DE102019003552A1

DE102019003552A1 - Verfahren zum Abschalten eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugantriebsstrangs, Steuervorrichtung, Fahrzeug, Computerprogramm und computerlesbares Medium

Info

Publication number: DE102019003552A1
Application number: DE102019003552.6A
Authority: DE
Inventors: Magnus Carlgren; Martin BERGLUND
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2018-06-12
Filing date: 2019-05-20
Publication date: 2019-12-12
Also published as: SE542021C2; SE1850714A1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren, das von einer Steuervorrichtung (100) durchgeführt wird, um einen Verbrennungsmotor (2) eines Fahrzeugantriebsstrangs (3) abzuschalten. Der Fahrzeugantriebsstrang (3) umfasst einen Verbrennungsmotor (2), ein Getriebe (4) und eine zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnete Kupplung (9). Das Verfahren umfasst das Einrücken der Kupplung, um dem Verbrennungsmotor ein Bremsmoment zu liefern und dadurch den Verbrennungsmotor abzuschalten. Die Offenbarung betrifft ferner eine Steuervorrichtung, die dazu konfiguriert ist, einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugantriebsstrangs abzuschalten, sowie ein Fahrzeug, das eine solche Vorrichtung umfasst. Darüber hinaus werden ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium offenbart.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein Verfahren zum Abschalten eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugantriebsstrangs. Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner allgemein eine Steuervorrichtung, die dazu konfiguriert ist, einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugantriebsstrangs abzuschalten, sowie ein Fahrzeug, das eine solche Steuervorrichtung umfasst. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Offenbarung allgemein ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium.
HINTERGRUND
Fahrzeuggetriebe sind dafür ausgelegt, ein Drehmoment von einem Motor auf die Antriebsräder des Fahrzeugs zu übertragen, um das Fahrzeug anzutreiben. Der Fahrzeugantriebsstrang umfasst im Allgemeinen einen Verbrennungsmotor, ein Getriebe, das dazu angeordnet ist, wahlweise ein Drehmoment zwischen dem Verbrennungsmotor und den Antriebsrädern zu übertragen, und eine Kupplung, die zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnet ist.
Aufgrund von Umweltgesetzgebungen, insbesondere im Hinblick auf die CO₂-Emissionen, wird das Starten und Stoppen von Motoren immer häufiger. Heute werden Verbrennungsmotoren oft abgeschaltet, indem die Kraftstoffeinspritzung gestoppt und/oder die Zündung unterbrochen wird. Aufgrund der Trägheit des Motors dauert der Übergang zum Stillstand jedoch einige Zeit. Während dieser Übergangsperiode können unerwünschte Schwingungen auftreten. Darüber hinaus können zudem Geräusche von Motorgetriebe, Verdichtung und anderen Bestandteilen des Antriebsstrangs auftreten. Diese Schwingungen und/oder Geräusche sind für den Fahrer und die Insassen des Fahrzeugs unangenehm. Daher besteht der Wunsch, diese Schwingungen und das beim Abschalten des Verbrennungsmotors entstehende Geräusch zu beseitigen oder zumindest zu reduzieren.
WO 2015/166819 offenbart eine Verbrennungsmotorstopp-Steuervorrichtung, die in der Lage ist, Unannehmlichkeiten für die Insassen aufgrund von Vibrationen beim Stoppen des Verbrennungsmotors zu verringern. Die Steuervorrichtung führt einen Schaltvorgang, der die Gangposition in die höchste Stellung schaltet, und einen Kupplungsvorgang durch, der eine automatische Kupplung in einen Übertragungszustand schaltet, wenn eine Motorstoppanweisung ausgegeben wurde.
Darüber hinaus wurde bei Hybridfahrzeugen bereits vorgeschlagen, den Motor unter Verwendung des Elektromotors schnell abzuschalten, um die oben genannten Probleme zu überwinden. Ein Beispiel für eine solche Lösung ist in JP 2009-204065 A offenbart.
KURZDARSTELLUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Problem von Schwingungen und/oder Geräuschen beim Abschalten eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugantriebsstrangs zu überwinden oder zumindest zu reduzieren.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Die vorliegende Erfindung stellt ein von einer Steuervorrichtung durchgeführtes Verfahren zum Abschalten eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugantriebsstrangs bereit. Der Fahrzeugantriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor mit einer Abtriebswelle. Der Fahrzeugantriebsstrang umfasst ferner ein Getriebe, das dazu angeordnet ist, wahlweise ein Drehmoment zwischen dem Verbrennungsmotor und mindestens einem Antriebsrad zu übertragen, wobei das Getriebe eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle umfasst. Darüber hinaus umfasst der Fahrzeugantriebsstrang eine zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnete Kupplung, wobei die Kupplung mit der Eingangswelle des Getriebes und der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist. Das Verfahren umfasst die Schritte:

a) wenn ein Motorabschaltereignis angewiesen wird, Festsetzen der Eingangswelle (10) des Getriebes (4) mittels des Getriebes (4) in einen nicht drehenden Zustand, falls nicht bereits in dem nicht drehenden Zustand festgesetzt; und
b) Einrücken der Kupplung (9), um ein Bremsmoment an die Abtriebswelle (7) des Verbrennungsmotors zu liefern.

Mittels der vorliegenden Erfindung kann der Motor innerhalb einer kurzen Zeitspanne abgeschaltet werden, schneller als dies durch einfaches Unterbrechen der Zündung und/oder Stoppen der Kraftstoffeinspritzung erreichbar ist. Daher kann die Zeitspanne beim Abstellen, in der der Verbrennungsmotor in einem Drehzahlbereich arbeitet, der Resonanzen durch Zusammenfallen mit der Eigenfrequenz der benachbarten Fahrzeugkomponenten verursachen kann, sehr kurz sein. Tatsächlich kann die Dauer so kurz sein, dass die Schwingungen, die die Resonanz verursachen, nicht einmal genügend Zeit haben, um erzeugt zu werden. Ferner ermöglicht das vorliegende Verfahren ein sanfteres Abschalten des Motors. Dadurch werden beim Abschalten des Verbrennungsmotors weniger Schwingungen und Geräusche auftreten, und können sogar im Wesentlichen vermieden werden. Das vorliegende Verfahren stellt daher einen erhöhten Komfort für den Fahrer und mögliche Passagiere bereit. Diese Vorteile werden ohne Hinzufügen zusätzlicher Hardware erreicht und stellen somit eine kosteneffiziente Lösung des Problems dar.
Angesichts der Tatsache, dass die Eingangswelle durch das Getriebe vor dem Einrücken der Kupplung in einem nicht drehenden Zustand festgesetzt wird, kann das vorliegende Verfahren darüber hinaus eine unnötige Torsionsverwindung des Antriebsstrangs beim Abstellen des Verbrennungsmotors vermeiden.
Das vorstehend offenbarte Verfahren kann ferner einen Schritt des Steuerns des Antriebsstrangs derart umfassen, dass die Drehmomentübertragung von der Eingangswelle des Getriebes auf das mindestens eine Antriebsrad deaktiviert wird bevor die Kupplung eingerückt wird, um der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors ein Bremsmoment zu liefern. Dadurch wird den Torsionskräften, denen die Eingangswelle des Getriebes ausgesetzt ist, durch das mindestens eine Antriebsrad nicht entgegengewirkt und somit werden weniger Komponenten des Antriebsstrangs belastet, wenn die Kupplung eingerückt wird. Dies führt zu einer geringeren Torsionsverwindung des Antriebsstrangs, was ferner zu einer geringeren Torsionsschwingung führt, die eine Torsionsrückführung der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors anstrebt, wenn der Verbrennungsmotor eine Nulldrehzahl erreicht hat. Daher kann die Kupplung eingerückt sein, bis der Verbrennungsmotor vollständig abgestellt ist. Dies führt unter anderem zu einer einfacheren Steuerung des Verfahrens zum Abschalten des Verbrennungsmotors des Fahrzeugantriebsstrangs.
