DE102017108712A1

DE102017108712A1 - Verfahren zum betreiben eines automatischen start/stopp-systems in einem fahrzeug mit drehmomentwandler

Info

Publication number: DE102017108712A1
Application number: DE102017108712.5A
Authority: DE
Inventors: Hafiz Shafeek Khafagy; Siraj SIDDIQUI; Yuji Fujii; Steven Anatole Frait
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-05-03
Filing date: 2017-04-24
Publication date: 2017-11-09
Also published as: CN107380166A; US10421457B2; US20170320497A1; CN107380166B

Abstract

Ein System und Verfahren zum Betreiben eines automatischen Start/Stopp-Systems in einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, Automatikgetriebe und Drehmomentwandler mit einer Laufrad-Ausrückkupplung ist offenbart. Ein Steuergerät kann ein Motor-Start/Stopp-System dadurch umsetzen, dass der Motor zu entsprechenden Zeitpunkten durch Stoppen der Kraftstoffzufuhr abgeschaltet und der Motor wieder gestartet wird, wenn Vortrieb benötigt wird. Während eines Motor-Start/Stopp-Ereignisses wird der Motor automatisch abgeschaltet und die Laufrad-Kupplung des Drehmomentwandlers kann ausgekuppelt werden, um das Laufrad und den Motor zu entkoppeln und dadurch den Kraftstoffverbrauch oder Schadstoffausstoß zu verringern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zum Betreiben eines automatischen Start/Stopp-Systems in einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, Getriebe und Drehmomentwandler mit einer Laufrad-Ausrückkupplung.
STAND DER TECHNIK
Viele Kraftfahrzeuge sind mit einem automatischen Start/Stopp-System ausgestattet, welches den Motor eines Fahrzeuges automatisch abschaltet und wieder startet, um den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs unter bestimmten Bedingungen zu senken. Während des Betriebs kann der Verbrennungsmotor durch das automatische Start/Stopp-System automatisch gestoppt, d.h. abgeschaltet werden, wenn kein Vortrieb erforderlich ist, beispielsweise im Leerlauf an einer Verkehrsampel, und kann wieder gestartet werden, wenn der Fahrzeugführer wieder Leistung verlangt.
Eine Art eines Start/Stopp-Systems ist als ein Roll-Start/Stopp bekannt. Ein Roll-Start/Stopp-System umfasst das Abschalten des Verbrennungsmotors, wenn das Fahrzeug rollt oder abgebremst wird. Wird Motorleistung benötigt, beispielsweise wenn der Fahrzeugführer die Bremse nicht mehr betätigt, wird der Motor automatisch wieder gestartet. Der Motor kann ferner als Reaktion auf andere Bedingungen automatisch wieder gestartet werden, wie beispielsweise Ladezustand der Batterie oder Verbraucher im elektrischen System. Diese automatischen Abschaltungen des Motors können den Kraftstoffverbrauch verbessern und den Schadstoffausstoß durch eine Herabsetzung der Leerlaufzeit des Motors und dementsprechend des Kraftstoffverbrauchs für den Fahrtakt verringern. Ein Roll-Start/Stopp bei einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe, welches über einen konventionellen Drehmomentwandler mit dem Antrieb verbunden ist, kann jedoch zu unangenehmen Geräuschen, Vibrationen und Härte (NVH) oder unangenehmem Fahrverhalten führen. Eine Strategie zum Mildern dieser Auswirkungen besteht darin, das Getriebe automatisch in die neutrale Stellung zu schalten, wenngleich hierbei der schnelle Wechsel zurück in die Fahrstellung erforderlich ist, wenn Leistung verlangt wird, und dies zu einem merklichen Gangwechsel führen kann, welcher einigen Insassen ebenfalls unangenehm sein kann.
KURZDARSTELLUNG
Ein System und Verfahren zum Betreiben eines automatischen Start/Stopp-Systems in einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, Getriebe und Drehmomentwandler beinhaltet den Betrieb einer Laufrad-Ausrückkupplung während eines automatischen Roll-Stopp-Ereignisses. Ausführungsformen nach der vorliegenden Offenbarung können in unterschiedlichen Anwendungen zum Verbessern des Kraftstoffverbrauchs und zum Verringern des Schadstoffausstoßes umgesetzt sein.
Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Fahrzeug einen Motor und einen Drehmomentwandler. Der Drehmomentwandler beinhaltet ein Laufrad, eine Turbine, einen Stator, eine Bypass-Kupplung zum selektiven Koppeln von Laufrad und Turbine, und eine Laufrad-Kupplung zum abwechselnden Einkuppeln und Auskuppeln einer Antriebsverbindung zwischen Laufrad und Motor. Das Fahrzeug beinhaltet zudem ein Steuergerät, welches so programmiert ist, dass es das automatische Abschalten des Motors und das Auskuppeln der Laufrad-Kupplung als Reaktion auf einen ersten Bremsdruck, welcher eine Druckgrenze überschreitet, und eine Fahrzeugdrehzahl initiiert, welche eine erste Drehzahlgrenze überschreitet. Das Steuergerät des Fahrzeugs kann zudem so programmiert sein, dass es als Reaktion darauf, dass die Fahrzeugdrehzahl unter eine zweite Drehzahlgrenze sinkt, das automatische Abschalten des Motors und das Auskuppeln der Laufrad-Kupplung initiiert.
Bei einer anderen Ausführungsform ist ein Start/Stopp-System für ein Fahrzeug mit einem Motor und einem Drehmomentwandler mit Laufrad-Kupplung offenbart. Das Start/Stopp-System beinhaltet ein Steuergerät, welches so programmiert ist, dass es die Laufrad-Kupplung dahingehend steuert, dass diese ein Laufrad des Drehmomentwandlers vom Motor trennt. Das Laufrad kann als Reaktion darauf getrennt werden, dass der Motor automatisch abgeschaltet wird, wenn ein erster Bremsdruck eine Druckgrenze überschreitet und eine Fahrzeugdrehzahl eine erste Drehzahlgrenze überschreitet, jedoch unterhalb einer zweiten Drehzahlgrenze liegt. Das Steuergerät kann zudem so programmiert sein, dass es die Laufrad-Kupplung dahingehend steuert, dass das Laufrad des Drehmomentwandlers als Reaktion auf eine Differenz zwischen dem ersten Bremsdruck und einem zweiten Bremsdruck, welcher eine entsprechende Grenze überschreitet, mit dem Motor gekoppelt wird.
Bei noch einer anderen Ausführungsform ist ein Verfahren zum Betreiben eines automatischen Start/Stopp-Systems in einem Fahrzeug mit einem Motor und einem Drehmomentwandler mit Laufrad-Kupplung offenbart. Das Verfahren beinhaltet das Steuern des Drehmomentwandlers dahingehend, dass dieser die Laufrad-Kupplung auskuppelt, um ein Laufrad des Drehmomentwandlers und den Motor zu trennen. Dies kann als Reaktion auf ein automatisches Abschalten des Motors erfolgen, wenn ein Bremsdruck eine Druckgrenze und eine Fahrzeugdrehzahl eine Drehzahlgrenze überschreiten. Das Verfahren kann zudem das Steuern des Drehmomentwandlers dahingehend beinhalten, dass dieser das Auskuppeln der Laufrad-Kupplung als Reaktion auf eine Änderung des Bremsdrucks, welche unter einem Grenzwert liegt, beibehält. Das Verfahren kann zudem das Steuern des Drehmomentwandlers dahingehend beinhalten, dass dieser die Laufrad-Kupplung einkuppelt, um das Laufrad und den Motor als Reaktion darauf zu koppeln, dass die Änderung des Bremsdrucks über dem Grenzwert liegt,.
Ausführungsformen nach der vorliegenden Offenbarung können eine Reihe von Vorteilen bieten. Beispielsweise kann die Steuerung einer Laufrad-Kupplung während eines Roll-Start/Stopps Kraftstoff einsparen und den Schadstoffausstoß verringern, im Zusammenhang mit einer kürzeren Betriebsdauer des Motors und einem geringeren Motorschleppmoment während das Fahrzeug abgebremst wird. Geringere NVH beim erneuten Starten des Motors können die Kundenzufriedenheit erhöhen, so dass Roll-Start/Stopp-Betriebsmodi durch die Kunden ohne Weiteres akzeptiert und eingesetzt werden. Das Trennen des Motors vom Getriebe unter Verwendung einer Laufrad-Kupplung kann den Verschleiß von Motor, Getriebe und Verbindungskomponenten verringern. Die vorstehenden Vorteile und andere Vorteile und Merkmale sind aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ohne Weiteres ersichtlich, sofern diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangsystems eines Fahrzeugs nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine schematische Darstellung eines Drehmomentwandlers mit einer Laufrad-Kupplung nach einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung; und
3 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Verfahren zum Betreiben eines Motor-Start/Stopp-Systems unter Verwendung eines Drehmomentwandlers mit einer Laufrad-Kupplung nach einer repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaften Charakters sind und andere Ausführungsformen unterschiedliche und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten von bestimmten Komponenten zu veranschaulichen. Dementsprechend sind hierin offenbarte konkrete bauliche und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Basis, um einem einschlägigen Fachmann die unterschiedliche Verwendung der Ausführungsformen näherzubringen. Durchschnittsfachleute verstehen, dass diverse Merkmale, wie diese unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren dargestellt und beschreiben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, welche in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, welche nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die dargestellten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Unterschiedliche Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, welche mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Ausgestaltungen gewünscht sein.
