-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Getriebeeingriffs
während
eines Neustarts eines Verbrennungsmotors in einem Antriebsstrang
insbesondere eines Hybridelektrofahrzeuges. Speziell betrifft die
Erfindung einen Antriebsstrang für
ein Hybridelektrofahrzeug (HEV), sowie weiter insbesondere die Steuerung
eines in Vorbereitung auf einen Neustart des Verbrennungsmotors
von einem Vorwärtsgang
in den Rückwärtsgang oder
vom Rückwärtsgang
in einen Vorwärtsgang
geschalteten Getriebes.
-
Ein
Hybridelektrofahrzeug (HEV) stellt ein mit einem Hybridantriebssystem
konfiguriertes Fahrzeug dar, bei dem wenigstens zwei Drehmomentquellen
zum Antreiben des Fahrzeuges vorgesehen sind. Beispielsweise kann
(ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) bei einem Hybridantriebssystem
ein herkömmliches
Antriebssystem mit einem Verbrennungsmotor und einem Stufenautomatikgetriebe
mit einem elektrischen Antriebssystem kombiniert sein, welches einen
Elektromotor oder mehrere Elektromotoren und eine wiederaufladbare
Energiespeichervorrichtung wie z. B. eine Batterie aufweist, die
zur Verringerung des Treibstoffverbrauchs im Vergleich zu herkömmlichen
Fahrzeugen die Elektromotoren mit Energie versorgen oder Energie
speichern kann. Ein Hybridelektrofahrzeug weist typischerweise unterschiedliche
Betriebsmodi des Antriebsstranges auf, wobei der Verbrennungsmotor
in Abhängigkeit
von den Fahrzeugbetriebsbe dingungen, den Batteriebedingungen und
den Antriebsanforderungen des Fahrers entweder in Betrieb oder ausgeschaltet
ist. Für
einen HEV ist somit charakteristisch, dass der Verbrennungsmotor
unter bestimmten Bedingungen gestartet oder gestoppt wird. Wenn der
Verbrennungsmotor läuft,
kann der elektrische Abschnitt bzw. Zweig des Antriebssystems dazu
eingesetzt werden, den Verbrennungsmotor bei der Bereitstellung
des erforderlichen Fahrzeugantriebs zu unterstützen. Unter Betriebsbedingungen
mit ausgeschaltetem Verbrennungsmotor kann die Antriebsanforderung
des Fahrers vollständig
von dem Elektromotor erfüllt
werden.
-
Kraftfahrzeuge
können
auch dahingehend ausgelegt sein, dass dabei bestimmten Aspekten
der Hybridelektro-Technologie zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs
Rechnung getragen wird, ohne dass aber ein Hybridantriebsstrang
eingesetzt wird. In solchen als ”Mikro-HEVs” bezeichneten Fahrzeugen wird
der Verbrennungsmotor in Phasen des Betriebs mit Leerlaufdrehzahl
abgeschaltet, wodurch eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs
und der Emissionen in einem herkömmlichen
Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor und einem Stufenautomatikgetriebe – jedoch
ohne Elektromotor zum Antreiben der Räder – erreicht wird. Die hauptsächliche Bedingung,
die von dem Steuerungssystem des ”Mikro-HEV-Antriebsstrangs” vor einem Abschalten des
Verbrennungsmotors überprüft wird,
ist, ob der Fahrer die Bremse betätigt hat und das Fahrzeug angehalten
wurde, da sich in einem herkömmlichen Fahrzeug
der Verbrennungsmotor unter solchen Bedingungen typischerweise im
Leerlauf befindet. Sobald der Fahrer das Bremspedal loslässt und
damit eine Anforderung nach einem Antrieb des Fahrzeuges signalisiert,
erfolgt ein automatischer Neustart des Verbrennungsmotors durch
das Antriebsstrangsteuerungssystem.
-
In
einem ”Mikro-HEV” gemäß 1 und 2 der
beigefügten
Zeichnungen, welches einen Verbrennungsmotor mit einem fortschrittlichen
Startermotor für
den Start bzw. Stopp des Verbrennungsmotors und ein Dualkupplungsautomatikgetriebe (DCT
= ”Dual-Clutch
Automatic Transmission”)
aufweist, ist es von Bedeutung, dass während eines Neustarts des Verbrennungsmotors
Fahrzeugantriebskraft in einer ansprechempfindlichen, konsistenten
und vorhersagbaren Weise bereitgestellt wird. Treten Verzögerungen
infolge eines Getriebeeingriffs und/oder basie rend auf der Kupplungsdrehmomentkapazität auf, so
führt dies
unmittelbar zu einem schlechten Ansprechen des Fahrzeugantriebs.
-
Eine
kurzzeitige Drehmomentapplikation durch die Kupplung kann ebenfalls
zu Schwankungen im Drehmoment des Antriebsstranges und zu einem
möglichen
Abwürgen
des Verbrennungsmotors während
des Neustarts führen.
Darüber
hinaus empfindet es der Fahrer als ”schlechte Performance” des Fahrzeuges,
wenn der Getriebeeingriff während
eines Neustarts des Verbrennungsmotors oder danach als zu rau wahrgenommen
wird. Temperatureinflüsse und
andere Umwelteinflüsse
können
diese Probleme zusätzlich
verstärken.
-
Ein
Antriebsstrangsteuerungssystem für
einen ”Mikro-HEV-Antriebsstrang” sollte
ferner auch in der Lage sein, unmittelbar auf eine Anforderung nach Fahrzeugantriebskraft
zu reagieren, wenn der Verbrennungsmotor neu gestartet wird, nachdem
der Gangwählhebel
aus einer Vorwärtsfahrtposition
in die Rückwärtsfahrtposition
oder umgekehrt während der
Zeitspanne bewegt wurde, in der der Verbrennungsmotor ausgeschaltet
war.
-
Beispielsweise
kann der Fahrer während
eines Motorstopps, bei dem sich der Gangwählhebel in einer Vorwärtsfahrtposition
befindet und das Bremspedal betätigt
ist, den Gangwählhebel
in die Rückwärtsfahrtposition
unter fortdauernder Betätigung des
Bremspedals bewegen, wobei der Verbrennungsmotor bei angehaltenem
Fahrzeug in ausgeschaltetem Zustand gehalten wird. Unter dieser
Bedingung wird, wenn das Getriebe nicht zur Einlegung eines Rückwärtsganges
in Eingriff gebracht ist, während
der Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist, und das Fahrzeug zu einem
Zeitpunkt angehalten wird, in dem der Fahrer den Gangwählhebel
in die Rückwärtsfahrtposition
bewegt, eine übermäßige Verzögerung im
Fahrzeugantrieb auftreten, sobald der Fahrer die Bremse loslässt und
der Verbrennungsmotor gestartet wird. Die übermäßige Verzögerung im Fahrzeugantrieb beruht
auf einer Verzögerung des
Getriebeeingriffs zum Einlegen des Rückwärtsganges bis zum Starten des
Verbrennungsmotors. In sog. DCT-Getriebeapplikationen,
bei denen der erste Gang und der Rückwärtsgang auf die gleiche Welle (z.
B. eine ungeradzahlige Welle) wirken, müssen, wenn das Getrie be zum
Zeitpunkt des Motorstarts und nicht zum Zeitpunkt der Bewegung des
Gangwählhebels
in den Rückwärtsgang
geschaltet wird, die Gangschaltsynchronisatoren innerhalb des DCT aus
dem ersten Gang außer
Eingriff gebracht bzw. ausgerückt
werden, in den Rückwärtsgang
eingerückt
werden und es muss anschließend
die Kupplung über
den Kupplungsgeberzylinder beaufschlagt werden, bevor irgendein
Kupplungsdrehmoment ausgeübt
wird.
-
Da
keine Fahrzeugantriebskraft bereitgestellt werden kann, solange
kein Kupplungsdrehmoment ausgeübt
wird, führen
Verzögerungen
im Getriebeeingriff und in der Kupplungsbetätigung unmittelbar zu Verzögerungen
im Raddrehmoment und zu einem schlechten Ansprechverhalten des Fahrzeugantriebs.
-
Vor
dem vorstehenden Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren zum Steuern des Getriebeeingriffs bzw.
eine Antriebsstrangsteuerungsstrategie bereitzustellen, mittels
derer die vorstehenden Probleme eines ”Mikro-HEVs” mit einem Dualkupplungsgetriebe
vermieden werden.
-
Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs
1 gelöst.
-
Gemäß einem
Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Neustarts
eines Verbrennungsmotors in einem Hybridelektro-Antriebsstrang folgende
Schritte: (a) Bewegen eines Gangwählhebels von einer Vorwärtsgangposition
in eine Rückwärtsgangposition
oder Bewegen eines Gangwählhebels
von einer Rückwärtsgangposition
in eine Vorwärtsgangposition;
(b) Ausrücken
einer abgehenden Kupplung und eines abgehenden Vorwärts- oder
Rückwärtsganges;
(c) Nutzen elektrischer Energie zum Antreiben einer Hilfspumpe,
deren Pumpwirkung bzw. Ausgangsleistung bewirkt, dass in einem Getriebe
ein Rückwärtsgang
oder ein Vorwärtsgang
eingelegt wird, und welche eine ankommende Kupplung, die an den
Verbrennungsmotor und den Rückwärts- oder
den Vorwärtsgang
ankoppelt, auf Null Drehmomentkapazität beaufschlagt; (d) Auslösen des
Neustarts; (e) Unterbrechen des Einsatzes der Hilfspumpe, nachdem
der Verbrennungsmotor gestartet worden ist (bzw. sich im Leerlauf
befindet) und (f) Steigern der Drehmo mentkapazität der ankommenden Kupplung
zum Koppeln des Verbrennungsmotors und des Rückwärts- oder Vorwärtsganges
nach dem Motorstart.