Das Steuern des Antriebsstrangs, um die Drehmomentübertragung von der Eingangswelle des Getriebes auf das mindestens eine Antriebsrad zu deaktivieren, kann das Verhindern der Drehmomentübertragung zwischen der Eingangswelle des Getriebes und der Ausgangswelle des Getriebes umfassen. Dadurch ist es möglich, den Verbrennungsmotor noch vor dem vollständigen Stillstand des Fahrzeugs abzuschalten, falls erwünscht. Dies wiederum führt zu einer robusteren Lösung, da das Verfahren nicht empfindlich darauf reagiert, dass das Fahrzeug beim Abschalten des Verbrennungsmotors völlig stillsteht. Tatsächlich würde dies die Verwendung des vorliegenden Verfahrens zum Abschalten des Verbrennungsmotors unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ermöglichen. Das Abstellen des Verbrennungsmotors mittels des vorliegenden Verfahrens könnte daher bei Bedarf und/oder Wunsch auch bei hohen Fahrgeschwindigkeiten des Fahrzeugs erfolgen.
Der Schritt zum Festsetzen der Eingangswelle des Getriebes in einen nicht drehenden Zustand mittels des Getriebes kann das Aktivieren mindestens einer Getriebebremse des Getriebes umfassen. Die heute verwendeten Getriebe weisen im Allgemeinen mindestens eine Getriebebremse auf, so dass keine zusätzlichen Komponenten zum Getriebe hinzugefügt werden müssen, um die Eingangswelle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand festzusetzen. Beim Aktivieren der mindestens einen Getriebebremse des Getriebes kann die Getriebebremse eine Haltekraft bereitstellen, die ein Drehen einer der Getriebebremse zugeordneten Welle (des Getriebes) verhindert. Durch das Einlegen geeigneter Gänge kann daher bei Bedarf die Getriebebremse genutzt werden, um die Eingangswelle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand festzusetzen.
Alternativ oder zusätzlich kann der Schritt zum Festsetzen der Eingangswelle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand mittels des Getriebes das Arretieren mindestens einer Welle des Getriebes mittels einer Arretierungsvorrichtung, die geeignet ist, die mindestens eine Welle des Getriebes wahlweise in einem nicht drehenden Zustand zu arretieren, umfassen. Durch die Verwendung einer solchen Arretierung kann die Eingangswelle des Getriebes einfach im nicht drehenden Zustand sicher festgesetzt werden. Falls die Arretierungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, wahlweise eine andere Welle des Getriebes als die Eingangswelle des Getriebes zu arretieren, kann die Eingangswelle des Getriebes im nicht drehenden Zustand mittels der Arretierungsvorrichtung durch Eingreifen geeigneter Zahnräder festgesetzt werden, die die der Arretierungsvorrichtung zugeordnete Welle mit der Eingangswelle des Getriebes verbinden. Falls die Arretierungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die Eingangswelle des Getriebes wahlweise zu arretieren, ist es nicht erforderlich, irgendwelche Gänge des Getriebes einzulegen. Dadurch kann die Torsionsverwindung, wie vorstehend erläutert, noch weiter reduziert werden.
Alternativ kann der Schritt zum Festsetzen der Eingangswelle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand mittels des Getriebes das Einlegen eines ersten Gangs des Getriebes und das Einlegen eines zweiten Gangs des Getriebes umfassen, so dass der erste Gang und der zweite Gang gleichzeitig eingelegt sein. Da ein erster Gang und ein zweiter Gang gleichzeitig eingelegt sind, können sich die Wellen des Getriebes nicht drehen, was wiederum dazu führt, dass die Eingangswelle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand festgesetzt ist.
Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Ausrückens der Kupplung, bevor der Verbrennungsmotor vollständig abgeschaltet wird, umfassen. Dadurch ist es möglich zu vermeiden, dass eine mögliche Torsionsverwindung des auf den Verbrennungsmotor einwirkenden Antriebsstrangs bei Erreichen einer Nulldrehzahl des Verbrennungsmotors erfolgt. Dies kann somit zu einer geringeren Gefahr der Beschädigung der Kupplung führen.
Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Stoppens der Kraftstoffeinspritzung in den Verbrennungsmotor und/oder des Unterbrechens der Zündung des Verbrennungsmotors, wenn ein Motorabschaltereignis angewiesen wird, umfassen. Der Schritt des Unterbrechens der Kraftstoffeinspritzung und/oder des Unterbrechens der Zündung kann vor, zur gleichen Zeit oder nach dem Einrücken der Kupplung zum Liefern eines Bremsmoments an den Verbrennungsmotor durchgeführt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Verwendung der Kupplung zum Liefern eines Bremsmoments an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors für nur einen Teil der Dauer des Abstellens des Verbrennungsmotors ermöglicht werden kann, falls gewünscht. So könnte beispielsweise die Kupplung nur zum Durchfahren desjenigen Drehzahlbereichs der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verwendet werden, der die Resonanz verursachen kann. Darüber hinaus kann es zu einem sanfteren Abschalten des Verbrennungsmotors führen.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner eine Steuervorrichtung, die dazu konfiguriert ist, einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugantriebsstrangs abzuschalten, wobei der Fahrzeugantriebsstrang umfasst:

einen Verbrennungsmotor mit einer Abtriebswelle,
ein Getriebe, das dazu angeordnet ist, wahlweise ein Drehmoment zwischen dem Verbrennungsmotor und mindestens einem Antriebsrad zu übertragen, wobei das Getriebe eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle umfasst, und eine zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnete Kupplung, wobei die Kupplung mit der Eingangswelle des Getriebes und der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist;

So kann mittels der Steuereinrichtung der Verbrennungsmotor des Fahrzeugantriebsstrangs schnell und sanft abgeschaltet werden. Dies hat die oben bezüglich des Verfahrens zum Abschalten eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugantriebsstrangs beschriebenen Vorteile.
Die Steuervorrichtung kann ferner dazu konfiguriert sein, wenn ein Motorabschaltungsereignis angewiesen wird, den Antriebsstrang so zu steuern, dass die Drehmomentübertragung von der Eingangswelle des Getriebes auf das mindestens eine Antriebsrad vor dem Einrücken der Kupplung zum Liefern eines Bremsmoments an der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors deaktiviert wird. Dadurch kann eine geringere Torsionsverwindung erreicht werden, wenn der Verbrennungsmotor abgeschaltet wird.
Die Steuervorrichtung kann ferner dazu konfiguriert sein, die Kupplung auszurücken, bevor der Verbrennungsmotor vollständig ausgeschaltet wird.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein Fahrzeug, das einen Fahrzeugantriebsstrang umfasst, wobei der Fahrzeugantriebsstrang umfasst:

einen Verbrennungsmotor mit einer Abtriebswelle,
ein Getriebe, das dazu angeordnet ist, wahlweise ein Drehmoment zwischen dem Verbrennungsmotor und mindestens einem Antriebsrad zu übertragen, wobei das Getriebe eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle umfasst, und eine zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnete Kupplung, wobei die Kupplung mit der Eingangswelle des Getriebes und der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist.

Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein Computerprogramm, wobei das Computerprogramm einen Programmcode umfasst, um zu veranlassen, dass eine Steuervorrichtung oder ein mit der Steuervorrichtung verbundener Computer das wie vorstehend offenbarte Verfahren zum Abschalten eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugantriebsstrangs ausführt.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Offenbarung ein computerlesbares Medium, das Anweisungen umfasst, die bewirken, wenn sie von einer Steuervorrichtung oder einem mit der Steuervorrichtung verbundenen Computer ausgeführt werden, dass die Steuervorrichtung oder der Computer das oben beschriebene Verfahren zum Abschalten eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugantriebsstrangs durchführt.
Figurenliste

1 stellt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs dar;
2 stellt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugantriebsstrangs dar;
3a stellt ein Flussdiagramm dar, das schematisch ein Verfahren zum Abschalten eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugantriebsstrangs gemäß einem Ausführungsbeispiel wiedergibt;
3b stellt ein Flussdiagramm dar, das schematisch ein Verfahren zum Abschalten eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugantriebsstrangs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wiedergibt;
4 stellt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugantriebsstrangs dar;
5 stellt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugantriebsstrangs dar;
6 stellt schematisch eine Vorrichtung dar, die eine Steuervorrichtung bilden, umfassen oder Teil einer Steuervorrichtung sein kann, welche dazu konfiguriert ist, einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugantriebsstrangs abzuschalten.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf Ausführungsbeispiele und die beigefügten Zeichnungen genauer erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die erläuterten und/oder in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann im Rahmen der beigefügten Ansprüche variiert werden. Darüber hinaus sollten die Zeichnungen nicht als maßstabsgetreu gezeichnet betrachtet werden, da einige Merkmale übertrieben sein können, um die Erfindung oder deren Merkmale besser zu veranschaulichen.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein von einer Steuervorrichtung durchgeführtes Verfahren zum Abschalten eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugantriebsstrangs. Der Antriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor mit einer Abtriebswelle und ein Getriebe, das dazu angeordnet ist, wahlweise ein Drehmoment zwischen dem Verbrennungsmotor und mindestens einem Antriebsrad zu übertragen, wobei das Getriebe eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle umfasst. Der Antriebsstrang umfasst ferner eine Kupplung, die zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnet ist. Die Kupplung ist mit der Eingangswelle des Getriebes und der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden. So kann, wenn die Kupplung eingerückt ist, ein Drehmoment vom Verbrennungsmotor auf das Getriebe übertragen werden, wohingegen dann, wenn die Kupplung nicht eingerückt ist, ein Drehmoment vom Verbrennungsmotor nicht auf das Getriebe übertragen werden kann.
Das Verfahren zum Abschalten eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugantriebsstrangs gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Schritt des Festsetzens, falls nicht bereits festgesetzt, der Eingangswelle des Getriebes in einem Zustand, in dem sich die Eingangswelle nicht dreht, wenn ein Motorabschaltungsereignis angewiesen wird. In der vorliegenden Offenbarung werden die Begriffe „Festsetzen“, „festgesetzt“ und dergleichen verwendet, um zu beschreiben, dass ein Bauteil (in diesem Fall die Eingangswelle) mit anderen Mitteln als dem Bauteil selbst absichtlich in einem bestimmten Zustand gehalten wird bzw. dass solche Mittel aktiviert werden, um das Bauteil in einem solchen Zustand zu halten. Unter Festsetzen der Eingangswelle in einem nicht drehenden Zustand ist somit das Halten der Eingangswelle mittels einer anderen Vorrichtung oder Anordnung (z.B. einer Festsetzanordnung, die nachfolgend beschrieben wird) zu verstehen, so dass die Eingangswelle sich nicht oder im Wesentlichen nicht drehen kann.
Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Einrückens der Kupplung, wenn die Eingangswelle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand festgesetzt ist. Da die Eingangswelle in einem nicht drehenden Zustand festgesetzt ist, liefert das Einrücken der Kupplung ein Bremsmoment an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors. Dieses Bremsmoment wird daher eine Verringerung der Drehzahl der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors bewirken. Dadurch kann der Verbrennungsmotor abgeschaltet werden.
Ein Motorabschaltereignis kann wie im Stand der Technik bekannt angewiesen werden. So kann beispielsweise eine Motorabschaltung durch einen Fahrer des Fahrzeugs angewiesen werden, beispielsweise durch Ausschalten eines Zündschalters des Fahrzeugs. Alternativ kann ein Motorabschaltereignis von einem Motorsteuersystem angewiesen werden, das dazu konfiguriert ist, den Verbrennungsmotor automatisch abzuschalten. Ein solches System kann beispielsweise dazu konfiguriert sein, den Verbrennungsmotor automatisch abzuschalten, wenn das Fahrzeug für eine vorbestimmte Mindestzeit stillsteht, beispielsweise beim Anhalten an Ampeln, beim Anhalten für das Öffnen einer Straßenbrücke oder dergleichen. Das angewiesene Motorabschaltereignis kann unabhängig davon, wie es angewiesen wird (d.h. sein Ursprung), von der zum Abschalten des Verbrennungsmotors konfigurierten Steuervorrichtung erkannt werden. Alternativ kann die Steuervorrichtung selbst ein Steuersystem umfassen, das dazu konfiguriert ist, einen Verbrennungsmotor automatisch abzuschalten, wobei in diesem Fall die Steuervorrichtung auch dazu konfiguriert sein kann, den Befehl für das Motorabschaltereignis zu erzeugen, wenn vorbestimmte Bedingungen, die zum Erzeugen eines Motorabschaltereignisses durch die Steuervorrichtung vordefiniert sind, erkannt wurden.
Das Verfahren zum Abschalten des Verbrennungsmotors des Fahrzeugantriebsstrangs kann ferner, vor dem Einrücken der Kupplung zum Liefern eines Bremsmoments an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors, einen Schritt zum Steuern der Antriebsstrangs umfassen, um die Drehmomentübertragung von der Eingangswelle des Getriebes auf das mindestens eine Antriebsrad zu deaktivieren. Die Deaktivierung der Drehmomentübertragung von der Eingangswelle des Getriebes auf das mindestens eine Antriebsrad kann mit einem beliebigen herkömmlichen Mittel erreicht werden. Mit anderen Worten, jede Komponente des Antriebsstrangs, die ausgerückt werden kann, sodass die Drehmomentübertragung auf die Antriebsräder deaktiviert wird, kann zu diesem Zweck verwendet werden. Wenn eine Drehmomentübertragung von der Eingangswelle des Getriebes auf die Antriebsräder deaktiviert ist, werden weniger Komponenten des Antriebsstrangs des Fahrzeugantriebsstrangs belastet, wenn die Eingangswelle in einem nicht drehenden Zustand festgesetzt ist und die Kupplung eingerückt wird, damit ein Bremsmoment an die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors geliefert wird. Dadurch kommt es bei weniger Komponenten des Antriebsstrangs des Fahrzeugantriebsstrangs zu einer Torsionsverwindung. Dies wiederum führt zu weniger Torsionsschwingungen, die versuchen, die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors zurückzudrehen, wenn die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors eine Nulldrehzahl erreicht hat. Bei einer derart kleinen Torsionsverwindung kann die Kupplung bis zum vollständigen Abstellen des Motors eingerückt bleiben, was wiederum zu einer einfacheren Steuerung der Kupplung und damit auch des Verfahrens zum Abschalten des Verbrennungsmotors an sich führt. Dies kann daher auch zu gleichmäßigeren und vorhersehbareren Ergebnissen des Verfahrens zum Abschalten des Verbrennungsmotors führen.