Fahrzeuge, welche mit Start/Stopp-Systemen ausgestattet sind, werden durch konventionelle Verbrennungsmotoren angetrieben. Ein Steuergerät kann unter bestimmten Betriebsbedingungen ein automatisches Abschalten oder Starten initiieren. Beispielsweise kann das Start/Stopp-System den Motor automatisch abschalten, wenn das Fahrzeug anhält oder abgebremst wird und der Motor nicht für Vortrieb oder andere Zwecke benötigt wird. Zu einem späteren Zeitpunkt kann das Start/Stopp-System den Motor wieder starten, wenn dieser für Vortrieb oder andere Zwecke benötigt wird, z. B. wenn das Bremspedal nicht mehr betätigt und/oder das Gaspedal betätigt wird. Durch das Abschalten des Motors nach Möglichkeit wird der Kraftstoffverbrauch insgesamt verringert.
Eine Art eines Start/Stopp-Systems ist als ein Roll-Start/Stopp („RSS“) bekannt. Ein RSS-System beinhaltet das Abschalten des Verbrennungsmotors, während sich das Fahrzeug bewegt. Insbesondere ist ein mit der RSS-Technik ausgestattetes Fahrzeug so konfiguriert, dass es den Motor unterhalb einer vorgegebenen Fahrzeugdrehzahlgrenze abschaltet, wenn der Fahrzeugführer die Bremse betätigt. Die vorgegebene Fahrzeugdrehzahlgrenze, bei welcher eine RSS-Strategie umgesetzt werden kann, hängt von der Fahrzeuganwendung ab. Eine der Herausforderungen hinsichtlich der RSS-Technik in Fahrzeugen, die mit Automatikgetriebe ausgestattet sind, liegt darin, dass der Motor während des RSS-Ereignisses durch die Verwendung eines konventionellen Drehmomentwandlers fest mit dem Antrieb verbunden bleibt. Wird der Motor nach Betätigen der Bremse oder im Leerlauf an einer Verkehrsampel automatisch abgeschaltet, fördert ein konventioneller Drehmomentwandler nach wie vor Flüssigkeit, wobei jedoch keine nützliche Arbeit durchgeführt wird, wodurch sich die Kraftstoffersparnis verringert. Dementsprechend stellen die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung Systeme und Verfahren zum Umsetzen einer RSS-Strategie in einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe bereit, welche die Kraftstoffersparnis durch die Verwendung eines Drehmomentwandlers mit Laufrad-Ausrückkupplung verbessern, ohne dabei Auswirkungen auf das Fahrverhalten zu verursachen.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs 10 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 1 veranschaulicht repräsentative Beziehungen unter den Komponenten. Die physikalische Anordnung und Ausrichtung der Komponenten im Fahrzeug kann abweichend sein. Der Antriebsstrang des Fahrzeugs 10 beinhaltet ein Fahrzeugsteuergerät (VSC) 12, welches über entsprechende Logiken/Bedienelemente zum Umsetzen eines Motor-Start/Stopp-Systems verfügt. Das VSC 12 empfängt Signale von einem Sensor für die Gaspedalposition (APPS) 14 und einem Sensor für die Bremspedalposition (BPPS) 16, um die Beschleunigungs- und Abbremsanforderungen des Fahrzeugs zu bestimmen.
