Getriebefluid 51 als zweites empfängt, zu. In den 7 und 8 ist der Druck in der Kupplung 13, 15 oder 17, die Getriebefluid als zweites empfängt, durch die gestrichelte Linie PX veranschaulicht.
Nach dem Füllbeginn von zumindest zwei Kupplungen (13, 15 oder 17) fährt das Verfahren 300 zu Schritt 320 fort. Bei Schritt 320 ermittelt der Controller 34, ob eine weitere Kupplung (13, 15 oder 17) gefüllt werden sollte, auf der Basis des Niveaus ein Getriebeausgangsdrehmoment. Zum Beispiel kann der Controller 34 bei Schritt 320 ermitteln, ob die dritte Kupplung 17 angelegt oder gefüllt werden sollte, um ein Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment zu erreichen. Wenn ein Füllen einer weiteren Kupplung nicht notwendig ist, um das Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment zu erreichen, endet der Schritt 308 bei Block 321, und das Verfahren 300 endet bei Schritt 322 (5). Wenn eine weitere Kupplung (13, 15 oder 17) gefüllt werden muss, um das Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment zu erreichen, fährt das Verfahren 300 zu Schritt 324 fort, wobei der Controller 34 ermittelt, ob der Zeitgliedwert (d. h. die Zeit, die seit dem Start des Zeitglieds abgelaufen ist) gleich oder größer als die Zeitspanne t1 ist, die bei Schritt 306 ermittelt wird. Wenn der Zeitgliedwert nicht gleich oder größer als die ermittelte Zeitspanne ist, kehrt das Verfahren 300 zu Unterschritt 314 zurück, und das Zeitglied 92 fährt fort, zu laufen. Wenn der Zeitgliedwert gleich oder größer als die ermittelte Zeitspanne t2 ist, fährt das Verfahren 300 zu Schritt 326 fort, wobei der Controller 34 einen Befehl einer dritten Kupplung an eine weitere Kupplung 13, 15 oder 17 sendet, um das Füllen dieser Kupplung zu beginnen. Folglich öffnet das geeignete Ventil 82, 84 oder 86, wodurch zugelassen wird, dass das Fluid von dem Hydraulikdruckspeicher 23 auf diese andere Kupplung übertragen werden kann. Wenn zum Beispiel der Controller 34 ermittelt, dass die dritte Kupplung 17 als drittes gefüllt werden sollte, sendet der Controller 34 den Befehl der dritten Kupplung an das dritte Ventil 86, um Fluiddurchfluss oder -übertragung aus dem Druckspeicher 23 zu der dritten Kupplung 17 zuzulassen.
Wie es in den 7 und 8 gezeigt ist, erreichen die Drücke in zumindest zwei Kupplungen (13, 15 oder 17) den jeweiligen Druckschwellenwert im Wesentlichen gleichzeitig und/oder sind im Wesentlichen gleichzeitig vollständig angelegt. In den 7 und 8 stellt tx die Zeit dar, wenn zumindest zwei Kupplungen (13, 15 oder 17) jeweilige Druckschwellenwerte TX und TY erreichen. Die Drücke TX und TX können die Drücke sein, wenn die Kupplungen vollständig angelegt sind. Zum Beispiel können die erste und zweite Kupplung 13, 15 im Wesentlichen gleichzeitig vollständig gefüllt sein. An diesem Übergang kann das Getriebe 16 Drehmoment von der Kraftmaschine 12 zum Vorantreiben des Fahrzeugs 36 übertragen.
Wie in 8 gezeigt ist, kann der Controller 34 auch das Magnetventil 50B (2) steuern, um den Durchfluss von Getriebefluid 51, das nicht zu den bestimmten Kupplungen 13, 15, 17 gelenkt wird, zu minimieren. In 8 stellt Linie V die Betätigung des Magnetventils 50B dar, um die Übertragung von Getriebefluid aus dem Hydraulikdruckspeicher 23 auf die Kupplungen 13, 15 oder 17 zu maximieren. Zum Beispiel kann das Magnetventil 50B vollständig schließen, um einen Fluiddurchfluss zu jede anderen Komponenten des Fluidversorgungssystems 10 als die bestimmten Kupplungen 13, 15 oder 17 zu verhindern. Das Magnetventil 50B kann geöffnet werden, nachdem die bestimmten Kupplungen 13, 15 oder 17 die vorbestimmten Druckschwellenwerte TX und TY erreichen.
Dia ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren sollen die Erfindung stützen und beschreiben, aber der Umfang der Erfindung ist allein durch die Ansprüche definiert. Obgleich einige der besten Arten und andere Ausführungsformen zum Ausführen der beanspruchten Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, gibt es verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Getriebes während eines fliegenden Kraftmaschinenstarts, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen einer Anforderung für einen Start der Brennkraftmaschine, um ein Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment zu erzeugen, während ein Fahrzeug allein durch einen Elektromotor-Generator angetrieben wird, wobei das Fahrzeug die Brennkraftmaschine, den Elektromotor-Generator, das Getriebe und einen Hydraulikdruckspeicher umfasst, wobei das Getriebe eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung umfasst; Ermitteln eines Übersetzungsverhältnisses in dem Getriebe gemäß dem Niveau an Getriebeausgangsdrehmoment; Ermitteln einer Zeitspanne zwischen einem Moment eines Füllbeginns der ersten Kupplung und einem Moment eines Füllbeginns der zweiten Kupplung, so dass die erste Kupplung und die zweite Kupplung jeweils einen ersten bzw. zweiten Kupplungsdruck-Schwellenwert im Wesentlichen gleichzeitig erreichen; Übertragen eines Getriebefluids aus dem Hydraulikdruckspeicher auf die erste Kupplung; und Übertragen von zumindest etwas Getriebefluid aus dem Hydraulikdruckspeicher auf die zweite Kupplung, nachdem die ermittelte Zeitspanne seit dem Füllbeginn der ersten Kupplung abgelaufen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner ein Ermitteln einer Getriebefluidtemperatur umfasst, wobei der Zeitablauf auf der Getriebefluidtemperatur beruht.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner ein Ermitteln eines Volumens des Getriebefluids in dem Hydraulikdruckspeicher umfasst, wobei der Zeitablauf auf dem Volumen des Getriebefluids in dem Hydraulikdruckspeicher beruht.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner ein Ermitteln eines Drucks des Getriebefluids in dem Hydraulikdruckspeicher umfasst, wobei der Zeitablauf auf dem Druck des Getriebefluids in dem Hydraulikdruckspeicher beruht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zeitablauf auf Volumina des Getriebefluids in der ersten und zweiten Kupplung beruht.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner ein Ermitteln umfasst, welche von der ersten und zweiten Kupplung das Getriebefluid zuerst erhalten soll.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die erste Kupplung ein erstes Volumen definiert, die zweite Kupplung ein zweites Volumen definiert, und das erste Volumen größer als das zweite Volumen ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Getriebefluid in dem Hydraulikdruckspeicher nur auf die erste Kupplung und die zweite Kupplung übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner ein Ermitteln, ob eine dritte Kupplung gefüllt werden muss, auf der Basis des Niveaus an Getriebeausgangsdrehmoment umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner ein Ermitteln einer Zeitspanne zwischen einem Moment eines Füllbeginns der zweiten Kupplung und einem Moment eines Füllbeginns der dritten Kupplung, so dass die erste Kupplung, die zweite Kupplung und die dritte Kupplung jeweils einen ersten, zweiten bzw. dritten Kupplungsdruck-Schwellenwert im Wesentlichen gleichzeitig erreichen, umfasst.