Das Steuern des Antriebsstrangs zum Deaktivieren der Drehmomentübertragung von der Eingangswelle des Getriebes auf das mindestens eine Antriebsrad, kann das Deaktivieren der Drehmomentübertragung von der Eingangswelle des Getriebes auf die Ausgangswelle des Getriebes umfassen. Dadurch können nur Bestandteile des Getriebes der Torsionsverwindung ausgesetzt werden.
Das Verfahren zum Abstellen eines Verbrennungsmotors wird von einer Steuervorrichtung durchgeführt, die dazu konfiguriert ist, den Verbrennungsmotor des Fahrzeugantriebsstrangs abzuschalten. Die Steuervorrichtung ist dazu konfiguriert, wenn ein Motorabschaltereignis angewiesen wird, das Getriebe dazu zu steuern, die Eingangswelle in einem nicht drehenden Zustand zu festzusetzen, falls sie nicht bereits im nicht drehenden Zustand festgesetzt ist. Die Steuervorrichtung ist ferner dazu konfiguriert, die Kupplung einzurücken, wenn die Eingangswelle des Getriebes im nicht drehenden Zustand festgesetzt ist. Dadurch liefert die Kupplung ein Bremsmoment an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors. Die Steuervorrichtung kann ferner dazu konfiguriert sein, jeglichen der Schritte des Verfahrens zum Abschalten eines Verbrennungsmotors wie hierin offenbart durchzuführen.
1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Beispiels eines Fahrzeugs 1. Das Fahrzeug 1 umfasst einen Antriebsstrang 3 mit einem Verbrennungsmotor 2 und einem Getriebe 4. Zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem Getriebe 4 ist eine Kupplung (siehe 2) angeordnet. Das Getriebe 4 ist über eine Ausgangswelle 6 des Getriebes 4 mit den Antriebsrädern 5 des Fahrzeugs 1 verbunden. Das Getriebe 4 ist dazu eingerichtet, während des Betriebs des Fahrzeugs wahlweise ein Drehmoment zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und den Antriebsrädern 5 zu übertragen.
Das Fahrzeug 1 kann ein schweres Fahrzeug sein, z.B. ein Lastwagen oder ein Bus, ist aber nicht darauf beschränkt. Darüber hinaus kann das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug sein, das zusätzlich zum Verbrennungsmotor 2 eine elektrische Maschine (nicht gezeigt) umfasst.
2 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugantriebsstrangs 3, wie beispielsweise einen Antriebsstrang des in 1 dargestellten Fahrzeugs 1. Der Antriebsstrang 3 umfasst den Verbrennungsmotor 2, ein Getriebe 4 und eine zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem Getriebe 4 angeordnete Kupplung 9. Das Getriebe kann ein automatisiertes Schaltgetriebe (AMT) sein. Die Kupplung 9 kann eine Reibungskupplung sein. Der Verbrennungsmotor 2 umfasst eine mit der Kupplung 9 verbundene Abtriebswelle 7. Das Getriebe 4 umfasst eine mit der Kupplung 9 verbundene Eingangswelle 10 und eine mit den Antriebsrädern 5 verbundene Ausgangswelle 6. Der Fahrzeugantriebsstrang kann ferner eine Steuervorrichtung 100 umfassen, wie nachfolgend näher beschrieben. Die Steuervorrichtung 100 ist dazu eingerichtet, mindestens einen Teil des Antriebsstrangs zu steuern. Insbesondere ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, die Kupplung 9 sowie das Getriebe 4 oder zumindest einen Teil davon zu steuern.
Das Getriebe kann ferner eine Festsetzanordnung 11 umfassen, die bei Aktivierung die Eingangswelle 10 des Getriebes 4 in einem nicht drehenden Zustand festsetzen kann. Die Festsetzanordnung 11 kann beispielsweise eine Getriebebremse des Getriebes und/oder eine Arretierungsvorrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, wahlweise mindestens eine Welle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand zu arretieren. Alternativ kann die Festsetzanordnung 11, wenn sie aktiviert ist, zwei gleichzeitig eingelegte Gänge umfassen. Diese verschiedenen Festsetzmaßnahmen werden nachfolgend mit Bezug auf die 4 und 5 näher erläutert.
3a stellt ein Flussdiagramm dar, das schematisch ein Verfahren zum Abschalten eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugantriebsstrangs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wiedergibt. Das in 3a dargestellte Verfahren kann beispielsweise für den in 2 gezeigten Fahrzeugantriebsstrang durchgeführt werden. Das Verfahren umfasst, wenn ein Motorabschaltungsereignis angewiesen wurde, einen ersten Schritt, s110, des Festsetzens der Eingangswelle des Getriebes mittels des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand, falls nicht bereits im nicht drehenden Zustand festgesetzt. Das Verfahren umfasst ferner einen zweiten Schritt, s120, zum Einrücken der Kupplung, wenn die Eingangswelle des Getriebes im nicht drehenden Zustand festgesetzt ist, wodurch ein Bremsmoment an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors geliefert wird. Das Bremsmoment wird deshalb erreicht, weil sich die Eingangswelle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand befindet, die dadurch anstrebt, die Drehzahl der Abtriebswelle zu reduzieren, wenn die Kupplung eingerückt ist.
3b stellt ein Flussdiagramm dar, das schematisch ein Verfahren zum Abschalten eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugantriebsstrangs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wiedergibt. Das in 3b dargestellte Verfahren entspricht dem Verfahren aus 3a, abgesehen davon, dass es zudem einen Schritt s100 zum Steuern des Antriebsstrangs umfasst, um die Drehmomentübertragung von der Eingangswelle des Getriebes auf das mindestens eine Antriebsrad zu deaktivieren. Der Schritt s100 kann, wie in 3b dargestellt, vorzugsweise vor dem Schritt s110 durchgeführt werden, da dadurch die Torsionsverwindung des Antriebsstrangs minimiert wird. Es ist jedoch auch möglich, den Schritt s100 gleichzeitig mit dem Schritt s110 oder sogar nach dem Schritt s110 durchzuführen. Der Schritt s100 ist jedoch vor dem Schritt s120 des Einrückens der Kupplung durchzuführen.
4 stellt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugantriebsstrangs dar. Der Antriebsstrang 3 umfasst einen Verbrennungsmotor 2, ein Getriebe 4 und eine zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem Getriebe 4 angeordnete Kupplung 9. Das Getriebe 4 umfasst eine mit der Kupplung 9 verbundene Eingangswelle 10 und eine mit den Antriebsrädern 5 verbundene Ausgangswelle 6. Das Getriebe 4 umfasst eine erste Getriebeeinheit 4A und eine zweite Getriebeeinheit 4B, die der ersten Getriebeeinheit 4A nachgeschaltet ist. Die erste Getriebeeinheit kann eine geteilte Getriebeeinheit sein. Die zweite Getriebeeinheit kann ein herkömmliches Hauptgetriebe darstellen, das auf eine Reihe von verschiedenen Vorwärtsübersetzungen eingestellt werden kann. Die zweite Getriebeeinheit 4B ist mit der ersten Getriebeeinheit 4A verbindbar. Obwohl in 4 nicht dargestellt, kann das Getriebe optional zusätzliche Getriebeeinheiten umfassen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, zum Beispiel ein der zweiten Getriebeeinheit nachgeschaltet angeordnetes Range-Getriebe. Der Antriebsstrang kann beispielsweise auch einen Retarder umfassen.