Der Antriebsstrang des Fahrzeugs 10 beinhaltet einen Motor 22, welcher ein Getriebe 24 antreibt. Ein Motorsteuergerät (ECU) 18 ist so konfiguriert, dass es den Motor 22 steuert, und ein Getriebesteuergerät (TCU) 20 ist so konfiguriert, dass es den Betrieb des Getriebes 24 und des Drehmomentwandlers 26 steuert. Das VSC 12 überträgt Daten zwischen TCU 20 und ECU 18 und weist zudem eine Verbindung mit unterschiedlichen Fahrzeugsensoren auf. Der Motor 22 erzeugt mechanische Leistung, indem er in einer Brennstoffquelle gespeicherte chemische Energie umwandelt. Das Getriebe 24 passt Drehzahl und Drehmoment der mechanischen Leistung, welche vom Motor 22 erzeugt wird, an die aktuellen Bedürfnisse des Fahrzeugs an. Die mechanische Leistung vom Getriebe 24 wird durch das Differential 30 auf die Räder 28 übertragen.
Das Getriebe 24 kann Zahnradsätze (nicht abgebildet) beinhalten, welche durch ein selektives Einkuppeln von Reibelementen, wie beispielsweise Kupplungen und Bremsen (nicht abgebildet), selektiv in unterschiedlichen Getriebeübersetzungen angeordnet werden, um die gewünschten Antriebsübersetzungen zu erreichen. Das Getriebe 24 wird auf der Grundlage unterschiedlicher Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen durch ein verbundenes Steuergerät automatisch von einer Übersetzung auf eine andere geschaltet, wie beispielsweise TCU 20. Das Getriebe 24 liefert anschließend ein Abtriebsdrehmoment an die Abtriebswelle 44.
Der Drehmomentwandler 26 überträgt Leistung und Drehmoment von der Kurbelwelle des Motors 40 an die Getriebeantriebswelle 42 des Getriebes 24. Der Drehmomentwandler 26 kann eine Laufrad-Kupplung 32, ein Laufrad 34, eine Turbine 36 und einen Stator 46 beinhalten. Die Laufrad-Kupplung 32 des Drehmomentwandlers 26 kann so gesteuert werden, dass sie den Motor 22 selektiv mit dem Laufrad 34 und dem Getriebe 24 koppelt. Eine Bypass-Kupplung 38 kann ebenfalls vorgesehen sein, welche im eingekuppelten Zustand das Laufrad 34 reibschlüssig oder formschlüssig mit der Turbine 36 des Drehmomentwandlers 26 koppelt. Die Bypass- oder Überbrückungskupplung 38 für den Drehmomentwandler 26 kann selektiv eingekuppelt werden, um eine mechanische Verbindung zwischen der Laufradseite und der Turbinenseite des Drehmomentwandlers 26 herzustellen, um das Drehmoment direkt zu übertragen.
Im Allgemeinen kann das Steuersystem für den Antriebsstrang des Fahrzeugs 10 eine beliebige Anzahl an Steuergeräten beinhalten, wie beispielsweise VSC 12, ECU 18 und TCU 20, und in ein einziges Steuergerät integriert sein oder unterschiedliche Module aufweisen. Einige oder alle Steuergeräte können über ein Steuergerätenetzwerk (Controller Area Network – CAN) oder ein anderes System verbunden sein. Das Steuersystem kann so konfiguriert sein, dass es den Betrieb verschiedener Komponenten des Getriebes 24, des Drehmomentwandlers 26 und des Motors unter einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Bedingungen steuert, einschließlich eines Motor-Start/Stopp-Systems. Das Steuersystem, einschließlich VSC 12, ECU 18 und TCU 20, kann ein Motor-Start/Stopp-System dadurch umsetzen, dass der Motor 22 zu entsprechenden Zeitpunkten durch Stoppen der Kraftstoffzufuhr abgeschaltet und der Motor 22 wieder gestartet wird, wenn Vortrieb benötigt wird.
