DE202005019996U1

DE202005019996U1 - Fahrzeug und Vorrichtung zur Steuerung des Verbrennungsmotorstarts in einem Fahrzeug

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Publication number: DE202005019996U1
Application number: DE202005019996U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2015-12-21
Also published as: US7370715B2; CN1796207B; JP2006188223A; JP4739948B2; GB0516983D0; GB2421767A; US20080182722A1; GB2421767B; US7896114B2; US20060137921A1; CN1796207A

Abstract

Steuerungsvorrichtung zur Steuerung des Starts eines Verbrennungsmotors (12) in einem Fahrzeug (10) mit einer elektrischen Maschine (14), einer ersten, zwischen dem Verbrennungsmotor (12) und der elektrischen Maschine (14) angebrachten Kupplung (22), mittels derer der Verbrennungsmotor (12) wahlweise mit der elektrischen Maschine (14) verbunden werden kann, und einer zweiten, zwischen der elektrischen Maschine (14) und Fahrzeugantriebsrädern (18) angeordneten Kupplung (36), wobei die zweite Kupplung (36) wahlweise eingerückt werden kann, um die Übertragung von Drehmoment zwischen der elektrischen Maschine (14) und den Fahrzeugantriebsrädern (18) zu fördern, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung dahingehend ausgebildet ist,
einen Start des Verbrennungsmotors (12) anzufordern,
die elektrische Maschine (14) zu betreiben,
die zweite Kupplung (36) teilweise außer Eingriff zu bringen, wenn die zweite Kupplung (36) bei der Anforderung des Starts des Verbrennungsmotors (12) vollständig eingerückt ist, wobei der nur teilweise Eingriff der zweiten Kupplung (36) einen Schlupf in dieser verursacht, wodurch die Fahrzeugantriebsräder...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug und eine Vorrichtung zur Steuerung des Verbrennungsmotorstarts in einem Fahrzeug.
Hybridfahrzeuge (hybrid electric vehicles (HEVs)) erhalten ihre Antriebsenergie aus einer Kombination eines Verbrennungsmotors und eines Elektromotors. Mittels einer solchen Anordnung lässt sich der Kraftstoffverbrauch im Vergleich zu Fahrzeugen, die nur mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet sind, senken. Ein Verfahren zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs bei einem Hybridfahrzeug besteht darin, den Verbrennungsmotor immer dann, wenn dieser ineffizient arbeitet und zum Antrieb des Fahrzeugs nicht benötigt wird, abzuschalten. In diesen Situationen stellt allein der Elektromotor die für den Antrieb des Fahrzeugs benötigte Energie bereit. Wenn die Leistungsanforderung durch den Fahrer derart gesteigert wird, dass der Elektromotor nicht länger genügend Leistung zur Verfügung stellen kann, oder wenn der Batterieladezustand unter ein bestimmtes Niveau abfällt, ist es erforderlich, den Verbrennungsmotor rasch und sanft auf eine Weise zu starten, die für den Fahrer nahezu unmerkbar ist.
Eine Vorrichtung zur Steuerung des Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs ist aus der US 2001-6176808 B1 bekannt, deren Inhalt durch Bezugnahme zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Es handelt es sich dabei um einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs, der eine zwischen einem Verbren nungsmotor und einem Elektromotor angebrachte Kupplung aufweist, die derart betrieben werden kann, dass dadurch der Verbrennungsmotor von dem Elektromotor getrennt wird. Überdies weist dieser bekannte Antriebsstrang ein an einer Ausgangsseite des Elektromotors befindliches Getriebe auf. Das Getriebe ist mit einer Anzahl von Zahnrädern und Kupplungen versehen, mittels derer ein Betrieb des Getriebe unter unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen erfolgen kann. Ein weiterhin in der genannten Druckschrift beschriebenes Steuerungsverfahren beinhaltet den Schritt einer Steuerung des Schlupfs von Rückwärts- und Vorwärtskupplungen innerhalb des Getriebes, und zwar während sich der Verbrennungsmotor im Leerlauf befindet sowie während des Fahrzeugsstarts. Der Verbrennungsmotor kann während des Anlassens des Fahrzeugs abgestellt sein und die Leistung für den gesamten Anlassvorgang kann von dem Elektromotor bereitgestellt werden. In dieser Situation ist die Vorwärtskupplung im Getriebe vollständig eingerückt, und ein Schleifen der Kupplung wird verhindert. Alternativ hierzu kann bei der bekannten Anordnung der Verbrennungsmotor weiterlaufen, während die Vorwärtskupplung im Getriebe durchrutschen kann, so dass der Elektromotor den Anlassvorgang unterstützen und dabei für eine optimale Leistung sorgen kann.
Das Anlassen eines Verbrennungsmotors in einem Hybridfahrzeug kann unter unterschiedlichen Fahrzeugbetriebsdingungen erfolgen. Das Steuern des Verbrennungsmotorstarts kann unter unterschiedlichen Fahrzeugbetriebsbedingungen Bedingungen auf unterschiedliche Weise erfolgen. Weiterhin kann das Anlassen eines Verbrennungsmotors in einem Hybridfahrzeug, wenn dieses die Energie zu seinem Antrieb gerade von dem Elektromotor erhält, zu einer merklichen und daher nicht wünschenswerten Drehmomentungleichmäßigkeit im Fahrzeugantriebsstrang führen. Es wird daher die Schaffung eines Fahrzeugs und einer Vorrichtung angestrebt, bei dem bzw. mittels derer das Anlassen des Verbrennungsmotors in einem Fahrzeug so gesteuert werden kann, dass Drehmomentungleichmäßigkeiten im Antriebsstrang bei einem Anlassen des Verbrennungsmotors verringert oder beseitigt werden.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass erfindungsgemäß ein mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine ausgestattetes Fahrzeug bereitgestellt wird, bei dem ein Anlassen des Verbrennungsmotors so gesteuert werden kann, dass Drehmomentungleichmäßigkeiten im Antriebsstrang verringert oder beseitigt sind.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Vorrichtung zur Steuerung des Verbrennungsmotorstarts in einem Fahrzeug vorgeschlagen wird, bei der Drehmomentungleichmäßigkeiten im Antriebsstrang auch dann verringert oder beseitigt sind, wenn das Fahrzeug mittels der elektrischen Maschine angetrieben wird.
Weiterhin sieht die Erfindung eine Vorrichtung zum Anlassen eines Verbrennungsmotors in einem Fahrzeug vor, welches mit einer elektrischen Maschine ausgestattet ist, sowie mit einer ersten, zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine angebrachten Kupplung, mittels derer der Verbrennungsmotor wahlweise mit der elektrischen Maschine gekuppelt wird, und mit einer zweiten Kupplung, welche zwischen der elektrischen Maschine und den Fahrzeugantriebsrädern angeordnet ist. Die zweite Kupplung lässt sich wahlweise einrücken, um ein Übertragen von Drehmoment zwischen der elektrischen Maschine und den Fahrzeugantriebsrädern zu ermöglichen. Das Betriebsverfahren der Vorrichtung beinhaltet den Schritt eines Anforderns eines Verbrennungsmotorstarts und eines Betreibens der elektrischen Maschine. Wenn zu dem Zeitpunkt, zu dem der Verbrennungsmotorstart angefordert wird, die zweite Kupplung vollständig eingerückt ist, so wird diese dann teilweise ausgerückt. Dabei führt das teilweise Ausrücken der zweiten Kupplung dazu, dass diese schleift, wodurch die Fahrzeugantriebsräder zumindest teilweise von Drehmomentungleichmäßigkeiten des Verbrennungsmotors isoliert werden. Mit dem Verfahren geht überdies einher, dass die erste Kupplung eingerückt wird, wodurch der Verbrennungsmotor an die elektrische Maschine angekoppelt wird, und dass dem Verbrennungsmotor Kraftstoff zugeführt wird, wodurch der Verbrennungsmotor Drehmoment erzeugen kann.
Ferner sieht die Erfindung eine Vorrichtung zum Anlassen eines Verbrennungsmotors in einem Fahrzeug vor, welches aufweist: ein Getriebe, ein Gas- oder Fahrpedal, eine elektrische Maschine, eine erste Kupplung, welche zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine angeordnet ist, um den Verbrennungsmotor wahlweise an die elektrische Maschine anzukoppeln, und eine zweite Kupplung, welche zwischen der elektrischen Maschine und den Fahrzeugantriebsrädern angeordnet ist. Die zweite Kupplung ist selektiv einrückbar, um ein Übertragen von Drehmoment von der elektrischen Maschine auf die Fahrzeugantriebsräder zu ermöglichen. Das Betriebsverfahren der Vorrichtung weist die folgenden Schritte auf: Anfordern eines Verbrennungsmotorstarts, Inbetriebnahme der elektrischen Maschine und Bestimmen eines Startmodus für den Verbrennungsmotor. Das Bestimmen des Startmodus für den Verbrennungsmotor basiert zumindest teilweise darauf, dass wenigstens eine Position des Fahrpedals und eine aktuelle Fahrstufe oder beide Parameter berücksichtigt werden. Ein erster Verbrennungsmotorstartmodus geht damit einher, dass die Fahrstufe die erste oder eine höhere Fahrstufe ist und die Fahrpedalposition einer wenigstens teilweisen Öffnungsstellung entspricht. Ferner geht mit dem Verfahren einher, dass ein Schleifen der zweiten Kupplung dann ermöglicht wird, wenn festgestellt wird, dass sich der Verbrennungsmotor zu dem Zeitpunkt, zu dem der Verbrennungsmotorstart angefordert wird, in einem ersten Startmodus befindet. Dadurch, dass die zweite Kupplung schleifen kann, werden die Fahrzeugantriebsräder zumindest teilweise von Drehmomentungleichmäßigkeiten des Verbrennungsmotors isoliert. Die erste Kupplung wird eingerückt, wodurch der Verbrennungsmotor an die elektrische Maschine angekoppelt wird. Zudem wird dem Verbrennungsmotor Kraftstoff zugeführt wird, so dass dieser Drehmoment erzeugen kann.
Weiterhin sieht die Erfindung ein Fahrzeug vor, welches aufweist: Antriebsräder, einen Verbrennungsmotor, ein Getriebe, eine elektrische Maschine, welche dahingehend betrieben werden kann, dass das Fahrzeug angetrieben und der Verbrennungsmotor in Rotation versetzt wird, sowie eine erste, zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine angeordnete Kupplung, mittels derer der Verbrennungsmotor selektiv an die elektrische Maschine angekoppelt werden kann. Eine zweite Kupplung ist zwischen der elektrischen Maschine und den Fahr zeugantriebsrädern vorgesehen. Die zweite Kupplung kann selektiv eingerückt werden, um ein Übertragen von Drehmoment von der elektrischen Maschine auf die Fahrzeugantriebsräder zu ermöglichen. Außerdem verfügt das Fahrzeug über ein Steuerungssystem mit wenigstens einem Steuergerät. Das Steuerungssystem ist so konfiguriert, dass ein Verbrennungsmotorstart angefordert, die elektrische Maschine in Betrieb genommen und ein Schleifen der zweiten Kupplung ermöglicht werden, wenn sich das Getriebe zu dem Zeitpunkt, in dem der Verbrennungsmotorstart angefordert wird, im ersten oder einem höheren Gang befindet. Das Ermöglichen eines Schleifens der zweiten Kupplung isoliert die Fahrzeugantriebsräder wenigstens teilweise von Drehmomentungleichmäßigkeiten des Verbrennungsmotors. Ferner ist das Steuerungssystem so konfiguriert, dass ein Einrücken der ersten Kupplung erfolgt, wodurch der Verbrennungsmotor an die elektrische Maschine angekoppelt wird, und dass dem Verbrennungsmotor Kraftstoff zugeführt wird, wodurch der Verbrennungsmotor Drehmoment erzeugen kann.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ein schematisches Diagramm, in dem einige der in 1 gezeigten Elemente dargestellt sind, einschließlich einzelner Elemente eines Getriebes;
3 ein Flussdiagramm, in dem ein Betriebsverfahren einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
4 einen Graphen, der darstellt, wie verschiedene Parameter des in 1 dargestellten Fahrzeugs sich während eines Rollstarts im Zeitablauf ändern;
5 einen Graphen, der darstellt, wie verschiedene Parameter des in 1 dargestellten Fahrzeugs sich während eines Anfahrstarts im Zeitablauf ändern;
6 einen Graphen, der darstellt, wie verschiedene Parameter des in 1 dargestellten Fahrzeugs sich während eines Kriechstarts im Zeitablauf ändern, und
7 einen Graphen, der darstellt, wie verschiedene Parameter des in 1 dargestellten Fahrzeugs sich während eines Schlüsselstarts im Zeitablauf ändern.
1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 10 ist ein Hybridfahrzeug und weist einen Verbrennungsmotor 12, eine elektrische Maschine oder Motor/Generator (motor/generator (M/G)) 14 und ein zwischen dem Motor/Generator 14 befindliches Getriebe 16 sowie Fahrzeugantriebsräder 18 auf. Der Motor/Generator 14 kann sowohl als Elektromotor wirksam sein, um den Fahrzeugrädern 18 Drehmoment zur Verfügung zu stellen, als auch als Generator, welcher Drehmoment von dem Verbrennungsmotor 12 und/oder den Fahrzeugrädern 18 empfängt und dadurch eine Batterie 20 auflädt. Außerdem kann der Motor/Generator 14 auch so betrieben werden, dass dieser den Verbrennungsmotor 12 in Rotation versetzt, wenn eine erste Kupplung oder Trennkupplung (disconnect clutch) 22 wenigstens teilweise eingerückt ist.
Überdies weist das Fahrzeug 10 ein Steuerungssystem auf, das in der in 1 gezeigten Ausführungsform in Form von drei separaten Steuergeräten dargestellt ist: ein Fahrzeugsystemsteuergerät (vehicle system controller = VSC) 24, ein Verbrennungsmotorsteuermodul (engine control module (ECM)) 26 und ein Getriebe-Differentialeinheitsteuermodul (transaxle control module (TCM)) 28. Wie in 1 dargestellt, ist das ECM 26 direkt an den Verbrennungsmotor 12 angeschlossen, während das TCM 28 an den Motor/Generator 14 und an das Getriebe 16 angeschlossen ist. Die drei Steuergeräte 24, 26, 28 sind über ein Controller Area Network (CAN) 30 miteinander verbunden. Obwohl aus 1 hervorgeht, dass sich das Steuersystem des Fahrzeugs 10 aus drei separaten Steuergeräten zusammensetzt, könnte sich ein solches Steuersystem je nach Wunsch auch aus mehr oder weniger als drei Steuergeräten zusammensetzen.
2 enthält eine Detaildarstellung des Getriebes 16 gemeinsam mit anderen Fahrzeugbauteilen. Das Getriebe 16 weist eine Getriebeeingangswelle 32 auf, die Drehmoment von dem Motor/Generator 14, dem Verbrennungsmotor 12 oder dem Motor/Generator 14 und dem Verbrennungsmotor 12 empfängt. Die Getriebeeingangswelle 32 steht in Wirkverbindung mit einem ersten Teil 34 einer zweiten Kupplung oder Vorwärtskupplung (forward clutch (FC)) 36. Der erste Teil 34 der Vorwärtskupplung 36 ist gleichzeitig der erste Teil einer Direktkupplung (direct clutch (DC)) 38. Die Vorwärtskupplung 36 und die Direktkupplung 38 verfügen beide über je einen zweiten Teil 40, 42 die jeweils in Wirkverbindung mit einem Drehmomentelement innerhalb des Getriebes 16 stehen.
Der zweite Teil 40 der Vorwärtskupplung 36 steht in Wirkverbindung mit einem ersten Sonnenrad (S1) 44, während der zweite Teil 42 der Direktkupplung 38 in Wirkverbindung mit einem ersten Hohlrad (R1) 46 steht. Wie in 2 dargestellt, steht der erste Planetenradsatz, welcher das Hohlrad 46, das Sonnenrad 44 und den Planetenträger (P1) 48 aufweist, in Wirkverbindung mit einem zweiten Planetenradsatz. Der zweite Planetenradsatz weist ein zweites Sonnenrad (S2) 50 auf, welches mit einer Rückwärtskupplung (reverse clutch (RC)) 52 verbunden ist. Wie in 2 dargestellt, steht die Rückwärtskupplung 52, welche eine Reibungsbremse 53 aufweist, gleichzeitig in Wirkverbindung mit der Getriebeeingangswelle 32.
Überdies weist der zweite Planetenradsatz einen Planetenträger (P2) 54 auf, welcher auf einer Seite mit dem Hohlrad 46 und auf der anderen Seite mit einer Bandbremse (low-and-reverse brake (L/R)) 56 verbunden ist. Ein Hohlrad 58 definiert ein Kettenrad für einen Kettenantrieb, allgemein mit 60 bezeichnet. Der Kettenantrieb 60 treibt ein Kettenrad 62 an, welches seinerseits ein Sonnenrad (S3) 64 eines dritten Planetenradsatzes antreibt. Am Gehäuse des Getriebes 16 ist ein Hohlrad (R3) 66 angebracht, während der Planetenträger (P3) 68 an dem Aus gleichsgetriebe 70 angebracht ist. Mittels des Ausgleichsgetriebes 70 kann Antriebsdrehmoment auf zwei Halbwellen 72, 74 übertragen werden. Eine Detailschnittsansicht einer Ausführungsform eines Getriebes, wie z.B. des Getriebes 16, ist in der US- 2003-6585066 B1 dargestellt, deren Inhalt durch Bezugnahme zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht werden soll. Ferner ist in 2 eine Pumpe 76 dargestellt, mittels derer Druck auf die Getriebekupplungen übertragen werden kann.
3 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm 78, in dem ein Betriebsverfahren einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Wie oben dargelegt, sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Anlassen eines Verbrennungsmotors vor, wie z.B. des Verbrennungsmotors 12 in dem Fahrzeug 10. Bei der Beschreibung des Flussdiagramms 78 wird auf die in den 1 und 2 dargestellten Bauteile des Fahrzeugs 10 Bezug genommen. Bei Schritt 80 wird ein Verbrennungsmotorstart angefordert. Diese Anforderung kann auf der Basis mehrerer Eingangssignale von dem VSC 24 eingeleitet werden. Dieses kann z. B. so erfolgen, dass das VSC 24 mittels vom Fahrer bestimmter Parameter, wie etwa der Bremspedalposition und der Fahrpedalposition, eine Gesamtleistungsanforderung des Fahrers berechnet. Zusätzlich kann mittels des Batterieladezustands sowie mittels Informationen von der Differentialeinheit, die von dem TCM 28 zur Verfügung gestellt werden, bestimmt werden, wann ein Anlassen des Verbrennungsmotors erforderlich ist. Wenn dies der Fall ist, fordert das VSC 24 das Anlassen des Verbrennungsmotors an, indem es den Betrieb verschiedener Fahrzeugbauteile so koordiniert, dass der Verbrennungsmotor 12 so angelassen wird, dass Drehmomentungleichmäßigkeiten des Antriebsstrangs für die Fahrzeuginsassen nicht oder kaum zu bemerken sind.
Bei Schritt 82 wird der Motor/Generator 14 in Betrieb genommen und, wie unten dargestellt, zum Anlassen des Verbrennungsmotors 12 eingesetzt. Die zum Anlassen des Verbrennungsmotors 12 ausgeführten Schritte hängen davon ab, in welchem Betriebszustand sich das Fahrzeug zu dem Zeitpunkt befindet, zu dem der Verbrennungsmotorstart angefordert wird. Daher wird bei Schritt 84 der Verbrennungsmotorstartmodus bestimmt. In der in 3 dargestellten Ausfüh rungsform sind vier verschiedene Verbrennungsmotorstartmodi vorhanden, die im Folgenden ausführlich beschrieben werden. Dabei ist zu beachten, dass bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung auch mehr als vier oder weniger als vier Verbrennungsmotorstartmodi zum Einsatz kommen können; die Verwendung der vier in 3 dargestellten Verbrennungsmotorstartmodi bietet jedoch ein effizientes und wirksames Verfahren zur Implementierung der vorliegenden Erfindung.
Um zu bestimmen, von welchem Verbrennungsmotorstartmodus Gebrauch zu machen ist, kann z. B. die aktuelle Fahrstufe des Getriebes 16 ermittelt werden. Bei Entscheidungsblock 86 wird bestimmt, ob sich das Getriebe 16 im ersten oder in einem höheren Gang, einschließlich Rückwärtsgang, befindet. Das Getriebe 16 befindet sich nur dann in einem Gang, der niedriger ist als der erste Gang, wenn es sich im "Nullgang" ("zero gear") befindet. Der Ausdruck "Nullgang" bezieht sich im Allgemeinen auf eine Situation, in der sich das Fahrzeug 10 langsam in einem Kriechmodus ("creep mode") vorwärts bewegt, was durch den Schlupf der Vorwärtskupplung 36 und/oder der Bandbremse 56 ermöglicht wird. Es sollte jedoch beachtet werden, dass eine oder mehrere der Kupplungen 36,38,52 und/oder die Bandbremse 56 auch dann, wenn sich das Getriebe im ersten oder in einem höheren Gang befindet, einen geringen Schlupf aufweisen können.
Zu Zwecken der Implementierung der vorliegenden Erfindung bestimmt das TCM 28 die aktuelle Getriebefahrstufe. Schaltet zum Beispiel das Getriebe 16 in den ersten Gang so geht das TCM 28 davon aus, dass der erste Gang solange eingelegt bleibt, bis das Getriebe 16 in einen anderen Gang schaltet. Für das Getriebe 16 ist der erste Gang dadurch charakterisiert, dass die Vorwärtskupplung 36 und die Bandbremse 56 im Wesentlichen eingerückt bzw. festgestellt sind. Selbst wenn die Vorwärtskupplung 36 und/oder die Bandbremse 56 einen geringen Schlupf haben, während sich das Getriebe 16 im ersten Gang befindet, so wird nicht davon ausgegangen, dass sich das Getriebe 16 im Nullgang befindet. Erst wenn das Getriebe 16 vom ersten Gang in den Nullgang geschaltet hat – was durch eine deutliche Zunahme des Kupplungsschlupfs gekennzeichnet sein kann – geht das TCM 28 davon aus, dass sich das Getriebe im Nullgang befindet.
Wenn bei Entscheidungsblock 86 festgestellt wird, dass sich das Getriebe 16 im ersten oder einem höheren Gang befindet, so befindet sich der Verbrennungsmotor 12 in einem ersten oder Rollstartmodus – siehe Block 88. Im Rollstartmodus kann die Vorwärtskupplung 36 vollständig eingerückt sein oder, wie zuvor angemerkt, bereits einen geringen Schlupf aufweisen. Wenn festgestellt wird, dass sich der Verbrennungsmotor 12 zu dem Zeitpunkt, zu dem das Anlassen des Verbrennungsmotors angefordert wird, in einem Rollstartmodus befindet, wird das Schleifen der Vorwärtskupplung 36 erleichtert. Wenn die Vorwärtskupplung 36 also bereits etwas Schlupf hat, so kann sie bei Bedarf weiter ausgerückt werden, um den Schlupf zu vergrößern. Wenn umgekehrt die Vorwärtskupplung, zu dem Zeitpunkt, zu dem das Anlassen des Verbrennungsmotors angefordert wird, vollständig eingerückt ist, bedeutet das Erleichtern des Schleifens der Kupplung, dass die Vorwärtskupplung 36 teilweise ausgerückt wird – siehe Schritt 90. Durch das teilweise Ausrücken der Vorwärtskupplung 36 wird der Fahrzeugantriebsstrang, einschließlich der Fahrzeugräder 18, zumindest zum Teil von Drehmomentungleichmäßigkeit des Verbrennungsmotors isoliert, so dass das Anlassen des Verbrennungsmotors 12 für die Fahrzeuginsassen möglicherweise nicht wahrnehmbar ist.
Wird bei Entscheidungsblock 86 festgestellt, dass sich das Getriebe 16 nicht im ersten oder einem höheren Gang befindet, so wird anschließend bestimmt, ob es sich im Nullgang befindet – siehe Entscheidungsblock 92. Befindet sich das Getriebe 16 im Nullgang, so wird anschließend bestimmt, ob sich das Fahrpedal zumindest teilweise in einer offenen Stellung befindet – siehe Entscheidungsblock 94. Wird bei Entscheidungsblock 94 festgestellt, dass die Fahrpedalposition einer wenigstens teilweisen Öffnungsstellung entspricht, so befindet sich der Verbrennungsmotor 12 in einem Anfahrstartmodus (launch start mode) – siehe Block 96. Ein Anfahrstartmodus tritt ein, wenn die Fahrpedalposition einer Öffnungsstellung entspricht und sich das Fahrzeug nahezu im Stand befindet.
Der Hauptunterschied zwischen dem Anfahrstartmodus und dem Rollstartmodus, besteht darin, dass im Anfahrstartmodus die Vorwärtskupplung 36 bereits beträchtlichen Schlupf aufweist, wenn der Befehl zum Anlassen des Verbrennungsmotors empfangen wird. Daher wird die Vorwärtskupplung 36 bei Schritt 98 – im Gegensatz zu Schritt 90, wo die Vorwärtskupplung 36 von ihrer zuvor vollkommen geschlossenen Stellung aus teilweise geöffnet wurde – zum Teil geöffnet gehalten. Wie weiter unten ausgeführt, kann die Menge an Schlupf, die zugelassen wird, wenn die Vorwärtskupplung 36 teilweise geöffnet ist, gesteuert werden, indem der Druck der Kupplung 36 und die Drehzahl des Motors/Generators 14 gesteuert werden.
Es wird nun wieder Bezug auf Entscheidungsblock 94 genommen. Wird festgestellt, dass das Fahrpedal nicht betätigt wird, so wird als nächstes bestimmt, ob sich der Verbrennungsmotor 12 in einem dritten oder Kriechstartmodus befindet – siehe Block 100. Ein Kriechstartmodus vollzieht sich, wenn sich ein Fahrzeug im Leerlauf befindet. Leerlauf (drive idle) ist dann gegeben, wenn das Fahrzeug steht und die Fahrpedalposition nicht einer Öffnungsstellung entspricht – d.h. die Fahrpedalposition entspricht einem geschlossenen Zustand. Bei einem herkömmlichen Fahrzeug stellt der Drehmomentwandler dem Getriebe eine geringe Menge an Drehmoment zur Verfügung. Immer dann, wenn das Bremspedal Iosgelassen wird, veranlasst dieses Antriebsstrangdrehmoment das Fahrzeug bei ebener Fahrbahn dazu, langsam zu rollen. Diese Bewegung bei geringem Niveau an Drehmoment ist als Kriechen bekannt.
Bei einem Hybridfahrzeug ist der Verbrennungsmotor während des Leerlaufs normalerweise außer Betrieb. Wenn das Bremspedal Iosgelassen wird, kann eine Startanforderung an den Verbrennungsmotor erteilt werden. Ein solcher Start ist als "Kriechstart" bekannt. Im Kriechstartmodus, ist, ebenso wie im Anfahrstartmodus, die Vorwärtskupplung 36 bereits teilweise ausgerückt und schleift daher bereits. Daher reicht es, um die Antriebsräder 18 des Fahrzeugs zumindest teilweise von Drehmomentungleichmäßigkeiten des Verbrennungsmotors isoliert zu halten, aus, die Vorwärtskupplung 36 teilweise ausgerückt zu lassen – siehe Schritt 102.
Wird schließlich bei Entscheidungsblock 92 festgestellt, dass sich das Getriebe 16 nicht im Nullgang befindet – d.h. dass es sich in der Schalthebelstellung Parken oder Neutral befindet – so befindet sich der Verbrennungsmotor 12 in einem vierten oder Schlüsselstartmodus – siehe Block 104. Ein Schlüsselstart vollzieht sich, wenn der Fahrer den Schlüssel im Fahrzeug herumdreht, um einen Startbefehl an den Verbrennungsmotor auszugeben. Dies ist der gleiche Vorgang, der sich auch bei einem Start von Nichthybrid-Fahrzeugen vollzieht, bei denen der Starter betätigt wird, um den Verbrennungsmotor anzulassen, während sich das Getriebe entweder in der Schalthebelstellung Parken oder Neutral befindet. Bei dem Fahrzeug 10 wird der Motor/Generator 14 dazu eingesetzt, den Verbrennungsmotor 12 in Rotation zu versetzen und ihn auf Drehzahl zu bringen. Da sich das Fahrzeug 10 während des Schlüsselstartmodus in der Schalthebelstellung Parken oder Neutral befindet, ist die Vorwärtskupplung 36 vollständig ausgerückt, wenn der Motor/Generator 14 in Betrieb ist.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl bei dem in 3 dargestellten Verfahren davon ausgegangen wird, dass die Vorwärtskupplung 36 nicht vollständig eingerückt ist, um die Fahrzeugantriebsräder 18 von Drehmomentungleichmäßigkeiten des Verbrennungsmotors zu isolieren, das Gleiche auch für die anderen Eingangskupplungen im Getriebe 16 gilt – d.h. die Direktkupplung 38 und die Rückwärtskupplung 52. Wenn das Anlassen des Verbrennungsmotors angefordert und festgestellt wird, dass sich der Verbrennungsmotor 12 im Schlüsselstartmodus befindet, so wird die Vorwärtskupplung 36 vollständig ausgerückt gelassen – siehe Block 106. Sind die Vorwärtskupplung 36 und die anderen Eingangskupplungen 38, 52, vollständig ausgerückt, so sind die Fahrzeugantriebsräder 18 von jeglichen Drehmomentungleichmäßigkeiten des Verbrennungsmotors vollständig isoliert.
Unabhängig davon, welche der vier Verbrennungsmotorstartmodi eingesetzt wird, ist die Trennkupplung 22 eingerückt, so dass der Motor/Generator 14 damit beginnt, den Verbrennungsmotor 12 in Rotation zu versetzen, um ihn auf Drehzahl zu bringen – siehe Block 108. Schließlich wird dem Verbrennungsmotor 12 bei Block 110 Kraftstoff zugeführt, und er beginnt damit, Drehmoment zu erzeugen. Obwohl in der obigen Beschreibung die Schritte des Flussdiagramms 78 in einer bestimmten Reihenfolge ablaufen, kann im Praxisbetrieb auch eine andere Reihenfolge gewählt werden, und es besteht überdies die Möglichkeit, dass mehrere der Schritte gleichzeitig ausgeführt werden.
Es werden nun unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 die vier Verbrennungsmotorstammodi im Einzelnen beschrieben. 4 zeigt ein Diagramm der Änderung verschiedener Fahrzeugparameter im Zeitablauf während des Rollstartmodus. Jedes der in den 4 bis 7 gezeigten Diagramme ist in sechs Modi, Modus 0 bis 5, unterteilt. Anhand dieser Modi lassen sich in geeigneter Weise Ereignisse während der verschiedenen Startbetriebsarten des Verbrennungsmotors markieren. Wie in 4 dargestellt, ist zu Beginn des Rollstartmodus der Eingangskupplungsdruck – d.h. der Druck in der Vorwärtskupplung 36 – relativ hoch. Der Grund dafür ist, dass die Vorwärtskupplung 36 zu Beginn des Rollstartmodus entweder vollständig eingerückt ist oder einen sehr geringen Schlupf hat. Wie in 4 gezeigt, hat die "Eingangskupplungsschlupfdrehzahl" zu Beginn von Modus 0 einen geringen positiven Wert. Dies zeigt an, dass die Vorwärtskupplung 36 bei dem in 4 dargestellten Rollstart bereits geringfügig schleift, wenn der Rollstartmodus beginnt.
Während des Modus 0 ist die Vorwärtskupplung 36 teilweise ausgerückt, um den Antriebsstrang von Drehmomentungleichmäßigkeiten des Verbrennungsmotors zu isolieren. Dies wird durch den Anstieg der Eingangskupplungsschlupfdrehzahl angezeigt. Wenn die Vorwärtskupplung 36 teilweise ausgerückt und der Motor/Generator 14 in Betrieb ist, weisen der erste und der zweite Teil 34, 40 der Vorwärtskupplung 36 jeweils unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten auf. Dieser Unterschied in der Winkelgeschwindigkeit ist die Schlupfdrehzahl der Vorwärtskupplung 36.
Während des Modus 0 wird eine Zielschlupfdrehzahl gesetzt, was durch die horizontale strichpunktierte Linie angezeigt ist. Ist die tatsächliche Schlupfdrehzahl geringer als die Zielschlupfdrehzahl, so wird der Druckbefehl an die Vorwärtskupplung 36 heruntergefahren. Ist die tatsächliche Schlupfdrehzahl höher als die Zielschlupfdrehzahl, so wird der Druck in der Vorwärtskupplung 36 konstant gehalten. Überdies kommt bei einem zu starken Anstieg der Schlupfdrehzahl eine Sicherheitsvorkehrung zum Tragen, da in diesem Fall der Druckbefehl erhöht wird.
Durch die Steuerung des Drucks der Vorwärtskupplung 36 und der Drehzahl des Motors/Generators 14 wird die Schlupfdrehzahl der Vorwärtskupplung 36 erhöht, bis sie größer ist als eine erste vorbestimmte Schlupfdrehzahl. Dies ist am Ende von Modus 0 bei Punkt A in 4 dargestellt.
In Modus 1 kommt die Trennkupplung 22 zur Anwendung. Der Druck der Trennkupplung 22 wird während einer vorbestimmten Zeitdauer schrittweise auf ein erstes Niveau erhöht – in diesem Fall während der Dauer von Modus 1. Dieser Vorgang ist als "Boosting" bekannt und dient dazu, die Kupplung 22 so schnell wie möglich zu beschicken. Am Ende von Modus 1 wird der Druck in der Trennkupplung 22 auf ein zweites Niveau reduziert, und vor Ende von Modus 2 wird der Druck auf ein zwischen dem ersten und dem zweiten Niveau liegendes Zwischenniveau erhöht. Diese Erhöhung des Drucks der Trennkupplung 22 während des Modus 2 trägt dazu bei, zu gewährleisten, dass der Motor/Generator 14 über die Kupplung 22 genügend Drehmoment zur Verfügung stellt, um den ersten Verdichtungstakt des Verbrennungsmotors 12 auszugleichen.
Wie weiterhin aus 4 ersichtlich, wird der Motor/Generator 14 für die Dauer der Modi 0 bis 2 im Drehmomentsteuermodus betrieben. Während des Drehmomentsteuermodus kann der Motor/Generator 14 bei jeder Drehzahl arbeiten, die erforderlich ist, damit dieser eine gewünschte Menge an Drehmoment erzeugt. Wie in 4 ebenfalls dargestellt, nimmt das Drehmoment des Motors/Generators 14 im Verlauf der Modi 0 bis 2 zu. Gegen Ende von Modus 2 beginnt die Drehzahl des Verbrennungsmotors 12 anzusteigen. Das Ende von Modus 2, und damit das Ende der Drehmomentsteuerung des Motors/Generators 14, ist erreicht, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl größer ist als eine erste vorbestimmte Verbrennungsmotordrehzahl. Dies ist am Ende von Modus 2 bei Punkt B in 4 dargestellt.
In Modus 3 wird die Verbrennungsmotordrehzahl auf die Drehzahl des Motors/Generators 14 gebracht, und die Vorwärtskupplung 36 beginnt einzurücken. Zu Beginn von Modus 3 wird die Zielschlupfdrehzahl- wiederum angezeigt durch die horizontale strichpunktierte Linie – für die Vorwärtskupplung 36 gesenkt, da ein gewisser Schlupf weiterhin benötigt wird, um den Antriebsstrang zu isolieren, wobei jedoch kein Trägheitsdrehmoment mehr erforderlich ist um den Mo tor/Generator 14 dabei zu unterstützen, den Verbrennungsmotor 12 auf Drehzahl zu bringen.
Während des gesamten Modus 3 und eines Teils von Modus 4 wird der Motor/Generator 14 im Drehzahlsteuermodus betrieben. Im Drehzahlsteuermodus wird der Motor/Generator 14 so gesteuert, dass dieser eine gewünschte Drehzahl beibehält, während sein Ausgangsdrehmoment schwanken kann. Wie in 4 gezeigt, nimmt das Drehmoment des Motors/Generators 14 während der Modi 3 und 4 im Allgemeinen ab, während die Drehzahl des Verbrennungsmotors 12 zunimmt. Der Motor/Generator 14 wird solange im Drehzahlsteuermodus betrieben, bis sein Ausgangsdrehmoment unter ein vorbestimmtes Ausgangsdrehmoment absinkt. Dies wird bei Punkt C in 4 gezeigt. Nachdem das Drehmoment des Motors/Generators 14 unter das vorbestimmte Ausgangsdrehmoment gefallen ist, wird der Motor/Generator 14 erneut im Drehmomentsteuermodus betrieben. An diesem Punkt wird der Drehmomentbefehl auf einen negativen Wert heruntergefahren, um den Übergang zum Verbrennungsmotorstart zu dämpfen und um mit dem Aufladen der Batterie 20 zu beginnen.
Das Ende von Modus 4 ist erreicht, wenn die Schlupfdrehzahl der Vorwärtskupplung 36 unter eine zweite vorbestimmte Schlupfdrehzahl fällt. Dies ist bei Punkt D in 4 gezeigt. Nach Ende von Modus 4 wird die Steuerung des Motors/Generators 14 wieder von dem VSC 24 und/oder dem TCM 28 übernommen, und der Verbrennungsmotorstart ist abgeschlossen. In Modus 5 ist die Vorwärtskupplung 36 vollständig eingerückt, wodurch der Schlupf in der Vorwärtskupplung 36 beseitigt und die Übertragung von Drehmoment vom Verbrennungsmotor 12 und dem Motor/Generator 14 auf die Fahrzeugantriebsräder 18 ermöglicht wird.
5 zeigt eine detaillierte Darstellung eines Anfahrstartmodus. Wie in 5 dargestellt, verläuft dieser Startmodus ähnlich wie der in 4 dargestellte Rollstartmodus, wobei der Hauptunterschied darin besteht, dass die Vorwärtskupplung 36 zu Beginn von Modus 0 bereits erheblichen Schlupf aufweist. Da die Vorwärtskupplung 36 bereits schleift, liegt die Schlupfdrehzahl möglicherweise bereits über der Zielschlupfdrehzahl, wodurch der Übergang zu Modus 1 ggf. nahezu unmittelbar erfolgen kann.
Ähnlich wie bei einem Anfahrstart beginnt der Kriechstartmodus damit, dass die Vorwärtskupplung 36, wie in 6 dargestellt, bereits schleift. Zu Beginn von Modus 0 ist der Motor/Generator 14 noch nicht in Betrieb. Während des Modus 0 wird der Motor/Generator 14 im unidirektionalen Drehzahlsteuerungsmodus betrieben, damit seine Drehzahl solange erhöht wird, bis eine erste vorbestimmte Drehzahl erreicht ist. Dies wird bei Punkt A am Ende von Modus 0 in 6 gezeigt. In Modus 1 wird der Befehl zum Beschicken der Trennkupplung 22 ausgegeben. Wie in 6 dargestellt, ist der Verlauf der Kurve, die den Druck der Trennkupplung 22 darstellt, bei den verschiedenen Startmodi im Wesentlichen gleich; dies gilt auch für den unten beschriebenen Schlüsselstartmodus. Gleichfalls ähnlich wie bei den anderen Startmodi endet Modus 2 beim Kriechstartmodus, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors 12 größer ist als eine vorbestimmte Verbrennungsmotordrehzahl. Dies ist bei Punkt B in 6 dargestellt. Anders als beim Anfahrstartmodus und beim Rollstartmodus, wird jedoch beim Kriechstartmodus der Motor/Generator 14 weiterhin im Drehzahlsteuermodus betrieben, und es finden keine Übergänge zwischen Drehmomentsteuermodus und dem Drehzahlsteuermodus statt.
Wenn die Schlupfdrehzahl der Trennkupplung 22 einen vorbestimmten Wert erreicht, so zeigt dies an, dass das Ende von Modus 3 bald erreicht sein wird. Dies wird bei Punkt C in 6 gezeigt, an dem die Verbrennungsmotordrehzahl im Wesentlichen der Drehzahl des Motors/Generators 14 entspricht. In Modus 4 wird der Druck in der Kupplung 22 durch einen Steuerbefehl mit offener Regelschleife auf seinen Höchstwert gebracht, wobei der Steuerbefehl so kalibriert ist, dass das Schließen der Kupplung 22 auf sanfte Weise vollzogen wird. Ist der Höchstdruck erreicht, so ist die Steuerung der Kupplung 22 abgeschlossen und der Startmodus wechselt zu Modus 5, was das Ende des Startereignisses anzeigt.
7 ist ein Diagramm, das den Ablauf des Schlüsselstartmodus veranschaulicht. Wie bei einem Vergleich der 6 und 7 auffällt, ähnelt der Schlüsselstartmo dus in seiner Implementierung sehr stark dem Kriechstartmodus. Ein offensichtlicher Unterschied besteht darin, dass während eines Schlüsselstarts keine der Eingangskupplungen eingekuppelt ist; dies gilt auch für die Vorwärtskupplung 36. Dies ist daran zu erkennen, dass, wie in 7 dargestellt, kein Eingangskupplungsdruck vorhanden ist. In diesem Modus ist die Vorwärtskupplung 36 vollständig ausgerückt. Wie im Kriechstartmodus wird der Motor/Generator 14 während der gesamten Dauer des Schlüsselstartmodus im Drehzahlsteuermodus betrieben, und die Trennkupplung 22 beginnt, eingerückt zu werden, wenn die Drehzahl des Motors/Generators 14 eine erste vorbestimmte Drehzahl erreicht.