Die zweite Getriebeeinheit 4B umfasst eine Vorgelegewelle 20 mit Zahnrädern 12B, 13B, 14B, 15B, die drehbar an der Vorgelegewelle 20 befestigt sind. So kann beispielsweise das Zahnrad 12B den ersten Gang darstellen, das Zahnrad 13B den zweiten Gang darstellen und das Zahnrad 14B den dritten Gang darstellen. Das zweite Getriebe 4B umfasst ferner eine Hauptwelle 30 mit entsprechenden Zahnrädern 12A, 13A, 14A, die sich in Bezug auf die Hauptwelle 30 frei drehen, aber wahlweise zur Drehung mit der Hauptwelle 30 verblockt werden können, um einen Gang einzulegen. Wenn jedes der Zahnräder 12A, 13A, 14A sich in Bezug auf die Hauptwelle 30 frei dreht, befindet sich die zweite Getriebeeinheit 4B im Leerlauf. Dabei wird kein Drehmoment vom Verbrennungsmotor 2 auf die Antriebsräder 5 übertragen. Die Zahnräder 12A, 13A, 14A auf der Hauptwelle 30 können durch entsprechende Hülsen 16, 17, 18 verriegelt werden. So kann beispielsweise der erste Gang im zweiten Getriebe 4B eingelegt werden, indem die erste Hülse 16, die zum Drehen mit der Hauptwelle 30 angeordnet ist, in eine Position gebracht wird, in der das Zahnrad 12A sich im Eingriff befindet, d.h. in der Figur nach links. Das Zahnrad 12A wird sich dadurch mit der Hauptwelle 30 drehen, und die Vorgelegewelle 20 wird dadurch über das Zahnrad 12B mit der Hauptwelle 30 verbunden. Jedes Zahnradpaar auf der Vorgelegewelle 20 und der Hauptwelle 30 stellt eine Übersetzung dar. Der zweite Gang in der zweiten Getriebeeinheit 4B kann eingelegt werden, indem die erste Hülse 16 vom Zahnrad 12A ausgerückt wird und stattdessen eine zweite Hülse 17 in eine Position in der Figur nach rechts bewegt wird, in der stattdessen das Zahnrad 13A im Eingriff ist. Dadurch wird das Zahnrad 13A mit der Hauptwelle 30 in Drehung versetzt. Dementsprechend kann der dritte Gang in der zweiten Getriebeeinheit 4B eingelegt werden, indem die zweite Hülse 17 in der Figur nach links bewegt wird, wo stattdessen das Zahnrad 14A im Eingriff ist. Der erste bis dritte Gang in der zweiten Getriebeeinheit 4B wird jeweils für mehrere der Gesamtzahl der vom Getriebe 4 insgesamt bereitgestellten Gänge verwendet. Die zweite Getriebeeinheit 4B kann ferner einen Rückwärtsgang (nicht gezeigt) und einen Kriechgang (nicht gezeigt) umfassen.
Die Vorgelegewelle 20 umfasst ferner ein zusätzliches Zahnrad 15B, das, ähnlich wie oben, drehbar an der Vorgelegewelle 20 angebracht ist. Die erste Getriebeeinheit 4A umfasst ein entsprechendes Zahnrad 15A, das sich in Bezug auf die Eingangswelle 10 frei dreht, das aber wahlweise durch eine geteilte Hülse 18 zur Drehung mit der Eingangswelle 10 verblockt werden kann. Wenn die geteilte Hülse 18 das Zahnrad 15A mit der Eingangswelle 10 verblockt, kann Drehmoment über das entsprechende Zahnrad 15B auf der Vorgelegewelle 20 auf die Vorgelegewelle 20 übertragen werden. Die geteilte Hülse 18 kann ferner dazu verwendet werden, die Eingangswelle 10 direkt mit dem Zahnrad 14A der zweiten Getriebeeinheit 4B zu verbinden. Auf diese Weise kann, abhängig davon, ob sich das Zahnrad 14A auf der Hauptwelle 30 bezüglich der Hauptwelle 30 frei dreht oder ob es auf der Hauptwelle 30 verriegelt ist, ein Drehmoment über das entsprechende Zahnrad 14B auf der Vorgelegewelle 20 auf die Vorgelegewelle 20 übertragen werden oder ein Drehmoment kann von der Eingangswelle 10 direkt auf die Hauptwelle 20 übertragen werden. Das Zahnradpaar 15A/15B und die geteilte Hülse 18 können somit dazu verwendet werden, zwei verschiedene geteilte Übersetzungen für jeden Gang der zweiten Getriebeeinheit 4B bereitzustellen. Die erste Getriebeeinheit 4A kann somit zum Einlegen einer hohen geteilten Gangstufe oder einer niedrigen geteilten Gangstufe gesteuert werden. So kann beispielsweise das Einlegen der niedrigen geteilten Gangstufe umfassen, dass die Eingangswelle 10 über die geteilte Hülse 18 mit dem niedrigen Zahnrad 14A auf der Hauptwelle 30 verbunden wird. Wenn z.B. der erste Gang in der zweiten Getriebeeinheit 4B eingelegt ist, kann die geteilte Hülse 18 zum Eingriff mit dem Zahnrad 14A angeordnet sein. Auf diese Weise ist die Eingangswelle 10 direkt mit dem Zahnrad 14B verbunden, wodurch über das Zahnrad 14B eine erste Übersetzung zwischen der Eingangswelle 10 und der Vorgelegewelle 20 herstellt wird. Das Zahnrad 14A ist jedoch nicht mit der Hauptwelle 20 verblockt, sondern die Vorgelegewelle 20 kann über das Zahnradpaar 12A/12B mit der Hauptwelle 20 verbunden sein. Um den zweiten Gang einzulegen, wird stattdessen das Zahnradpaar 15A/15B in Eingriff gebracht, was zu einem zweiten Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle und der Vorlegewelle 20 führt. Das Zahnrad 12A befindet sich wie oben ausgeführt noch mit der ersten Haupthülse 16 in Eingriff, wodurch der Bereich jedes Ganges erweitert wird. Diese Aufteilung kann für jeden Gang der zweiten Getriebeeinheit 4B durchgeführt werden.
Jede der vorstehend beschriebenen Hülsen 16, 17, 18 kann beispielsweise durch pneumatische Stellglieder (nicht gezeigt) betätigt werden. Darüber hinaus kann die Kupplung 9 durch ein pneumatisches Stellglied (nicht gezeigt) betätigt werden.
Das Getriebe 4 kann eine oder mehrere Getriebebremsen aufweisen, wobei jede Getriebebremse mit einer entsprechenden Welle des Getriebes verbunden und dazu konfiguriert ist, die Drehzahl einer solchen Welle zu steuern. In 4 sind eine Eingangswellen-Getriebebremse 22 und eine Vorgelegewellen-Getriebebremse 21 dargestellt. Die Eingangswelle 10 ist mit der der Eingangswellen-Getriebebremse 22 zur Steuerung der Drehzahl der Eingangswelle 10 während eines Gangwechsels versehen. Dementsprechend ist die Vorgelegewelle 20 mit einer Vorgelegewellen-Getriebebremse 21 zur Steuerung der Drehzahl der Vorgelegewelle während eines Gangwechsels versehen. Das Getriebe kann jedoch nur eine der dargestellten Getriebebremsen oder mehr als zwei Getriebebremsen umfassen. Obwohl nicht in 4 gezeigt, kann beispielsweise das Getriebe auch eine Hauptwellen-Getriebebremse aufweisen.