Das Steuersystem steuert verschiedene Aktuatoren als Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren zum Steuern von Funktionen, wie beispielsweise Motor 22 Starten/Abschalten, Laufrad-Kupplung 32 des Drehmomentwandlers 26 Betätigen, um das Laufrad 34 selektiv aus dem Antrieb auszukuppeln, Auswählen oder zeitliches Planen von Gangwechseln usw. Das Steuersystem kann einen Mikroprozessor oder einen Hauptprozessor (CPU) beinhalten, welcher mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichergeräten oder Speichermedien verbunden ist. Computerlesbare Speichergeräte oder -medien können flüchtige und nichtflüchtige Speicher beispielsweise im Nurlesespeicher (ROM), im Arbeitsspeicher (RAM) und im Keep-Alive-Speicher (KAM) beinhalten. Beim KAM handelt es sich um einen persistierenden oder nichtflüchtigen Speicher, welcher zum Speichern verschiedener Betriebsvariablen verwendet werden kann, während der CPU heruntergefahren ist. Computerlesbare Speichergeräte oder -medien können unter Verwendung einer Reihe von bekannten Speichergeräten umgesetzt sein, wie beispielsweise PROM (programmierbare Festspeicher), EPROM (elektronische PROM), EEPROM (elektronische löschbare PROM), Flash-Speicher oder irgendwelche anderen elektronischen, magnetischen, optischen oder Kombi-Speichergeräte, welche in der Lage sind, Daten zu speichern, von welchen einige ausführbare Befehle darstellen, welche durch das Steuergerät zum Steuern des Motors oder Fahrzeuges verwendet werden.
2 veranschaulicht schematisch einen Drehmomentwandler 200 nach einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Der Drehmomentwandler 200 stellt zwei parallele Kraftflusspfade von der Kurbelwelle des Motors 202 zur Getriebeantriebswelle 204 bereit. Ein hydrodynamischer Kraftflusspfad beinhaltet die Laufrad-Kupplung 206, das Laufrad 208 und die Turbine 210. Das Laufrad 208 wird durch die Laufrad-Kupplung 206 selektiv mit der Kurbelwelle des Motors 202 gekoppelt. Eine Laufrad-Kupplung 206 ist eine aktiv gesteuerte Reibungskupplung, welche ein Laufrad 208 des Drehmomentwandlers 200 selektiv mit der Kurbelwelle des Motors 202 koppelt. Die Turbine 210 ist fest mit der Getriebeantriebswelle 204 gekoppelt. Der Stator 212 ist über eine passive Freilaufkupplung 216 mit dem Getriebegehäuse 214 gekoppelt. Bei niedrigen Drehzahlen der Turbinenwelle und bei zumindest teilweise eingekuppelter Laufrad-Kupplung 206, sorgt das Laufrad 208 dafür, dass Flüssigkeit um den Torus vom Laufrad 208 zur Turbine 210 zum Stator 212 und zurück zum Laufrad 208 strömt. Der Stator 212 wird durch die Freilaufkupplung 216 gegen die Drehung gehalten, so dass er den Fluss umleiten und ein Reaktionsdrehmoment zur Drehmomenterhöhung liefern kann. Wenn sich die Drehzahl der Turbine 210 der Drehzahl des Laufrads 208 nähert, strömt Flüssigkeit im Torus umlaufend um die Antriebswelle mit dem Laufrad 208 und der Turbine 210. Die Freilaufkupplung 216 überrennt dann, so dass der Stator 212 sich drehen kann, anstatt diesen Strom zu behindern. Die Kurbelwelle des Motors 202 wird durch die Bypass-Kupplung 218 selektiv mit der Getriebeantriebswelle 204 gekoppelt, wodurch ein zweiter Kraftflusspfad bereitgestellt wird. Um den Wirkungsgrad der Kraftübertragung zu verbessern, sobald das Fahrzeug eine ausreichend hohe Drehzahl erreicht hat, kann das Steuergerät die Bypass-Kupplung 218 einkuppeln, um die Kurbelwelle des Motors 202 selektiv mit der Getriebeantriebswelle 204 zu koppeln.