Claims

Steuerungsvorrichtung zur Steuerung des Starts eines Verbrennungsmotors (12) in einem Fahrzeug (10) mit einer elektrischen Maschine (14), einer ersten, zwischen dem Verbrennungsmotor (12) und der elektrischen Maschine (14) angebrachten Kupplung (22), mittels derer der Verbrennungsmotor (12) wahlweise mit der elektrischen Maschine (14) verbunden werden kann, und einer zweiten, zwischen der elektrischen Maschine (14) und Fahrzeugantriebsrädern (18) angeordneten Kupplung (36), wobei die zweite Kupplung (36) wahlweise eingerückt werden kann, um die Übertragung von Drehmoment zwischen der elektrischen Maschine (14) und den Fahrzeugantriebsrädern (18) zu fördern, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung dahingehend ausgebildet ist, einen Start des Verbrennungsmotors (12) anzufordern, die elektrische Maschine (14) zu betreiben, die zweite Kupplung (36) teilweise außer Eingriff zu bringen, wenn die zweite Kupplung (36) bei der Anforderung des Starts des Verbrennungsmotors (12) vollständig eingerückt ist, wobei der nur teilweise Eingriff der zweiten Kupplung (36) einen Schlupf in dieser verursacht, wodurch die Fahrzeugantriebsräder (18) wenigstens teilweise von Drehmomentungleichmäßigkeiten des Verbrennungsmotors (12) isoliert werden, die erste Kupplung (22) einzurücken, wodurch der Verbrennungsmotor (12) mit der elektrischen Maschine (14) verbunden wird, und dem Verbrennungsmotor (12) Kraftstoff zuzuführen, wodurch die Erzeugung von Drehmoment durch den Verbrennungsmotor (12) gefördert wird.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner dahingehend ausgebildet ist, die zweite Kupplung (36) vollständig einzurücken, wenn der Verbrennungsmotor (12) mit Kraftstoff versorgt ist, wodurch der Schlupf in der zweiten Kupplung (36) eliminiert und der Drehmomenttransfer von dem Verbrennungsmotor (12) und der elektrischen Maschine (14) auf die Fahrzeugantriebsräder (18) gefördert wird.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die Steuerungsvorrichtung aufweisende Fahrzeug ein Getriebe (16) aufweist, in dem die zweite Kupplung (36) angeordnet ist, wobei die zweite Kupplung einen ersten Teil (34) aufweist, der in Wirkverbindung mit einer Getriebeeingangswelle (32) steht, und einen zweiten Teil (40), der in Wirkverbindung mit einem Getriebedrehmomentelement steht, wobei die zweite Kupplung (36) mit einer Drehzahl schleift, die der Differenz zwischen den Winkelgeschwindigkeiten des ersten und des zweiten Teils entspricht, und wobei das Einrücken der ersten Kupplung (22) beginnt, wenn die Schlupfdrehzahl größer als eine vorherbestimmte erste Schlupfdrehzahl ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese derart ausgebildet ist, dass das Einrücken der ersten Kupplung (22) eine Erhöhung des Druckes der ersten Kupplung (22) auf ein erstes Niveau, ein Halten des Druckes der ersten Kupplung (22) für eine vorgegebene Zeit im Wesentlichen konstant auf dem ersten Niveau, ein Absenken des Drucks der ersten Kupplung (22) auf ein zweites Niveau sowie ein Erhöhen des Drucks der ersten Kupplung (22) auf ein Zwischenniveau zwischen dem ersten und dem zweiten Niveau umfasst, wobei die erste Kupplung mit einem Druck eingerückt wird, der ausreicht, einen ersten Kompressionshub des Verbrennungsmotors (12) zu überwinden.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese dahingehend konfiguriert ist, die elektrische Maschine (14) wie folgt zu betreiben: Betrieb der elektrischen Maschine (14) in einem Drehmomentsteuermodus, bis die Drehzahl des Verbrennungsmotors (12) größer als eine erste vorgegebene Drehzahl des Verbrennungsmotors ist, Betrieb der elektrischen Maschine (14) in einem Drehzahlsteuermodus, falls die Verbrennungsmotordrehzahl größer als die erste vorgegebene Drehzahl ist und das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine (14) nicht kleiner als ein vorherbestimmtes Ausgangsdrehmoment ist, wobei durch den Betrieb der elektrischen Maschine (14) im Drehzahlsteuermodus eine Verringerung des Ausgangsdrehmoments der elektrischen Maschine (14) bewirkt wird, wenn der Verbrennungsmotor (12) beginnt, Drehmoment zu erzeugen, und Betrieb der elektrischen Maschine (14) in einem Drehmomentsteuermodus, wenn das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine (14) unter das vorherbestimmte Ausgangsdrehmoment fällt.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das die Steuerungsvorrichtung aufweisende Fahrzeug ein in Wirkverbindung zwischen der elektrischen Maschine (14) und den Rädern (18) des Fahrzeugs (10) angeordnetes Getriebe (16) aufweist, wobei die Steuerungsvorrichtung ferner dahingehend konfiguriert ist, die zweite Kupplung (36) vollständig ausgerückt zu halten, wenn die zweite Kupplung (36) zum Zeitpunkt der Anforderung des Starts des Verbrennungsmotors (12) vollständig ausgerückt ist, und die elektrische Maschine (14) dahingehend zu betreiben, eine Erhöhung der Drehzahl der elektrischen Maschine (14) einzuschließen, wobei das Einrücken der ersten Kupplung beginnt, falls die Drehzahl der elektrischen Maschine (14) größer als eine erste vorgegebene Drehzahl der elektrischen Maschine ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese dahingehend konfiguriert ist, die elektrische Maschine (14) in einem Drehzahlsteuermodus zu betreiben.
Steuerungsvorrichtung zur Steuerung des Starts eines Verbrennungsmotors (12) in einem Fahrzeug (10) mit einem Getriebe (16), einem Gaspedal, einer elektrischen Maschine (14), einer ersten, zwischen dem Verbrennungsmotor (12) und der elektrischen Maschine (14) angeordneten Kupplung (22), mittels derer der Verbrennungsmotor (12) wahlweise mit der elektrischen Maschine (14) verbunden werden kann, und einer zweiten, zwischen der elektrischen Maschine (14) und Fahrzeugantriebsrädern (18) angeordneten Kupplung (36), wobei die zweite Kupplung (36) wahlweise eingerückt werden kann, um die Übertragung von Drehmoment zwischen der elektrischen Maschine (14) und den Fahrzeugantriebsrädern (18) zu fördern, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung dahingehend ausgebildet ist, einen Start des Verbrennungsmotors (12) anzufordern, die elektrische Maschine (14) zu betreiben, einen Startmodus für den Verbrennungsmotor (12) in wenigstens teilweiser Abhängigkeit von wenigstens einer der Größen Stellung des Gaspedals und aktueller Gangwahl zu bestimmen, wobei ein erster Startmodus für den Verbrennungsmotor eine Schaltstellung des Getriebes (16) im ersten oder einem höheren Gang und eine wenigstens einer teilweisen Öffnung einer Drosselklappe entsprechende Gaspedalstellung einschließt, und einen Schlupf in der zweiten Kupplung (36) zu fördern, wenn der erste Startmodus des Verbrennungsmotors (12) bei der Anforderung des Verbrennungsmotorstarts erkannt wird, wobei durch die Förderung des Schlupfs in der zweiten Kupplung die Fahrzeugantriebsräder (18) wenigstens teilweise von Drehmomentungleichmäßigkeiten des Verbrennungsmotors (12) isoliert werden, die erste Kupplung (22) einzurücken, wodurch der Verbrennungsmotor (12) mit der elektrischen Maschine (14) verbunden wird, und dem Verbrennungsmotor (12) Kraftstoff zuzuführen, wodurch die Erzeugung von Drehmoment durch den Verbrennungsmotor (12) gefördert wird.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner dahingehend ausgebildet ist, die zweite Kupplung (36) vollständig einzurücken, nachdem der Verbrennungsmotor (12) mit Kraftstoff versorgt wurde, wodurch der Schlupf in der zweiten Kupplung (36) eliminiert und der Drehmomenttransfer von dem Verbrennungsmotor (12) und der elektrischen Maschine (14) auf die Fahrzeugantriebsräder (18) gefördert wird.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese dahingehend ausgebildet ist, einen zweiten Startmodus des Verbrennungsmotors (12) mit einem Gang unterhalb des ersten Ganges sowie einer einer wenigstens teilweise geöffneten Drosselklappe entsprechenden Gaspedalstellung einzuschließen, und die zweite Kupplung teilweise eingerückt zu lassen, wenn der zweite Startmodus des Verbrennungsmotors (12) bei der Anforderung des Verbrennungsmotorstarts erkannt wird, und die zweite Kupplung (36) zu mindest solange teilweise eingerückt zu halten, bis der Verbrennungsmotor (12) mit Kraftstoff versorgt wird.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (36) einen ersten Teil (34) aufweist, der in Wirkverbindung mit der Getriebeeingangswelle (32) steht, und einen zweiten Teil (40), der in Wirkverbindung mit einem Getriebedrehmomentelement steht, wobei die zweite Kupplung (36) mit einer Drehzahl schleift, die der Differenz zwischen den Winkelgeschwindigkeiten des ersten und des zweiten Teils entspricht, und wobei das Einrücken der ersten Kupplung (22) beginnt, wenn die Schlupfdrehzahl größer als eine vorherbestimmte erste Schlupfdrehzahl ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese derart ausgebildet ist, dass das Einrücken der ersten Kupplung (22) eine Erhöhung des Druckes der ersten Kupplung (22) auf ein erstes Niveau, ein Halten des Druckes der ersten Kupplung (22) für eine vorgegebene Zeit im Wesentlichen konstant auf dem ersten Niveau, ein Absenken des Drucks der ersten Kupplung (22) auf ein zweites Niveau sowie ein Erhöhen des Drucks der ersten Kupplung (22) auf ein Zwischenniveau zwischen dem ersten und zweiten Niveau umfasst, wobei die erste Kupplung mit einem Druck eingerückt wird, der ausreicht, einen ersten Kompressionshub des Verbrennungsmotors (12) zu überwinden.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese dahingehend konfiguriert ist, die elektrische Maschine (14) wie folgt zu betreiben: Betrieb der elektrischen Maschine (14) in einem Drehmomentsteuermodus, bis die Drehzahl des Verbrennungsmotors (12) größer als eine erste vorgegebene Verbrennungsmotordrehzahl ist, Betrieb der elektrischen Maschine (14) in einem Drehzahlsteuermodus, falls die Verbrennungsmotordrehzahl größer als die erste vorgegebene Drehzahl ist und das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine (14) nicht kleiner als ein vorherbestimmtes Ausgangsdrehmoment ist, wobei durch den Betrieb der elektrischen Maschine (14) im Drehzahlsteuermodus eine Verringerung des Ausgangsdrehmoments der elektrischen Maschine (14) bewirkt wird, wenn der Verbrennungsmotor (12) beginnt, Drehmoment zu erzeugen, und Betrieb der elektrischen Maschine (14) in einem Drehmomentsteuermodus, wenn das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine (14) unter das vorherbestimmte Ausgangsdrehmoment fällt.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese dahingehend ausgebildet ist, einen dritten Startmodus des Verbrennungsmotors (12) mit einem Gang unterhalb des ersten Gangs sowie einer einer geschlossenen Drosselklappe entsprechenden Gaspedalstellung einzuschließen, und die zweite Kupplung (36) teilweise eingerückt zu lassen, wenn der dritte Startmodus des Verbrennungsmotors (12) bei der Anforderung des Verbrennungsmotorstarts erkannt wird, und die zweite Kupplung (36) zumindest solange teilweise eingerückt zu halten, bis der Verbrennungsmotor (12) mit Kraftstoff versorgt wird.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese dahingehend ausgebildet ist, einen vierten Startmodus des Verbrennungsmotors (12) mit einem Gang entsprechend einem Park- oder Leerlaufgang einzuschließen, und die zweite Kupplung (36) vollständig ausgerückt zu lassen, wenn der vierte Startmodus des Verbrennungsmotors (12) bei der Anforderung des Verbrennungsmotorstarts erkannt wird.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese dahingehend ausgebildet ist, die Drehzahl der elektrischen Maschine (14) zu erhöhen, und dass das Einrücken der ersten Kupplung (22) beginnt, wenn die Drehzahl der elektrischen Maschine (14) größer als eine erste vorgegebene Drehzahl der elektrischen Maschine ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese dahingehend konfiguriert ist, die elektrische Maschine (14) in einem Drehzahlsteuermodus zu betreiben.
Fahrzeug (10) mit Fahrzeugantriebsrädern (18), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) aufweist: einen Verbrennungsmotor (12); ein Getriebe (16); eine elektrische Maschine (14) die derart betrieben werden kann, dass diese das Fahrzeug (10) antreibt und den Verbrennungsmotor (12) in Rotation versetzt; eine erste, zwischen dem Verbrennungsmotor (12) und der elektrischen Maschine (14) angebrachte Kupplung (22), mittels derer der Verbrennungsmotor wahlweise mit der elektrischen Maschine verbunden werden kann; eine zweite, zwischen der elektrischen Maschine (14) und den Fahrzeugantriebsrädern (18) angebrachte Kupplung (36), wobei die zweite Kupplung (36) wahlweise eingerückt werden kann, um die Übertragung von Drehmoment zwischen der elektrischen Maschine (14) und den Fahrzeugantriebsrädern (18) zu fördern, und ein Steuerungssystem, das wenigstens ein Steuergerät aufweist, wobei das Steuerungssystem derart konfiguriert ist, dass es einen Verbrennungsmotorstart anfordert, die elektrische Maschine (14) in Betrieb setzt und einen Schlupf in der zweiten Kupplung (36) fördert, wenn sich das Getriebe (16) zu dem Zeitpunkt, zu dem der Verbrennungsmotorstart angefordert wird, im ersten oder einem höheren Gang befindet, wobei das Fördern des Schlupfes in der zweiten Kupplung (36) die Wirkung hat, die Fahrzeugantriebsräder (18) wenigstens teilweise von Drehmomentungleichmäßigkeiten des Verbrennungsmotors (12) zu isolieren, und wobei das Steuerungssystem ferner derart konfiguriert ist, dass es die erste Kupplung (22) einrückt, wodurch der Verbrennungsmotor (12) an die elektrische Maschine (14) angeschlossen wird, und dass es dem Verbrennungsmotor (12) Kraftstoff zuführt, wodurch die Erzeugung von Drehmoment durch den Verbrennungsmotor (12) gefördert wird.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem derart konfiguriert ist, dass dieses die zweite Kupplung (36) einrückt, nachdem dem Verbrennungsmotor (12) Kraftstoff zugeführt wurde, wodurch der Schlupf in der zweiten Kupplung (36) beseitigt und eine Über tragung von Drehmoment vom Verbrennungsmotor (12) und der elektrischen Maschine (14) auf die Fahrzeugantriebsräder (18) gefördert wird.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (16) eine Getriebeeingangswelle (32) und ein Drehmomentelement aufweist, und die zweite Kupplung (36) einen ersten Teil (34) aufweist, der in Wirkverbindung mit der Getriebeeingangswelle (32) steht, und einen zweiten Teil (40), der in Wirkverbindung mit dem Getriebedrehmomentelement steht, und dass das Steuerungssystem ferner derart konfiguriert ist, dass es eine Schlupfdrehzahl der zweiten Kupplung (36) bestimmt und die erste Kupplung (22) einrückt, wenn die Schlupfdrehzahl größer ist als eine erste vorbestimmte Schlupfdrehzahl, wobei die Schlupfdrehzahl als Differenz zwischen den Winkelgeschwindigkeiten des ersten und des zweiten Teils definiert ist.