Jeder der Getriebebremsen 21, 22 kann beispielsweise pneumatisch gesteuert sein. Die Getriebebremsen können beispielsweise Teil einer Synchronisationsanordnung des Getriebes sein. Der Zweck einer Synchronisationsanordnung ist die Synchronisation der Drehzahlen der Wellen zum Bewirken von Gangwechseln.
Der Antriebsstrang 3 kann ferner eine Steuervorrichtung 100 umfassen. Die Steuervorrichtung 100 kann dazu konfiguriert sein, das Getriebe 4 oder zumindest einen Teil desselben und die Kupplung 9 zu steuern. Die Steuervorrichtung kann eine oder mehrere Steuereinheiten 70 umfassen. In 4 ist nur ein Steuergerät 70 dargestellt. Die Steuervorrichtung 100 kann ferner einen Computer 72 umfassen, der mit der Steuereinheit 70 verbunden ist. Die Steuereinheit(en) 70 und der Computer 72 können jeweils einen Speicher M und/oder ein Computerprogramm P umfassen, die nachfolgend näher beschrieben werden. Die Steuervorrichtung kann über Verbindungen 70A mit einer oder mehreren Komponenten des Antriebsstrangs 3 verbunden sein. Zur Vereinfachung der Darstellung wurden die Verbindungen 70A des Steuergerätes 100 in 4 nicht vollständig dargestellt. Die Verbindungen 70A können physische Verbindungen oder nicht-physische Verbindungen sein, wie nachfolgend näher beschrieben wird. Eine Steuereinheit 70 der Steuervorrichtung 100 kann mit jeglichem Teil des Antriebsstrangs, wie beispielsweise dem Verbrennungsmotor 2, der Kupplung 9 und/oder dem Getriebe 4, verbunden sein, um den Betrieb eines solchen Teils des Antriebsstrangs zu steuern. Alternativ können der Verbrennungsmotor, die Kupplung und das Getriebe jeweils ein separates Steuergerät aufweisen, das direkt oder über ein gemeinsames Steuergerät mit den anderen Steuergeräten der Steuervorrichtung verbunden ist. Die Steuervorrichtung 100 kann auf Wunsch dazu konfiguriert sein, den gesamten Antriebsstrang 3 des Fahrzeugs 1 zu steuern.
Wenn eine Motorabschaltung angewiesen wird, kann die Eingangswelle 10 des Getriebes 4 in einem nicht drehenden Zustand festgesetzt werden, falls sie nicht bereits im nicht drehenden Zustand festgesetzt ist. Bei Betrachtung des Fahrzeugantriebsstrangs 3 aus 4 kann das Festsetzen der Eingangswelle in einem nicht drehenden Zustand das Aktivieren der Eingangswellen-Getriebebremse 22 solchermaßen umfassen, dass die Eingangswellen-Getriebebremse 22 ein Drehen der Eingangswelle 10 des Getriebes verhindert. Alternativ oder zusätzlich kann das Zahnradpaar 15A/15B in Eingriff gebracht und die Vorgelegewellen-Getriebebremse aktiviert werden, um eine Drehung der Vorgelegewelle zu verhindern. Da die Vorgelegewelle 20 nicht rotieren kann und das Zahnradpaar 15A/15B in Eingriff ist, wird die Drehung der Eingangswelle durch die Vorgelegewellen-Getriebebremse 21 verhindert. Falls das Getriebe eine Hauptwellen-Getriebebremse umfasst, kann die Hauptwellen-Getriebebremse zum Festsetzen der Eingangswelle in einem nicht drehenden Zustand verwendet werden, beispielsweise durch in Eingriff bringen der Zahnradpaare 15A/15B und mindestens eines der Zahnradpaare 12A/12B, 13A/13B und 14A/14B. Alternativ kann die geteilte Hülse 18 so angeordnet werden, dass sie die Eingangswelle 10, wie vorstehend beschrieben, direkt mit der Hauptwelle 30 des Getriebes verbindet. In diesem Fall wird die Hauptwellen-Getriebebremse durch Verhindern einer Drehung der Hauptwelle auch die Eingangswelle 10 am Drehen hindern.
Obwohl Getriebebremsen von Getrieben im Allgemeinen dazu konfiguriert sind, eine zugehörige Welle des Getriebes zu bremsen, können sie auch zum Festsetzen der Eingangswelle des Getriebes 4 in einem nicht drehenden Zustand beim Abschalten des Verbrennungsmotors verwendet werden. Dies liegt unter anderem daran, dass die Drehzahl der Wellen des Getriebes im Allgemeinen sehr niedrig ist, wenn ein Motorabschaltereignis angewiesen wird. Daher sind die Getriebebremsen auch in der Lage, eine Haltekraft bereitzustellen, die ein Drehen einer der Getriebebremse zugeordneten Welle verhindert.
Die Eingangswelle 10 kann alternativ in einem nicht drehenden Zustand festgesetzt werden, indem ein erster Gang, der einem ersten Übersetzungsverhältnis des Getriebes entspricht, und ein zweiter Gang, der einem zweiten Übersetzungsverhältnis des Getriebes entspricht, so eingelegt werden, dass der erste und zweite Gang gleichzeitig eingelegt sind. Wenn zwei Gänge gleichzeitig eingelegt sind, kann sich eine den Gängen zugeordnete Welle nicht drehen, da die beiden Gänge für unterschiedliche Drehzahlen der Welle konfiguriert sind. Bei Betrachtung des in 4 dargestellten beispielhaften Getriebes 4 können zwei Gänge gleichzeitig eingelegt werden, indem das Zahnradpaar 15A/15 sowie zwei der folgenden Zahnradpaare in Eingriff gebracht werden: 12A/12B, 13A/13B und 14A/14B. Alternativ kann die geteilte Hülse 18 so angeordnet werden, dass die Eingangswelle 10 und die Hauptwelle 30 direkt miteinander verbunden sind. In diesem Fall können zwei Gänge gleichzeitig eingelegt werden, indem zwei der folgenden Zahnradpaare in Eingriff gebracht werden: 12A/12B, 13A/13B, 14A/14B und 15A/15B.
5 stellt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugantriebsstrangs 3 dar, wobei der Antriebsstrang 3 einen Verbrennungsmotor 2, ein Getriebe 4 und eine zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem Getriebe 4 angeordnete Kupplung 9 umfasst. Das Getriebe 4 umfasst eine mit der Kupplung 9 verbundene Eingangswelle 10 und eine mit den Antriebsrädern 5 verbundene Ausgangswelle 6. Das Getriebe 4 umfasst eine erste Getriebeeinheit 4A und eine zweite Getriebeeinheit 4B, die der ersten Getriebeeinheit 4A nachgeschaltet ist. Die erste Getriebeeinheit 4A und die zweite Getriebeeinheit 4B sind konfiguriert wie vorstehend in Bezug auf das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Es ist zu beachten, dass, obwohl in 5 nur eine Vorgelegewellen-Getriebebremse 21 dargestellt ist, das Getriebe 4 zusätzlich oder alternativ zur Vorgelegewellen-Getriebebremse 21 eine der oben mit Bezug auf das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel beschriebenen Getriebebremsen umfassen kann. Der Antriebsstrang umfasst ferner eine Steuervorrichtung 100. Die Steuervorrichtung 100 kann beispielsweise eine Steuervorrichtung sein wie sie vorstehend unter Bezugnahme auf 4 offenbart wurde.