Sowohl die Laufrad-Kupplung 206 als auch die Bypass-Kupplung 218 sind aktiv gesteuerte Reibungskupplungen mit Drehmomentkapazitäten, welche auf Änderungen des Flüssigkeitsdrucks in hydraulischen Schaltungen reagieren. Die hydraulischen Schaltungen können fest zugeordnete Schaltungen sein, deren einzige Funktion in der Steuerung der Kupplung besteht. Alternativ können die hydraulischen Schaltungen zudem für andere Funktionen verwendet werden, wie beispielsweise die Versorgung des Torus des Drehmomentwandlers mit Flüssigkeit. Wird die Drehmomentkapazität per Befehl auf null gesetzt, können sich die durch die Kupplung selektiv gekoppelten Elemente bei unterschiedlichen Drehzahlen frei drehen und das einzige übertragene Drehmoment ist ein kleines parasitäres Schleppdrehmoment. Dies nennt sich offener Zustand. In einem teilweise eingekuppelten Zustand drehen sich die durch eine Kupplung selektiv gekoppelten Elemente bei unterschiedlichen Drehzahlen und ist die Drehmomentkapazität größer als null. Ein Drehmoment gleich der Drehmomentkapazität der Kupplung wird auf das langsamere Element aufgebracht und ein Drehmoment in entgegengesetzter Richtung wird auf das schnellere Element aufgebracht. Drehen sich die Elemente mit der gleichen Drehzahl, bezeichnet man die Kupplung als vollständig eingekuppelt. Im vollständig eingekuppelten Zustand wird das übertragene Drehmoment durch die Drehmomente bestimmt, welche durch andere Komponenten auf die Elemente aufgebracht werden. Überschreitet dieses Drehmoment jedoch die Drehmomentkapazität der Kupplung, entwickelt sich ein Schlupf zwischen den Elementen und die Kupplung wechselt in den teilweise eingekuppelten Zustand.
Die vorstehend beschriebene Steuerlogik oder vorstehend beschriebenen Steuerfunktionen können durch Ablaufdiagramme oder ähnliche Diagramme in einer oder mehreren Figuren dargestellt werden. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerstrategien und/oder eine repräsentative Steuerlogik bereit, welche unter Verwendung einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien umgesetzt werden können, wie beispielsweise ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multi-Tasking, Multi-Threading und dergleichen. Als solches können verschiedene veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Wenngleich nicht immer ausdrücklich veranschaulicht, wird ein einschlägiger Durchschnittsfachmann erkennen, dass eine/r oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen wiederholt durchgeführt werden können, je nach konkret eingesetzter Verarbeitungsstrategie.
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Steueralgorithmus 300 beschrieben, welcher ein Verfahren zum Betreiben eines Motor-Start/Stopp-Systems unter Verwendung eines Drehmomentwandlers mit einer Laufrad-Kupplung veranschaulicht. Der Steueralgorithmus beginnt bei Block 302. Ein Satz Eingangsbedingungen wird anschließend in den Blöcken 304–312 bewertet. Bei Entscheidungsblock 306 wird ein erster Bremsdruck P_brk1 mit einer ersten Druckgrenze P_thd1 verglichen. Die erste Druckgrenze P_thd1 ist ein Wert, welcher mit der Absicht eines Fahrzeugführers assoziiert ist, ein automatisches Roll-Stopp-Ereignis zu initiieren. Wenn der erste Bremsdruck P_brk1 bei Entscheidungsblock 306 unter der ersten Druckgrenze P_thd1 liegt, kehrt der Steueralgorithmus zum Ausgangspunkt zurück, um die Eingangsbedingungen bei Block 304 erneut zu bewerten. Wenn der erste Bremsdruck P_brk1 bei Entscheidungsblock 306 größer als die oder gleich der ersten Druckgrenze P_thd1 ist, vergleicht der Steueralgorithmus bei Block 308 eine Fahrzeugdrehzahl Vsp mit einer unteren Drehzahlgrenze Vsp_low. Die untere Drehzahlgrenze Vsp_low kann ein Wert sein, welcher mit der Leerlaufdrehzahl des Fahrzeugs assoziiert ist.
Wenn die Fahrzeugdrehzahl Vsp bei Entscheidungsblock 308 unter der unteren Drehzahlgrenze V_{sp_low} liegt, kehrt der Steueralgorithmus zum Ausgangspunkt zurück, um die Eingangsbedingungen bei Block 304 erneut zu bewerten. Wenn die Fahrzeugdrehzahl Vsp bei Entscheidungsblock 308 größer als die untere Drehzahlgrenze Vsp_low ist, vergleicht der Steueralgorithmus bei Block 310 die Fahrzeugdrehzahl Vsp mit einer oberen Drehzahlgrenze V_{sp_high}. Die obere Drehzahlgrenze Vsp_high ist ein Wert, welcher mit einer maximalen Fahrzeugdrehzahl assoziiert ist, bei welcher ein Roll-Start/Stopp-Modus ausgeführt werden kann. Wenn die Fahrzeugdrehzahl Vsp bei Entscheidungsblock 310 über der oberen Drehzahlgrenze V_{sp_high} liegt, kehrt der Steueralgorithmus zum Ausgangspunkt zurück, um die Eingangsbedingungen bei Block 304 erneut zu bewerten. Wenn die Fahrzeugdrehzahl Vsp bei Entscheidungsblock 310 unter der oberen Drehzahlgrenze Vsp_high liegt, bewertet der Steueralgorithmus andere Fahrzeugbedingungen, um festzustellen, ob der Motor abgeschaltet werden kann. Andere Fahrzeugbedingungen können den Ladezustand der Batterie, Verbraucher im elektronischen System, die Katalysatortemperatur usw. beinhalten.
Wenn andere Fahrzeugbedingungen darauf hindeuten, dass der Motor zu diesem Zeitpunkt nicht abgeschaltet werden sollte, kehrt der Steueralgorithmus zum Ausgangspunkt zurück, um die Eingangsbedingungen bei Block 304 erneut zu bewerten. Im Gegensatz dazu wird, wenn bei Entscheidungsblock 312 nach dem Bewerten anderer Fahrzeugbedingungen bestimmt wird, dass der Motor abgeschaltet werden kann, eine Roll-Start/Stopp-Strategie („RSS“) bei Block 314 umgesetzt. Während der Umsetzung des RSS-Modus wird der Motor automatisch abgeschaltet und die Laufrad-Kupplung des Drehmomentwandlers wird aufgefordert auszukuppeln, um Laufrad und Motor zu entkoppeln (d.h. Antriebsstrang ist offen). Anschließend bestimmt der Steueralgorithmus einen aktuellen Bremspedaldruck P_brk2 bei Block 316 und berechnet anschließend bei Block 318 eine Differenz ΔPbrk zwischen dem aktuellen Bremspedaldruck P_brk2 und dem ersten Bremspedaldruck P_brk1.
Die Änderung oder Differenz ΔPbrk zwischen dem aktuellen Bremspedaldruck P_brk2 und dem ersten Bremspedaldruck P_brk1 wird anschließend bei Entscheidungsblock 320 mit einer entsprechenden Druckgrenze P_thd2verglichen. Die entsprechende Druckgrenze P_thd2 ist ein Wert, welcher mit der Absicht eines Fahrzeugführers assoziiert ist, das automatische Roll-Stopp-Ereignis zu verlassen. Überschreitet die Änderung des Bremsleitungsdrucks ΔP_brk den Grenzwert P_thd2, deutet dies auf die Absicht eines Fahrzeugführers hin, das automatische Roll-Stopp-Ereignis zu verlassen, und der Steueralgorithmus verlässt anschließend bei Block 324 die RSS-Strategie. Der Motor wird anschließend neu gestartet und der Antriebsstrang ist geschlossen, d.h. die Laufrad-Kupplung ist eingekuppelt, um das Laufrad und den Motor miteinander zu koppeln. Unterschreitet die Änderung des Bremsleitungsdrucks ΔP_brk bei Block 320 die entsprechende Druckgrenze P_thd2, deutet dies darauf hin, dass der Fahrzeugführer die Fortführung des automatischen Roll-Stopp-Ereignisses beabsichtigt, und der Steueralgorithmus bewertet anschließend bei Entscheidungsblock 322, ob andere Fahrzeugbedingungen das erneute Starten des Motors erfordern.
Andere Fahrzeugbedingungen können den Ladezustand der Batterie, Verbraucher im elektronischen System, die Katalysatortemperatur usw. beinhalten. Beispielsweise kann das Steuergerät bestimmen, ob der Leistungsbedarf des Fahrzeugs eine aktuell verfügbare elektrische Leistung übersteigt, wobei der Leistungsbedarf des Fahrzeugs auf einer Menge elektrischer Energie basiert, welche erforderlich ist, um die zusätzlichen Verbraucher und Teilsysteme des Fahrzeugs mit Strom zu versorgen. Ist dies der Fall, muss der Motor unter Umständen wieder gestartet werden, um den Leistungsbedarf des Fahrzeugs zu decken. Gleichermaßen kann das Steuergerät bestimmen, dass der Motor als Reaktion auf eine einem Grenzwert entsprechende Batteriespannung wieder gestartet werden soll.
Erfordern andere Fahrzeugbedingungen einen erneuten Start des Motors bei Entscheidungsblock 322, verlässt der Steueralgorithmus bei Block 324 die RSS-Strategie, startet er den Motor neu und ist die Laufrad-Kupplung eingekuppelt, um den Antriebsstrang zu schließen und um das Laufrad des Drehmomentwandlers mit dem Motor zu koppeln. Wenn andere Fahrzeugbedingungen bei Entscheidungsblock 322 kein erneutes Starten des Motors erfordern, kehrt der Steueralgorithmus zu Block 316 zurück, um den aktuellen Bremspedaldruck P_brk2 und jede anschließende Änderung des Bremsleitungsdrucks ΔP_brk weiter zu bewerten. Die Steuerstrategie endet bei Block 326.
Während vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Die in der Patentschrift verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende Ausdrücke als einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass diverse Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen zu bilden.

Claims

Fahrzeug, beinhaltend: einen Motor; einen Drehmomentwandler, welcher ein Laufrad, eine Turbine, einen Stator, eine Bypass-Kupplung zum selektiven Koppeln von Laufrad und Turbine, und eine Laufrad-Kupplung zum abwechselnden Einkuppeln und Auskuppeln einer Antriebsverbindung zwischen Laufrad und Motor beinhaltet; und ein Steuergerät des Fahrzeugs, welches so programmiert ist, dass es das automatische Abschalten des Motors und das Auskuppeln der Laufrad-Kupplung als Reaktion auf einen ersten Bremsdruck, welcher eine Druckgrenze überschreitet, und eine Fahrzeugdrehzahl, welche eine erste Drehzahlgrenze überschreitet, initiiert.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät des Fahrzeugs ferner so programmiert ist, dass es als Reaktion darauf, dass die Fahrzeugdrehzahl unter eine zweite Drehzahlgrenze liegt, das automatische Abschalten des Motors und das Auskuppeln der Laufrad-Kupplung initiiert.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät des Fahrzeugs zudem so programmiert ist, dass es als Reaktion darauf, dass eine Differenz zwischen einem zweiten Bremsdruck und dem ersten Bremsdruck einen entsprechenden Grenzwert überschreitet, das Einkuppeln der Laufrad-Kupplung initiiert.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät des Fahrzeugs zudem so programmiert ist, dass es als Reaktion darauf, dass eine Differenz zwischen einem zweiten Bremsdruck und dem ersten Bremsdruck einen entsprechenden Grenzwert überschreitet, den automatischen Neustart des Motors initiiert.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät des Fahrzeugs zudem so programmiert ist, dass es als Reaktion darauf, dass mindestens ein Leistungsbedarf des Fahrzeugs eine aktuell verfügbare elektrische Leistung überschreitet und ein Gaspedal betätigt wird, das Einkuppeln der Laufrad-Kupplung und den Neustart des Motors initiiert.
Verfahren zum Betreiben eines automatischen Start/Stopp-Systems in einem Fahrzeug mit einem Motor und einem Drehmomentwandler mit Laufrad-Kupplung, beinhaltend: Steuern des Drehmomentwandlers dahingehend, dass er die Laufrad-Kupplung auskuppelt, um ein Laufrad des Drehmomentwandlers und den Motor als Reaktion auf ein automatisches Abschalten des Motors zu entkoppeln, wenn ein Bremsdruck eine Druckgrenze und eine Fahrzeugdrehzahl eine Drehzahlgrenze überschreiten.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner beinhaltend: Steuern des Drehmomentwandlers dahingehend, dass dieser als Reaktion auf eine Änderung des Bremsdrucks, welche unter einem Grenzwert liegt, das Auskuppeln der Laufrad-Kupplung beibehält.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner beinhaltend: Steuern des Drehmomentwandlers dahingehend, dass dieser als Reaktion darauf, dass die Änderung des Bremsdrucks über einem Grenzwert liegt, die Laufrad-Kupplung einkuppelt, um Laufrad und Motor zu koppeln.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner beinhaltend: das Steuern des Drehmomentwandlers dahingehend, dass dieser als Reaktion auf das Betätigen eines Gaspedals die Laufrad-Kupplung einkuppelt, um Laufrad und Motor zu koppeln.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner beinhaltend: das Steuern des Drehmomentwandlers dahingehend, dass dieser als Reaktion darauf, dass ein Leistungsbedarf des Fahrzeugs eine aktuell verfügbare elektrische Leistung überschreitet, die Laufrad-Kupplung einkuppelt, um Laufrad und Motor zu koppeln.