-
Die
Erfindung betrifft ferner einen Hybridelektroantriebsstrang mit
einem Gangwählhebel,
einem Getriebe, welches eine abgehende Kupplung, eine ankommende
Kupplung sowie einen ersten und einen zweiten Gang aufweist, einem
Bremspedal und einem Gaspedal, einer elektrischen Energiequelle, einer
Hilfspumpe, welche von der elektrischen Energiequelle angetrieben
wird und an das Getriebe angekoppelt ist, einem Startermotor, welcher
von der elektrischen Energiequelle angetrieben wird und an den Verbrennungsmotor
angekoppelt ist und einem Controller, welcher dahingehend konfiguriert
ist, den Verbrennungsmotor zu stoppen, die abgehende Kupplung und
den ersten Gang auszurücken,
die Hilfspumpe zu betätigen,
die Pumpwirkung bzw. Ausgangsleistung der Hilfspumpe dazu einzusetzen,
den zweiten Gang einzurücken,
die ankommende Kupplung zu aktivieren bzw. einzurücken und
den Startermotor zum Starten des Verbrennungsmotors zu betätigen.
-
Gemäß der Steuerungsstrategie
wird die ankommende Eingangskupplung aktiviert und die ankommende
Eingangskupplung in Eingriff gebracht, bevor der Neustart ausgelöst wird.
Folglich liefert das Steuerungssystem eine im Wesentlichen sofortige Reaktion
auf eine Anforderung nach einem Antrieb des Fahrzeugs, wenn der
Verbrennungsmotor von Neuem gestartet wird nachdem der Gangschalthebel von
der Vorwärtsfahrtposition
in die Rückwärtsfahrtposition
oder von der Rückwärtsfahrtposition
in die Vorwärtsfahrtposition
bewegt worden ist, während der
Verbrennungsmotor ausgeschaltet war.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern
des Kupplungseingriffs während
eines Neustarts eines Verbrennungsmotors in einem Hybridelektroantriebsstrang, wobei
das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- (a)
Stoppen des Verbrennungsmotors;
- (b) Ausrücken
einer abgehenden Kupplung und eines abgehenden Vorwärtsganges
eines Getriebes mit dualer Eingangskupplung;
- (c) Einsatz elektrischer Energie zum Antreiben einer Hilfspumpe,
deren Pumpwirkung bzw. Ausgangsleistung bewirkt, dass in dem Getriebe
ein Rückwärtsgang
eingelegt wird, und auf Null Drehmomentkapazität Beaufschlagen bzw. Aktivieren einer
ankommenden Eingangskupplung, welche an den Verbrennungsmotor und
den Rückwärtsgang
gekoppelt ist;
- (d) Auslösen
des Neustarts; und
- (e) Unterbrechen des Einsatzes der Hilfspumpe.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren
ferner den Schritt: Verwenden des Getriebes zur Erhöhung der Drehmomentkapazität der ankommenden
Kupplung auf eine geforderte Drehmomentkapazität, nachdem der Verbrennungsmotor
von Neuem gestartet worden ist.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
beinhaltet der Schritt (d) ferner entweder ein Loslassen des Bremspedals
oder ein Betätigen
des Gaspedals zum Auslösen
des Neustarts.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung beinhaltet das Verfahren ferner den Schritt: Anhalten
des Fahrzeuges in Reaktion auf die Betätigung des Bremspedals und
Loslassen des Gaspedals.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern
des Neustarts eines Verbrennungsmotors in einem Hybridelektroantriebsstrang,
wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- (a)
Stoppen des Verbrennungsmotors;
- (b) Ausrücken
einer abgehenden Kupplung und eines Rückwärtsganges eines Getriebes mit
dualer Eingangskupplung;
- (c) Einsatz elektrischer Energie zum Antreiben einer Hilfspumpe,
deren Pumpwirkung bzw. Ausgangsleistung bewirkt, dass in einem Getriebe
ein Vorwärtsgang
eingelegt wird und eine ankommende Kupplung, welche an den Verbrennungsmotor
und den Vorwärtsgang
gekoppelt ist, auf Null Drehmomentkapazität beaufschlagt bzw. aktiviert
wird;
- (d) Auslösen
des Neustarts; und
- (e) Unterbrechen der Verwendung der Hilfspumpe.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren
ferner den Schritt: Einsatz des Getriebes dazu, die Drehmomentkapazität der ankommenden
Kupplung auf eine angeforderte Drehmomentkapazität zu erhöhen, nachdem der Verbrennungsmotor
von Neuem gestartet worden ist.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung beinhaltet der Schritt (d) ferner ein Loslassen eines
Bremspedals oder ein Betätigen
des Gaspedals zur Auslösung
des Neustarts.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung beinhaltet das Verfahren ferner den Schritt: Anhalten
des Fahrzeuges in Reaktion auf eine Betätigung des Bremspedals und
Loslassen des Gaspedals.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist der Controller ferner dahingehend konfiguriert,
das Getriebe dazu einzusetzen, die Drehmomentkapazität der ankommenden
Kupplung auf eine geforderte Drehmomentkapazität zu erhöhen.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist der Controller ferner dahingehend konfiguriert,
den Verbrennungsmotor in Reaktion auf ein Loslassen des Bremspedals
von Neuem zu starten.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist der Antriebsstrang ein Gaspedal auf, wobei der
Controller dahingehend konfiguriert ist, den Verbrennungsmotor in
Reaktion auf eine Betätigung
des Gaspedals von Neuem zu starten.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist der erste Gang als Vorwärtsgang und der zweite Gang
als Rückwärtsgang
ausgebildet.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann der erste Gang als Rückwärtsgang und der zweite Gang
als Vorwärtsgang
ausgebildet sein.
-
Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Abbildungen näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1 ein
schematisches Diagramm eines ”Mikro-HEV-Antriebsstranges”;
-
2 ein
schematisches Diagramm, in welchem der Drehmomentfluss und der Fluss
der elektrischen Energie in dem Antriebsstrang von 1 dargestellt
sind;
-
3 Graphen,
welche die Änderung
bestimmter Antriebsstrangvariablen während des Eingriffs eines Vorwärtsgang-Rückwärtsgang-Umschalters und die
Steuerung eines Motorneustarts zeigen;
-
4 ein
logisches Flussdiagramm der Schritte eines Algorithmus zur Steuerung
eines Motorneustarts; und
-
5 ein
schematisches Diagramm, in welchem kinematische Details eines Lastschaltgetriebes mit
dualer Eingangskupplung gezeigt sind.
-
Gemäß 1 und 2 weist
ein in 1 mit 10 bezeichneter Mikro-HEV-Antriebsstrang eine Energiequelle 12 wie
z. B. einen Verbrennungsmotor, einen Verbrennungsstartermotor 14,
ein Dualkupplungsautomatikgetriebe 16, welches über eine
Eingangswelle 17 und Kupplungen 18, 20 an
den Verbrennungsmotor gekoppelt ist, eine Welle 36 für ungeradzahlige
Gänge (1.,
3. und 5. Gang sowie Rückwärtsgang)
und eine Welle 37 für
geradzahlige Gänge
(2., 4, und 6. Gang), einen Getriebeausgang 22, einen an
den Getriebeausgang 22 gekoppelten Endantriebsmechanismus 24,
eine elektrische Hilfshydraulikpumpe (EAUX) 25, deren Pumpwirkung
bzw. Ausgangsleistung das Hydrauliksystem des Getriebes 16 mit
Druck versorgt, eine elektrische Speicherbatterie 26, welche
elektrische Energie an die Hilfspumpe 25 und den Startermotor 14 liefert
und Antriebswellen 28, 29 der Hinter- oder Vorderräder, welche
an die Antriebsräder 30, 31 gekoppelt
sind, auf.
-
2 zeigt,
dass ein mit TENG bezeichnetes Ausgangsdrehmoment
des Verbrennungsmotors und ein vom Startermotor 14 erzeugtes
und mit TSTARTER bezeichnetes Drehmoment
an einem Knotenpunkt 34 zur Erzeugung eines mit TCRK bezeichneten Motorkurbelwellendrehmoments
miteinander kombiniert werden. Ein mit TOUT bezeichnetes
Ausgangsdrehmoment wird von dem Getriebe 16 an den Endantriebsmechanismus 24 übertragen,
welcher einen Zwischenraddifferentialmechanismus aufweist. Mit PBAT bezeichnete elektrische Leistung der
Batterie 26 wird an einen Knotenpunkt 38 übertragen,
von dem aus mit PEAUX bezeichnete elektrische
Energie an die Hilfspumpe 25 und mit PSTARTER bezeichnete
Starterleistung an den Startermotor 14 verteilt wird. Von
einem Generator 40 aufgrund eines mit TALT bezeichneten
Motordrehmoments ausgegebene Leistung PALT wird
an den Knotenpunkt 38 geliefert.
-
Ein
Getriebesteuerungsmodul TCM (TCM = ”Transmission Control Module”) 42 wird
von der Batterie 26 versorgt, empfängt und sendet Signale an die Hilfspumpe 25 und
das Getriebe 16 und empfängt Eingangssignale von einem
Gang schalthebel 44, welcher sich in einem Automatikmoduskanal 46 entlang
einer ”Park”-, ”Reverse”-(Neutral-)
bzw. ”Drive”-Position
bewegt und sich in einem Manuellschaltmoduskanal 48 zwischen
einer Heraufschalt- und einer Herunterschalt-Position bewegt. Ein Motorsteuerungsmodul
ECM (ECM = ”Engine
Control Module”) 50 wird
durch die Batterie 26 versorgt, empfängt und sendet Signale an den
Startermotor 14 und den Verbrennungsmotor 12 und
empfängt
Eingangssignale von einem Gaspedal 54 und einem Bremspedal 52.
-
Das
im Folgenden beschriebene Beispiel beinhaltet eine Bewegung des
Gangschalthebels 44 aus einer mit ”Drive”-Position bzw. D-Position
bezeichneten Fahrstellung in eine mit ”Reverse”-Position bzw. R-Position
bezeichnete Rückwärtsgangstellung,
während
der Verbrennungsmotor 12 heruntergefahren wird und bevor
eine Aufforderung zum Motorneustart ergeht. Anstatt bis zum Auftreten
einer Aufforderung zum Motorneustart mit dem Schalten des Getriebes
in den Rückwärtsgang
zu warten, wird das Getriebe 16 in den Rückwärtsgang
geschaltet, wenn der Gangschalthebel 44 manuell vom Fahrer aus
der D-Position in die R-Position
bewegt wird, während
der Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist. Ein von der Hilfspumpe
(EAUX-Pumpe) 25 während des
ausgeschalteten Zustands des Motors erzeugter Hydraulikdruck betätigt die
Synchronisatoren, welche den Vorwärtsgang auslegen bzw. ausrücken und
den Rückwärtsgang
einlegen. Des Weiteren wird, während
der Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist und sobald das Getriebe
in den gewünschten
Rückwärtsgang
geschaltet wurde, die Eingangskupplung 18 oder 20 zur Übertragung
von Energie vom Verbrennungsmotor 12 auf den Rückwärtsgangpfad
im Getriebe sofort mit Hydraulikfluid gefüllt und somit zur Übertragung
von Drehmoment vorbereitet, sobald die Aufforderung zum Motorneustart
ergeht. Die Hubbeaufschlagung der Eingangskupplung 18, 20 fängt Abstände zwischen
dem Kupplungskolben und dem Satz von Kupplungsplatten sowie Abstände zwischen
den Kupplungsplatten untereinander auf, so dass die Drehmomentkapazität sofort
und ohne zusätzliche
Verzögerungen
erhöht
werden kann, wenn dies durch das TCM 42 veranlasst wird.
-
3 zeigt
Graphen, in welchen die Änderung
bestimmter Antriebsstrangvariablen während des Eingriffs eines Vorwärtsgang-Rückwärtsgang-Umschalters
während des
ausgeschalteten Zustandes des Verbrennungsmotors und gefolgt von
einem durch den Fahrer ausgelösten
Motorneustart dargestellt sind.
-
Graph 54 entspricht
einer Betätigung
des Bremspedals 52 und dessen Loslassen bei 56,
was einen Übergang
in den Rückwärtsgang
bewirkt. Graph 58 entspricht einer Änderung der Position des Gangschalthebels 44 aus
der D-Position in die R-Position,
während
der Verbrennungsmotor 12 ausgeschaltet ist. Graph 60,
welcher der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, zeigt die Abbremsung
des Fahrzeuges vor dem Stoppen des Verbrennungsmotors bei 62,
und ein Anfahren des Fahrzeuges bei 64, da die Drehmomentkapazität der Eingangskupplung nach
dem Motorneustart zunimmt. Graph 66 repräsentiert
Start-, Stopp- und Neustart-Anforderungszustände des
Verbrennungsmotors 12.
-
Graph 68,
welcher die Motordrehzahl repräsentiert,
zeigt ein Abfallen von der Leerlaufdrehzahl auf Null, wenn der Verbrennungsmotor
bei 62 gestoppt wird, und einen Anstieg der Motordrehzahl
beginnend bei einem Motorneustart 70, wenn der Startermotor 14 den
Verbrennungsmotor anwirft. Die Motordrehzahl nimmt weiter bis zur
ersten Verbrennung 74 zu und bleibt während einer Zeitperiode 76 vergleichsweise
konstant, während
die Motorverbrennung aufrechterhalten wird und der Verbrennungsmotor
sich im Leerlauf befindet.
-
Graph 78 repräsentiert
die Drehzahl des Getriebeeingangs 17 und die Drehzahl der
Eingangskupplung 18, 20, welche dem Rückwärtsgang
zugeordnet sind. Während
einer Zeitperiode 80 erfolgt eine Zunahme der Kupplungsdrehzahl,
wenn die Kupplung an Drehmomentkapazität gewinnt, wobei die Drehzahl
anschließend
konstant bleibt. Mit 82 ist ein Rutschen über die
Eingangskupplung bezeichnet.
-
Graph 84 repräsentiert
den Druck in der Eingangskupplung 18, 20. Der
Kupplungsdruck ist während
einer Zeitperiode 86 niedrig, während die Kupplung beaufschlagt
bzw. aktiviert wird, und die Drehmomentkapazität der Kupplung beträgt Null,
während
das Getriebe sich im ersten Gang befindet. Die Kupplung wird bei 88 deaktiviert
bzw. ausgerückt
(= ”destroked”) und bleibt
bei einem Druck von Null, während
der erste Gang im Getriebe ausgelegt bzw. ausgekuppelt wird und der
Rückwärtsgang
eingelegt wird. Ein anschließend
ansteigender Kupplungsdruck führt
zu einem Füllen
der Kupplung und fällt dann
während
einer Zeitperiode 90 auf einen geringen Druck ab, während die
Kupplung beaufschlagt wird. Die Drehmomentkapazität der Kupplung
beträgt während des
Motorneustarts bei 70 und 74 Null. Der ankommende
Kupplungsdruck wächst
während
einer Zeitperiode 92 an, während die Drehmomentkapazität der Kupplung
anwächst,
um ein Anfahren des Fahrzeuges bei 64 im Rückwärtsgang
zu bewirken.
-
Graph 94 repräsentiert
den hydraulischen Getriebedruck, wobei 96 den von der elektrischen Hilfspumpe 25 erzeugten
maximalen Druck repräsentiert.
Der Getriebedruck 94 nimmt während einer Zeitperiode 98 auf
ein Niveau ab, welches lediglich durch die elektrische Hilfspumpe 25 bereitgestellt wird
und ein ausreichendes Druckniveau zum Beaufschlagen der Kupplung
darstellt, während
der Verbrennungsmotor gestoppt ist. Der Getriebedruck wächst auf
einen maximalen Druck 96 der elektrischen Hilfspumpe während einer
Zeitperiode 100 an, wenn der Arbeitszyklus der Pumpe bei 102 mehr
als 90% erreicht hat, wodurch das Getriebe so betätigt wird,
dass der Rückwärtsgang
eingelegt und die ankommende Kupplung gefüllt wird. Der Getriebedruck 94 fällt auf 104,
wenn der Arbeitszyklus der Hilfspumpe 25 20% bei 106 erreicht,
wodurch die ankommende Kupplung beaufschlagt wird. Dann steigt der
Getriebedruck 94 auf einen konstanten Wert 98,
welcher durch eine mechanische Pumpe erzeugt wird, die im Getriebe 16 angeordnet
ist und vom Verbrennungsmotor 12 bei dessen Neustart angetrieben
wird. Bei 110 wird nachfolgend dem Neustart und der Aufrechterhaltung
der Motorverbrennung die elektrische Hilfspumpe 25 abgeschaltet.
-
Graph 112 repräsentiert
den AN-AUS-Status und den pulsweitenmodulierten PWM (PWM = ”Pulse-Width
Modulated”)
Regelungsarbeitszyklus der elektrischen Hilfspumpe 25,
welche einen Druck geringer Größe während einer
Zeitperiode 114 erzeugt, wenn der Arbeitszyklus bei 20%
liegt, während
der Verbrennungsmotor 12 ausgeschaltet und die Kupplung
beaufschlagt ist. Bei 116 wächst der von der Hilfspumpe
(EAUX-Pumpe) 25 erzeugte Druck in Reaktion auf einen Anstieg
des Arbeitszyklus der Hilfspumpe 25 auf mehr als 90% an,
wodurch das Getriebe in die Lage versetzt wird, den Rückwärtsgang
einzulegen und die ankommende Kupplung zu füllen, während der Verbrennungsmotor
ausgeschaltet ist.
-
Graph 120 zeigt
die Schaltvorgänge
des Getriebes 16 vom ersten Gang in den Rückwärtsgang an
der ungeradzahligen Welle 36 während der Zeitperiode 122 in
Reaktion auf eine Bewegung des Gangschalthebels 44 aus
der D-Position in die R-Position, während der Verbrennungsmotor
ausgeschaltet ist. Graph 126 zeigt, dass die Welle 37 für die ungeradzahligen
Gänge durch
die D-R-Bewegung des Gangschalthebels 44 und die Neustartregelungsstrategie
des Verbrennungsmotors für
dieses Beispiel eines Dualkupplungsgetriebes nicht beeinflusst wird.
-
4 zeigt
ein logisches Flussdiagramm der Schritte eines Algorithmus zur Steuerung
des Eingriffs des dualen Kupplungsgetriebes und der elektrischen
Hilfspumpe vor, während
und nach einem Neustart des Verbrennungsmotors. In einem Schritt 130 wird
ein Test durchgeführt,
um zu bestimmen, ob der Verbrennungsmotor 12 läuft. Wenn
das Ergebnis des Tests in Schritt 130 ein logisches ”Wahr” ist, wird in
einem Schritt 132 die Hilfspumpe (EAUX-Pumpe) 25 abgeschaltet
und es erfolgt eine Rückkehr
der Regelung zu Schritt 130. Wenn das Ergebnis des Tests in
Schritt 130 ein logisches ”Falsch” ist, wird in einem Schritt 134 die
Hilfspumpe (EAUX-Pumpe) 25 eingeschaltet, falls sie nicht
bereits eingeschaltet worden ist.
-
In
einem Schritt 136 wird ein Test durchgeführt, um
zu ermitteln, ob der Verbrennungsmotor gestoppt ist oder wird. Wenn
das Ergebnis des Tests in Schritt 136 ”Wahr” ist, wird in einem Schritt 138 ein Test
durchgeführt,
um zu ermitteln, ob der Gangschalthebel 44 aus der D-Position
in die R-Position oder umgekehrt bewegt worden ist. Wenn das Ergebnis
des Tests in Schritt 138 ”Wahr” ist, wird in einem Schritt 140 der
Prozentsatz des Arbeitszyklus der Hilfspumpe (EAUX-Pumpe) 25 auf
den maximalen Arbeitszyklus erhöht,
so dass der maximale von der Pumpe erzeugte Druck bereitgestellt
wird.
-
In
einem Schritt 142 wird die ankommende Eingangskupplung 18, 20 deaktiviert
und vollständig ausgerückt.
-
In
einem Schritt 144 wird ein Test durchgeführt, um
zu ermitteln, ob die ankommende Eingangskupplung 18, 20 deaktiviert
(= ”destroked”) und vollständig ausgerückt ist.
Wenn das Ergebnis des Tests in Schritt 144 ”Falsch” ist, kehrt
die Regelung zu Schritt 142 zurück.
-
Wenn
das Ergebnis des Tests in Schritt 144 ”Wahr” ist, schaltet in einem Schritt 146 das
Getriebe aus dem ersten Gang in den Rückwärtsgang, sofern der Gangwählschalter 44 von
der D-Position in die R-Position bewegt worden ist. Alternativ schaltet
in Schritt 146 das Getriebe vom Rückwärtsgang in den ersten Gang,
sofern der Gangwählhebel 44 von
der R-Position in die D-Position bewegt worden ist.
-
In
einem Schritt 148 wird ein Test durchgeführt, um
zu ermitteln, ob der in Schritt 146 veranlasste Wechsel
des Getriebeganges abgeschlossen ist. Wenn das Ergebnis des Tests
in Schritt 148 ”Falsch” ist, kehrt
die Regelung zu Schritt 146 zurück. Wenn das Ergebnis des Tests
in Schritt 148 ”Wahr” ist, geht die
Regelung zu Schritt 150 über.
-
In
einem Schritt 150 wird die ankommende Eingangskupplung 18, 20 gefüllt und
beaufschlagt bzw. aktiviert.
-
Wenn
das Ergebnis des Tests in Schritt 136 ”Falsch” ist oder wenn das Ergebnis
des Tests in Schritt 138 ”Falsch” ist, sowie auch bei Ausführung von
Schritt 150, wird in einem Schritt 152 der Druck der
Hilfspumpe (EAUX-Pumpe) 25 auf ein Niveau geregelt, welches
dazu eingesetzt wird, die ankommende Eingangskupplung 18, 20 zu
beaufschlagen.
-
Nachfolgend
zum Schritt 152 wird in einem Schritt 154 der
Kolbendruck in der ankommenden Eingangskupplung 18, 20 aufrechterhalten,
und deren Drehmomentkapazität
wird im Wesentlichen auf einem Wert von Null gehalten.
-
Obwohl
die Kontrollstrategie unter Bezugnahme auf eine D-R-Schaltung oder
eine R-D-Schaltung des Gangwählhebels 44 beschrieben
worden ist, kann diese Stra tegie auf beliebige Gangschaltanforderungen
angewendet werden, z. B. auf eine Bewegung des Gangwählhebels 44 zwischen
beliebigen Positionen einschließlich
(jedoch nicht beschränkt
auf) D-R, R-D, R-L, L-R, während
der Verbrennungsmotor heruntergefahren ist. Beispielsweise können dieselben
Schritte für
eine R-D-Bewegung des
Schalthebels 44 ausgeführt
werden, wenn der Verbrennungsmotor heruntergefahren ist, in welchem
Falle das Getriebe aus dem Rückwärtsgang
in den ersten Gang geschaltet wird.
-
5 zeigt
Details eines Lastschaltgetriebes 16 mit dualer Eingangskupplung,
welches die erste Eingangskupplung 18, die den Eingang 17 des
Getriebes wechselweise an die der ersten Vorlegewelle 244 zugeordneten
ungeradzahligen Vorwärtsgänge 36 und
den Rückwärtsgang 298 ankoppelt,
und eine zweite Eingangskupplung 20, welche selektiv den Eingang 17 wechselweise
an die einer zweiten Vorlegewelle 249 zugeordneten geradzahligen
Gänge 37 ankoppelt,
aufweist.
-
Die
Vorlegewelle 244 trägt
Ritzel 260, 262, 264, welche auf einer
Welle 244 drehbar gelagert sind, und Koppler 266, 268 und 302,
welche an der Welle 244 festgelegt bzw. gesichert sind.
Die Ritzel 260, 262 und 264 sind jeweils
dem ersten, dritten bzw. fünften
Gang zugeordnet. Der Koppler 266 weist eine Hülse 270 auf,
welche nach links zum Eingriff mit dem Ritzel 260 bewegt
werden kann und das Ritzel 260 in Wirkverbindung mit der
Vorgelegewelle 244 bringt. Der Koppler 268 weist
eine Hülse 272 auf, welche
nach links zum Eingriff mit dem Ritzel 262 bewegt werden
kann und das Ritzel 262 in Wirkverbindung mit der Vorgelegewelle 244 bringt,
und welche nach rechts zum Eingriff mit dem Ritzel 264 bewegt werden
kann und das Ritzel 264 in Eingriff mit der Vorgelegewelle 244 bringt.
-
Die
Vorlegewelle 249 trägt
Ritzel 274, 276 und 278, welche jeweils
auf der Vorlegewelle 249 drehbar gelagert sind, sowie Koppler 280 und 282, welche
an der Vorlegewelle 249 festgelegt bzw. gesichert sind.
Die Ritzel 274, 276 und 278 sind jeweils dem
zweiten, vierten bzw. sechsten Gang zugeordnet. Der Koppler 280 weist
eine Hülse 284 auf,
welche nach links bewegt werden kann, um einen Eingriff mit dem
Ritzel 274 zu bewirken und das Ritzel 274 in Wirkverbindung
mit der Vorlegewelle 249 zu bringen. Der Koppler 282 weist
eine Hülse 286 auf, welche
nach links bewegt werden kann, um einen Eingriff mit dem Ritzel 276 zu
bewirken und das Ritzel 276 in Wirkverbindung mit der Vorlegewelle 249 zu bringen,
und welche nach rechts bewegt werden kann, um einen Eingriff mit
dem Ritzel 278 zu bewirken und das Ritzel 278 in
Eingriff mit der Vorlegewelle 249 zu bringen.
-
Der
Getriebeausgang 22 trägt
Zahnräder 288, 290 und 292,
welche jeweils an der Ausgangswelle 24 festgelegt bzw.
gesichert sind. Das Zahnrad 288 steht in Eingriff mit den
Ritzeln 260 und 274. Das Zahnrad 290 steht
in Eingriff mit den Ritzeln 262 und 276. Das Zahnrad 292 steht
in Eingriff mit den Ritzeln 264 und 278.
-
Ein
an der Vorlegewelle 244 drehbar gelagertes Rückwärtsritzel 296 steht
in Eingriff mit einem Zwischenrad 298, welches mit einem
an der Ausgangswelle 22 gesicherten bzw. festgelegten Rückwärtszahnrad 300 in
Eingriff steht. Ein Koppler 302 koppelt selektiv das Rückwärtsritzel 296 an
die Vorlegewelle 244.
-
Die
Koppler 266, 268, 280, 282 und 302 können beispielsweise
als Synchronisatoren, Klauenkupplungen oder Kombinationen hiervon
ausgebildet sein.
-
Während eines
Motorneustarts nach einer D-R-Bewegung des Gangwählhebels 44 stellt
die Kupplung 18 zunächst
die abgehende Kupplung dar, da der erste Gang ausgelegt bzw. ausgerückt ist,
und ist auch die ankommende Kupplung, nachdem der Rückwärtsgang
eingelegt worden ist, da sowohl das erste Zahnrad als auch das Rückwärtszahnrad
in Wirkverbindung mit der gleichen Vorlegewelle 244 gebracht
werden können.
Während
eines Motorneustarts nachfolgend einer R-D-Bewegung des Gangwählhebels 44 ist
die Kupplung 18 anfangs die abgehende Kupplung, wenn der
Rückwärtsgang
ausgelegt bzw. ausgerückt
wird, und stellt zugleich auch die ankommende Kupplung dar, nachdem
der erste Gang ausgelegt bzw. ausgerückt worden ist, da sowohl das
erste Zahnrad als auch das Rückwärtszahnrad
in Wirkverbindung mit der gleichen Welle 244 gebracht werden
können.