Im Gegensatz zu dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Ausführungsbeispiel der 5 eine erste Arretierungsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, die Eingangswelle 10 des Getriebes 4 wahlweise in einem nicht drehenden Zustand zu arretieren, und eine zweite Arretierungsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, die Vorgelegewelle 20 des Getriebes wahlweise in einem nicht drehenden Zustand zu arretieren.
Die erste Arretierungsvorrichtung umfasst ein Arretierungsrad 32, das dazu konfiguriert ist, sich mit der Eingangswelle 10 des Getriebes 4 zu drehen. Die erste Arretierungsvorrichtung umfasst ferner eine Hülse 33, die dem Arretierungsrad 32 zugeordnet ist. Die Hülse 33 ist zwischen einer ersten Position (in 5 gezeigt), in der sich das Arretierungsrad 32 frei mit der Eingangswelle 10 dreht, und einer zweiten Position (nicht gezeigt) beweglich, in der sie in ein entsprechendes Paarungsmerkmal 34a eingreift, das dem Getriebegehäuse 34 zugeordnet ist. In der ersten Position der Hülse 33 befindet sich die erste Arretierungsvorrichtung in einem nicht aktivierten Zustand. Wenn sich die Hülse in der zweiten Position befindet, verriegelt sie das Arretierungsrad 32 gegenüber dem Paarungsmerkmal 34a und verhindert so, dass sich das Arretierungsrad 32 dreht. Wenn sich das Arretierungsrad 32 nicht drehen kann, ist die Eingangswelle 10 inhärent am Drehen gehindert. Somit kann durch Aktivieren der ersten Arretierungsvorrichtung die Eingangswelle 10 in einem nicht drehenden Zustand festgesetzt werden.
In der wie vorstehend in Bezug auf die erste Arretierungsvorrichtung beschriebenen entsprechenden Weise umfasst die zweite Arretierungsvorrichtung ein Arretierungsrad 35, das mit der Vorgelegewelle 20 des Getriebes 4 verbunden ist, um sich mit ihr zu drehen. Die zweite Arretierungsvorrichtung umfasst ferner eine Hülse 36, die dem Arretierungsrad 35 zugeordnet ist. Die Hülse 36 ist zwischen einer ersten Position (in 5 gezeigt), in der sich das Arretierungsrad 35 frei mit der Vorgelegewelle 20 dreht, und einer zweiten Position (nicht gezeigt) beweglich, in der die Hülse 36 in ein entsprechendes Paarungsmerkmal 34b des Getriebegehäuses 34 so eingreift, dass das Arretierungsrad 35 mit dem Passungsmerkmal 34b verbunden ist. Wenn sich die Hülse 36 in der zweiten Position befindet, um das Arretierungsrad 35 mit dem Paarungsmerkmal 34b zu verbinden, ist eine Drehung des Arretierungsrads 35 verhindert. Dadurch wird die Vorgelegewelle 20 bei Aktivierung der zweiten Arretierung grundsätzlich gegen Verdrehen gesichert. Durch in Eingriff bringen des Zahnradpaares 15A/15B werden die Vorgelegewelle 20 und die Eingangswelle 10 verbunden, was wiederum dazu führt, dass auch die zweite Arretierungsvorrichtung inhärent die Drehung der ersten Welle verhindert. Somit kann durch Aktivieren der zweiten Arretierungsvorrichtung und Eingriff des Zahnradpaares 15A/15B die Eingangswelle des Getriebes in einem nicht rotierenden Zustand festgesetzt werden.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl 5 eine erste Arretierungsvorrichtung und eine zweite Arretierungsvorrichtung darstellt, das Getriebe 4 nicht beide dieser Arretierungsvorrichtungen umfassen muss. Darüber hinaus kann das Getriebe 4 zusätzliche Arretierungsvorrichtungen umfassen, wie beispielsweise eine Arretierungsvorrichtung mit im Wesentlichen einer wie vorstehend beschriebenen entsprechenden Konfiguration, die jedoch der Hauptwelle 30 zugeordnet ist.
Die Arretierungsvorrichtung muss nicht die oben beschriebene und in 5 dargestellte Konfiguration aufweisen. Jede bislang bekannte Arretierungsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, eine Welle eines Getriebes wahlweise zu arretieren, kann in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden.
6 stellt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 500 dar. Die vorstehend beschriebene Steuervorrichtung 100, die eine oder mehrere Steuereinheiten 70 und/oder den Computer 72 umfasst, kann in einer Version die Vorrichtung 500 umfassen. Alternativ kann die Steuervorrichtung 100 in der Vorrichtung 500 umfasst sein.
Der Begriff „Verbindung“ bezieht sich hierin auf eine Kommunikationsverbindung, die eine physische Verbindung, wie eine optoelektronische Kommunikationsleitung, oder eine nicht-physische Verbindung, wie eine drahtlose Verbindung, z.B. eine Funkverbindung oder eine Mikrowellenverbindung sein kann.
Die Vorrichtung 500 umfasst einen nichtflüchtigen Speicher 520, eine Datenverarbeitungseinheit 510 und einen Lese-/Schreibspeicher 550. Der nichtflüchtige Speicher 520 hat ein erstes Speicherelement 530, in dem ein Computerprogramm, z.B. ein Betriebssystem, zur Steuerung der Funktion der Vorrichtung 500 gespeichert ist. Der nichtflüchtige Speicher 520 kann ferner ein zweites Speicherelement 540 aufweisen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann der nichtflüchtige Speicher 520 durch einen flüchtigen Speicher (nicht dargestellt) ersetzt sein.
Die Vorrichtung 500 umfasst ferner eine Bussteuerung, eine serielle Kommunikationsschnittstelle, E/A-Mittel, einen A/D-Wandler, eine Zeit- und Datumseingabe- und Übertragungseinheit, einen Ereigniszähler und eine Unterbrechungssteuerung (nicht dargestellt).
Es ist ein Computerprogramm P vorgesehen, das Routinen zum Abschalten eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugantriebsstrangs umfasst, wobei der Fahrzeugantriebsstrang einen Verbrennungsmotor, ein Getriebe und eine zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnete Kupplung umfasst. Das Computerprogramm P umfasst Routinen zum Festsetzen einer Eingangswelle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand, falls nicht bereits festgesetzt, wenn ein Motorabschaltereignis angewiesen wird. Das Computerprogramm P umfasst ferner Routinen zum Einrücken einer Kupplung des Fahrzeugantriebsstrangs, wenn die Eingangswelle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand festgesetzt ist, um ein Bremsmoment an eine Abtriebswelle des Verbrennungsmotors zu liefern.
Das Programm P kann in ausführbarer Form oder in komprimierter Form in einem Speicher 560 und/oder in einem Lese-/Schreibspeicher 550 gespeichert sein. Der Speicher 560 und der Lese-/Schreibspeicher 550 können jeweils in Form eines nichtflüchtigen Speichers oder eines flüchtigen Speichers, wie beispielsweise einer Cloud, vorliegen.
Wo die Datenverarbeitungseinheit 510 als eine bestimmte Funktion ausführend beschrieben ist bedeutet dies, dass die Datenverarbeitungseinheit 510 einen bestimmten Teil des im Speicher 560 gespeicherten Programms oder einen bestimmten Teil des im Lese-/Schreibspeicher 550 gespeicherten Programms ausführt.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 510 kann über einen Datenbus 515 mit einem Datenübertragungsanschluss 599 kommunizieren. Der nichtflüchtige Speicher 520 ist zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 512 vorgesehen. Der separate Speicher 560 ist zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 511 vorgesehen. Der Lese-/Schreibspeicher 550 ist dazu eingerichtet, mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 514 zu kommunizieren.
Wenn Daten an dem Datenübertragungsanschluss 599 empfangen werden, können sie in dem zweiten Speicherelement 540 zwischengespeichert werden. Wenn empfangene Eingangsdaten zwischengespeichert wurden, ist die Datenverarbeitungseinheit 510 bereit, die Codeausführung wie oben beschrieben durchzuführen.
Teile der hierin beschriebenen Verfahren können von der Vorrichtung 500 mittels der Datenverarbeitungseinheit 510 durchgeführt werden, die das im Speicher 560 oder im Lese-/Schreibspeicher 550 gespeicherte Programm ausführt. Wenn in der Vorrichtung 500 das Programm abläuft, werden die hierin beschriebenen Verfahren ausgeführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2015/166819 [0004]
JP 2009204065 A [0005]

Claims

Verfahren, ausgeführt durch eine Steuervorrichtung (100), zum Abschalten eines Verbrennungsmotors (2) eines Fahrzeugantriebsstrangs (3), wobei der Fahrzeugantriebsstrang umfasst: einen Verbrennungsmotor (2) mit einer Abtriebswelle (7), ein Getriebe (4), das dazu angeordnet ist, wahlweise ein Drehmoment zwischen dem Verbrennungsmotor (2) und mindestens einem Antriebsrad (5) zu übertragen, wobei das Getriebe eine Eingangswelle (10) und eine Ausgangswelle (6) umfasst, und eine zwischen dem Verbrennungsmotor (2) und dem Getriebe (4) angeordnete Kupplung (9), wobei die Kupplung (9) mit der Eingangswelle (10) des Getriebes und der Abtriebswelle (7) des Verbrennungsmotors (2) verbunden ist; wobei das Verfahren die Schritte umfasst: c) wenn ein Motorabschaltereignis angewiesen wird, Festsetzen (s110) der Eingangswelle (10) des Getriebes (4) mittels des Getriebes (4) in einem nicht drehenden Zustand, falls nicht bereits in dem nicht drehenden Zustand festgesetzt; und d) Einrücken (s120) der Kupplung (9), um ein Bremsmoment an die Abtriebswelle (7) des Verbrennungsmotors zu liefern.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, vor dem Einrücken der Kupplung zum Liefern eines Bremsmoments an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors, das Steuern des Antriebsstrangs zum Deaktivieren der Drehmomentübertragung von der Eingangswelle des Getriebes auf das mindestens eine Antriebsrad.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Steuern des Antriebsstrangs zum Deaktivieren der Drehmomentübertragung von der Eingangswelle des Getriebes auf das mindestens eine Antriebsrad ein Verhindern der Drehmomentübertragung von der Eingangswelle des Getriebes auf die Ausgangswelle des Getriebes umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Festsetzen der Eingangswelle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand mittels des Getriebes das Aktivieren mindestens einer Getriebebremse des Getriebes umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Festsetzen der Eingangswelle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand mittels des Getriebes das Arretieren mindestens einer Welle des Getriebes mittels einer Arretierungsvorrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, wahlweise die mindestens eine Welle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand zu arretieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Festsetzen der Eingangswelle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand mittels des Getriebes das Einlegen eines ersten Gangs des Getriebes und das Einlegen eines zweiten Gangs des Getriebes umfasst, so dass der erste Gang und der zweite Gang gleichzeitig eingelegt sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Schritt des Ausrückens der Kupplung, bevor der Verbrennungsmotor vollständig abgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend, wenn ein Motorabschaltereignis angewiesen wird, das Stoppen der Kraftstoffeinspritzung in den Verbrennungsmotor und/oder das Unterbrechen der Zündung des Verbrennungsmotors.
Steuervorrichtung (100), die dazu konfiguriert ist, einen Verbrennungsmotor (2) eines Fahrzeugantriebsstrangs (3) abzuschalten, wobei der Fahrzeugantriebsstrang umfasst: einen Verbrennungsmotor (2) mit einer Abtriebswelle (7), ein Getriebe (4), das dazu angeordnet ist, wahlweise ein Drehmoment zwischen dem Verbrennungsmotor und mindestens einem Antriebsrad (5) zu übertragen, wobei das Getriebe eine Eingangswelle (10) und eine Ausgangswelle (6) umfasst, und eine zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnete Kupplung (9), wobei die Kupplung mit der Eingangswelle des Getriebes und der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist; wobei die Steuervorrichtung, wenn ein Motorabschaltereignis angewiesen wird, dazu konfiguriert ist, das Getriebe dazu zu steuern, die Eingangswelle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand festzusetzen, wenn nicht bereits im nicht drehenden Zustand festgesetzt, wobei die Steuervorrichtung ferner dazu konfiguriert ist, die Kupplung einzurücken, wenn die Eingangswelle des Getriebes im nicht drehenden Zustand festgesetzt ist, um der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors ein Bremsmoment zu liefern.
Steuervorrichtung nach Anspruch 9, die, wenn ein Motorabschaltereignis angewiesen wird, ferner dazu konfiguriert ist, den Antriebsstrang so zu steuern, dass eine Drehmomentübertragung von der Eingangswelle des Getriebes auf das mindestens eine Antriebsrad vor dem Einrücken der Kupplung zum Liefern eines Bremsmoments an die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors deaktiviert wird.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, wobei die Steuervorrichtung dazu konfiguriert ist, das Getriebe dazu zu steuern, die Eingangswelle des Getriebes in einem nicht drehenden Zustand durch eines des Folgenden festzusetzen: - Aktivieren mindestens einer Getriebebremse des Getriebes, - Arretieren mindestens einer Welle des Getriebes mittels einer Arretierungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, wahlweise die mindestens eine Welle in einem nicht drehenden Zustand zu arretieren, oder - Einlegen eines ersten Gangs des Getriebes und Einlegen eines zweiten Gangs des Getriebes, so dass der erste Gang und der zweite Gang gleichzeitig eingelegt sind.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, die ferner dazu konfiguriert ist, die Kupplung auszurücken, bevor der Verbrennungsmotor vollständig abgeschaltet wird.
Fahrzeug (1) mit einem Fahrzeugantriebsstrang, wobei der Fahrzeugantriebsstrang (3) umfasst: einen Verbrennungsmotor (2) mit einer Abtriebswelle (7), ein Getriebe (4), das dazu angeordnet ist, wahlweise ein Drehmoment zwischen dem Verbrennungsmotor (2) und mindestens einem Antriebsrad (5) zu übertragen, wobei das Getriebe eine Eingangswelle (10) und eine Ausgangswelle (6) umfasst, und eine zwischen dem Verbrennungsmotor (2) und dem Getriebe (4) angeordnete Kupplung (9), wobei die Kupplung (9) mit der Eingangswelle (10) des Getriebes und der Abtriebswelle (7) des Verbrennungsmotors (2) verbunden ist; wobei das Fahrzeug ferner eine Steuervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 12 umfasst.
Computerprogramm (P), wobei das Computerprogramm einen Programmcode umfasst, um zu veranlassen, dass eine Steuervorrichtung (100) oder ein mit der Steuervorrichtung verbundener Computer das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchführt.
Computerlesbares Medium, das Anweisungen umfasst, die bewirken, wenn sie von einer Steuervorrichtung (100) oder einem mit der Steuervorrichtung verbundenen Computer ausgeführt werden, dass die Steuervorrichtung oder der Computer das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt.