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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Antriebsstrang für ein Hybridelektrofahrzeug (HEV – hybrid electric vehicle) und insbesondere seine Steuerung während eines Motorneustartereignisses.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Ein HEV ist ein Fahrzeug, das mit einem Hybridantriebssystem konfiguriert ist, das mindestens zwei verschiedene Drehmomentquellen zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann ein Hybridantriebssystem ein herkömmliches Antriebssystem, das einen Verbrennungsmotor und ein Stufenautomatikgetriebe enthält, mit einem elektrischen Antriebssystem, das einen oder mehrere Elektromotoren und eine wiederaufladbare Energiespeichervorrichtung, wie zum Beispiel eine Batterie, enthält, die die Elektromotoren antreiben kann oder Energie speichern kann, kombinieren, um Kraftstoffökonomie gegenüber dem herkömmlichen Fahrzeug zu verbessern. In der Regel stellt ein Hybridelektrofahrzeug verschiedene Antriebsbetriebsmodi mit laufendem oder abgeschaltetem Motor in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, den Batteriebedingungen und der Antriebsanforderung durch den Fahrer bereit. Somit besteht eine der Hauptfunktionen darin, dass ein HEV das Vermögen bereitstellt, den Motor unter bestimmten Bedingungen zu starten oder anzuhalten. Wenn der Motor läuft, kann der elektrische Teil des Antriebssystems auch dazu verwendet werden, den Motor bei der Lieferung des erforderlichen Fahrzeugantriebs zu unterstützen. Unter den Bedingungen, unter denen der Motor abgeschaltet ist, kann die Antriebsanforderung durch den Fahrer vollständig von dem Elektromotor bereitgestellt werden.
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Kraftfahrzeuge können dazu ausgeführt werden, bestimmte Aspekte der Hybridelektrotechnologie zu verwenden, um Kraftstoffverbrauch zu verringern, aber ohne Verwendung eines Hybridantriebstrangs. Bei solchen Fahrzeugen, den so genannten Mikro-HEVs, wird ein Abschalten des Motors unter Bedingungen, unter denen der Motor im Leerlauf läuft, dazu verwendet, den Kraftstoffverbrauch und Emissionen in einem herkömmlichen Antriebsstrang, der einen Verbrennungsmotor und ein Stufenautomatikgetriebe, aber keine elektrische Maschine zum Antrieb der Räder enthält, zu verringern. Die Hauptbedingung, die durch das Mikro-HEV-Antriebsstrangsteuersystem vor Anhalten des Motors überprüft wird, besteht darin, dass der Fahrer die Bremsen betätigt hat und das Fahrzeug angehalten hat, da der Motor bei einem herkömmlichen Fahrzeug in der Regel unter diesen Bedingungen im Leerlauf laufen würde. Nach Freigabe des Bremspedals durch den Fahrer, was eine Fahrzeugantriebsanforderung anzeigt, wird der Motor durch das Antriebsstrangsteuersystem automatisch neu gestartet. Bei einem Mikro-Hybridelektroantriebsstrang mit einem Automatikgetriebe ist eine koordinierte Getriebesteuerung vor, während und nach dem Motorstart für eine akzeptable Fahrzeugleistung entscheidend. Insbesondere wird durch Steuerung der Kupplungsdrehmomentkapazität während des Motorstarts die Höhe des auf die Räder zum Fahrzeugantrieb übertragenen Motordrehmoments direkt gesteuert. Weiterhin führen jegliche Verzögerungen bei Kupplungsdrehmomentkapazitätswanwendung direkt zu einem nicht ansprechenden Fahrzeugantrieb und einer schlechten Fahrzeugleistung. Des Weiteren könnte bei Fahrzeuganwendungen unter Verwendung eines Doppelkupplungsautomatikgetriebes ohne einen Drehmomentwandler, oftmals als Lastschaltgetriebe bezeichnet, jegliche übermäßige und nicht koordinierte Kupplungsdrehmomentkapazitätssteuerung während eines Motorstarts potentiell zu Abwürgen des Motors und/oder rauer Kriech- und Startleistung führen.
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Ein Verfahren, das gemeinhin zur Lösung dieser Probleme angewendet wird, hält das Getriebe einfach vollständig in Gangeingriff, wann immer sich der Gangbereichswahlhebel, das heißt der Schalthebel, in einer Fahrposition befindet, die DRIVE-, REVERSE-, MANUAL-Bereichspositionen umfassen kann. Diese Technik, die oftmals als SIG (Start-In-Gear/Start bei eingelegtem Gang) bezeichnet wird, gewährleistet minimale Getriebesteuerungskoordination vor und während des Motorstarts, da das Getriebe in Gangeingriff bleiben muss. Somit wird ein verzögerter Fahrzeugantrieb von dem Fahrer nicht wahrgenommen.
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Bei dem SIG-Lösungsansatz gibt es Nachteile, wie zum Beispiel übermäßige Triebstrangerregung aufgrund dessen, dass Motorstarttransienten auf Räder übertragen werden, da das Getriebe vollständig in Gangeingriff steht. Des Weiteren verursacht die SIG-Technik Motorstartbelastung, da das Getriebe ganz eingerückt ist, wobei sein Drehmomentwandler freigegeben ist, wodurch ein Drehmomentflussweg zu den Rädern bereitgestellt wird. Darüber hinaus erfordert der SIG-Lösungsansatz einen übermäßigen Verbrauch an elektrischer Energie, da eine elektrische Hilfspumpe vollständig aktiviert werden muss, um ausreichenden Hydraulikleitungsdruck aufrechtzuerhalten und so das Getriebe vollständig in Gang zu halten, vor und während Motorstarts und -stopps für elektrohydraulisch betätigte Automatikgetriebe. Dies führt zu einem übermäßigen Energieverbrauch, während der Motor ausgeschaltet ist.
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Die Strategie ist nicht auf Doppelkupplungsautomatiklastschaltgetriebeanwendungen ohne Drehmomentwandler anwendbar. Schließlich gibt es minimale oder keine Getriebesteuerungskoordination bei dem Fahrzeugsystem und der Motorsteuerung, wenn SIG eingesetzt wird.
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Ein Antriebsstrangsteuersystem für einen Mikro-HEV-Antriebsstrang muss eine unmittelbare Reaktion auf eine Anforderung des Fahrers nach Fahrzeugantrieb bereitstellen, wenn der Motor neu gestartet wird. Es ist eine Strategie erforderlich, um die Getriebe- und Motorsteuerung während eines Motorstartereignisses unter Minimierung von Energieverbrauch zu koordinieren, um eine gut ansprechende, gleichmäßige, einheitliche und vorhersagbare Fahrzeugantriebsleistung bereitzustellen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ein Verfahren zum Neustart eines Motors in einem Hybridelektroantriebsstrang umfasst Verwenden einer Hilfspumpe zum Aufrechterhalten von Hubverstellungsdruck in einem einrückenden Getriebereibbedienelement, dessen Einrücken das Fahrzeug nach dem Neustart starten muss, Einleiten eines automatisches Motorneustarts, Erhöhen einer Drehmomentkapazität des Bedienelements, während der Motor neu startet, und Verwenden von durch eine Getriebepumpe in dem Getriebe erzeugtem Druck zum Sperren des Bedienelements, während der Motor neu startet.
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Diese Steuerstrategie verwendet eine Fahrzeugsystemsteuerung zum Koordinieren der Motor- und Getriebesteuerung während eines Motorneustartereignisses. Sie erzeugt eine gleichmäßige Triebstrangantriebsleistung und optimiert Energieverbrauch unter Verwendung einer koordinierten, variablen Steuerung der elektrischen Hilfspumpe. Die Steuerstrategie ist sowohl auf herkömmliche Automatik- als auch auf Doppelkupplungsgetriebetechnologien anwendbar.
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Der Anwendungsumfang der bevorzugten Ausführungsform geht aus der bzw. den folgenden ausführlichen Beschreibung, Ansprüchen und Zeichnungen hervor. Es sei darauf hingewiesen, dass die Beschreibung und die bestimmten Beispiele zwar bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, aber nur der Veranschaulichung dienen. Verschiedene Änderungen und Modifikationen an den beschriebenen Ausführungsformen und Beispielen werden für den Fachmann offensichtlich.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung wird durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich; in den Zeichnungen zeigen:
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1 ein Schemadiagramm eines Mikro-HEV-Antriebsstrangs;
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2 ein Schemadiagramm, das den Kraftfluss und Energiefluss in dem Antriebsstrang von 1 zeigt;
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3 ein Schemadiagramm, das den Motor- und Getriebeabschaltbetriebsmodus zeigt;
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4 ein Schemadiagramm, das den Kraftfluss im Getriebevorbereitungsbetriebsmodus zeigt;
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5 ein Schemadiagramm, das den Kraftfluss im Kupplungsschlupfregelungsbetriebsmodus zeigt;
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6 ein Schemadiagramm, das den Kraftfluss im Motorlaufbetriebszustand zeigt; und
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7 eine Reihe von Kurven, die die Änderung der Antriebsstrangvariablen während eines Motorneustartereignisses zeigen.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Nunmehr auf die Zeichnungen Bezug nehmend, enthält der Mikro-HEV-Antriebsstrang 10 von 1 eine Energiequelle 12, wie zum Beispiel einen Verbrennungsmotor; einen Motorstarter 14; ein Automatikgetriebe 16, das durch eine Eingangswelle 18 mit dem Motor verbunden ist; eine elektrische Hydraulikhilfspumpe (EAUX – electric auxiliary hydraulic pump) 28, deren Ausgabe das Hydrauliksystem des Getriebes mit Druck beaufschlagt; eine elektrische Speicherbatterie 30, die der Pumpe 28 und dem Starter 14 elektrische Energie zuführt; eine Antriebswelle 24; einen Achsantriebsmechanismus 26 und Achswellen 32, 33, die mit den angetriebenen Rädern 34, 35 antriebsverbunden sind.
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Das Getriebe 16 kann ein hydraulisch betätigtes Automatikgetriebe mit einem Drehmomentwandler 24 sein, das ein Laufrad 27, das mit dem Motor und einer Turbine 25 verbunden ist, die von dem Laufrad hydrokinetisch angetrieben wird, sowie eine Bypasskupplung 22, die die Turbine mit dem Laufrad gezielt antriebsverbindet, enthält. Als Alternative dazu kann es sich bei dem Getriebe um ein automatisches Lastschaltgetriebe handeln, bei dem Doppelkupplungen eine Antriebsverbindung zwischen dem Motor und dem Getriebeeingang herstellen.
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Ein Gangwähler 40 wird durch den Fahrzeugfahrer zwischen den Positionen P (Park), R (Reverse), N (Neutral) und D (Drive) in einem Automatikmoduskanal 42 und zwischen Hochschalt-(+)- und Runterschalt(–)-Positionen in einem Handschaltmoduskanal 44 manuell bewegt.
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Von dem Fahrzeugfahrer manuell bediente Fahr- und Bremspedale 50, 52 liefern Eingabeanforderungen an ein Steuersystem für Änderungen des Motorraddrehmoments bzw. Änderungen der Bremskraft.
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In dem Getriebe 16 sind Reibbedienelemente, das heißt Kupplungen und Bremsen, angeordnet, deren Zustand eines koordinierten Einrückens und Ausrückens die Vorwärtsgänge und den Rückwärtsgang erzeugt. Der erste Vorwärtsgang, der niedrige Gang, wird dann erzeugt, wenn mindestens eines, aber vorzugsweise zwei der Reibbedienelemente 54, 56, gleichzeitig eingerückt werden. Die Getriebereibbedienelemente, deren Einrücken den gewünschten Gang erzeugt, in dem das Fahrzeug gestartet wird, werden oft als Startbedienelemente 54, 56 bezeichnet. Durch die elektrische Hilfspumpe 28 erzeugter Hydraulikleitungsdruck, während der Motor 12 abgeschaltet ist, wird zum Füllen und zur Hubverstellung der Startelemente 54, 56 verwendet, wodurch das Getriebe 16 auf eine gut ansprechende Drehmomentübertragung nach Beendigung des Motorneustarts vorbereitet wird. Durch die Hubverstellung der Startbedienelemente 54, 56 wird Spiel zwischen den Servokolben und einem Reibplattensatz in den Bedienelementen sowie Spiel zwischen den Reibplatten beseitigt. Die Startelemente 54, 56 weisen im Wesentlichen keine Drehmomentübertragungskapazität auf, wenn Hubverstellungsdruck in den Servozylindern vorliegt, die die Startelemente betätigen.
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Des Weiteren enthält das Getriebe 16 eine Hydraulikpumpe 53, wie zum Beispiel eine Gerotorpumpe, deren Förderstrom zur Erzeugung von Leitungsdruck in dem Hydraulikkreis des Getriebes bei laufendem Motor verwendet wird, durch den die Bedienelemente 54, 56 auf einen vollständig eingerückten Zustand in Koordination mit dem Motorneustartverfahren mit Druck beaufschlagt werden. Die elektrische Hilfspumpe 28 beaufschlagt den Hydraulikkreis des Getriebes mit Druck, wenn der Motor nicht läuft.
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Eine auf einem Mikroprozessor basierende Steuerung 55, die für einen Neustartsteueralgorithmus zugänglich ist, kommuniziert durch elektronische Signale, die auf einem Kommunikationsbus übertragen werden, mit dem Motor 12, dem Starter 14, dem Getriebe 16, der Gangschaltvorrichtung 40, der Hilfspumpe 28, dem Gangwähler 40 und den Fahr- und Bremspedalen 50, 52.
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2 zeigt, dass das abgegebene Motordrehmoment TENG und das durch den Startermotor 14 erzeugte Drehmoment TSTARTER an einer Verzweigungsstelle 36 zur Erzeugung des Motoranlassdrehmoments TCRK kombiniert werden. Das Getriebeausgangsdrehmoment 24 Tour wird von dem Getriebe 16 auf den Achsantrieb 26 übertragen, der einen Querdifferenzialmechanismus enthält. Elektrische Energie von der Batterie 30 PBAT wird einer Verzweigungsstelle 38 zugeführt, von der elektrische Energie PEAUX an die EAUX 28 abgegeben wird, und Startermotorenergie PSTARTER wird an den Starter 14 abgegeben. Das Drehmoment TOUT am Getriebeausgang 24 wird durch die Achswellen 32, 33, die die Räder 34, 35 antreiben, auf den/das Achsantrieb und Differenzial 26 übertragen.
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Eine umfassende Antriebsstrangsteuerstrategie koordiniert die Getriebe- und Motorsteuerung vor, während und nach einem Motorneustart, um eine gleichmäßige Triebstrangantriebsleistung und minimalen Energieverbrauch zu gewährleisten.
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Die Steuerarchitektur für diese Strategie enthält eine Fahrzeugsystemsteuerung 55, die neben der Koordination der Getriebe- und Motorsteuerung eine Motorstart-/-stoppanforderung auf Grundlage einer Fahrereingabe oder anderer Systemeingaben bestimmt. Die Fahrzeugsystemsteuerung 55 koordiniert die Motor- und Getriebesteuerung unter Verwendung von Betriebsmodusanforderungen und Statusrückkopplungen von jedem Antriebsstranguntersystem.
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Des Weiteren verwendet die Fahrzeugsystemsteuerung 55 die vier Hauptantriebsstrangbetriebsmodi, die in den 3–6 gezeigt werden, für eine Antriebsstrangsteuerstrategie während eines Motorneustarts.
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Während eines in 3 dargestellten ersten Antriebsstrangbetriebsmodus wird der Motor 12 anfangs abgeschaltet und das Getriebe 16 vollständig ausgerückt, das heißt die hydraulisch betätigten Kupplungen und Bremsen, deren koordiniertes Einrücken und Ausrücken die verschiedenen Gangübersetzungen des Getriebes erzeugen, sind vollständig ausgerückt oder hubrückverstellt und das Getriebe 16 erzeugt kein Ausgangsdrehmoment TOUT. Dieser Betriebsmodus wird in erster Linie dann verwendet, wenn die Schalthebelposition in PARKNEUTRAL ist und während der Motor angehalten ist. Es sei darauf hingewiesen, dass das Getriebe in diesem Betriebsmodus keine Hydraulikleitungsdruckquelle aufweist, da der Motor 16 abgestellt ist und die elektrische Hilfspumpe 28 ausgeschaltet ist.
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Ein in 4 gezeigter zweiter Antriebsstrangbetriebsmodus (siehe Angaben zur Figur) ist ein AntriebsstrangStandby-Betriebsmodus, der von der Steuerstrategie dazu verwendet wird, die elektrische Hilfspumpe 28 zu aktivieren, während der Motor 12 anhält oder gerade angehalten wird, so dass das Getriebe 16 im Standby-Modus betrieben werden kann und vollständig bereit ist, Drehmoment zu übertragen. Obgleich sich das Getriebe 16 im Standby-Modus befindet, überträgt es kein Ausgangsdrehmoment TOUT (neutral), aber jegliche einrückenden Reibbedienelemente 54, 56 werden hydraulisch gefüllt und bei null Drehmomentkapazität hubverstellt.
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Wenn die Steuerstrategie auf ein Doppelkupplungsgetriebe angewandt wird, würde das Getriebe 16 in Gangeingriff gebracht werden, während die entsprechende Eingangskupplung bei null Drehmomentkapazität hubverstellt wird. Die Fahrzeugsystemsteuerung leitet diesen Antriebsstrangbetriebsmodus ein, wenn der Schalthebel 40 in eine Fahrposition (DRIVE, REVERSE, MANUAL usw.) geschaltet wird, während der Motor angehalten ist.
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Die Fahrzeugsystemsteuerung 55 erzeugt Anforderungssignale, die den Standby-Modus erzeugen, wobei das Getriebe 16 dazu vorbereitet wird, Drehmoment zu übertragen, während der Motor im angehaltenen Zustand gehalten wird. Auf diese Weise wird das Getriebe 16 vor Einleiten eines Motorstarts im Standby-Modus gesteuert, indem die einrückenden Kupplungen 54, 56 unter Verwendung der elektrischen Hilfspumpe 28 bei null Drehmomentkapazität hubverstellt werden, um Hydraulikleitungsdruck zur Betätigung der einrückenden Bedienelemente bereitzustellen. Während des Antriebsstrang-Standby-Betriebsmodus verwendet das Getriebe 16 einen minimalen Hilfsleitungsdruck, der dazu ausreicht, die einrückenden Kupplungen nur zu füllen und hubzuverstellen, während sich das Getriebe in einem Neutralzustand befindet, wodurch der Energieverbrauch auf ein Minimum reduziert wird.
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Nachdem die Fahrzeugsystemsteuerung 55 festgestellt hat, dass der Motor 12 gestartet werden soll und Fahrzeugantrieb vom Fahrer angefordert wird (wenn der Fahrzeugführer zum Beispiel das Bremspedal 52 freigibt, während das Fahrzeug angehalten ist), wird ein dritter Antriebsstrangbetriebsmodus, Kupplungsschlupfregelung beim Motorneustart, in 5 dargestellt, verwendet. In diesem Betriebsmodus wird Fahrzeugantrieb während des Motorneustarts erzeugt, während Triebstrangerregung durch Erhöhung der Drehmomentkapazität des einrückenden Bedienelements 54, 56, das heißt beim Rutschen der einrückenden Kupplung, so dass keine feste Triebstrangverbindung zwischen dem Motor und den Rädern hergestellt wird, auf ein Minimum reduziert wird.
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Dies wird durch Verwendung von Kupplungsschlupfregelung im geschlossenen Regelkreis erreicht, indem die Drehmomentkapazität der Kupplung geändert wird, bis der Motor 12 läuft. Durch Verwenden einer gewissen Drehmomentkapazität der Kupplung während des Motorneustarts werden Fahrzeugantriebsverzögerungen auf ein Minimum reduziert.
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Während des Betriebsmodus der Kupplungsschlupfregelung wird von der elektrischen Hilfspumpe 28 erzeugter Druck unter Koordination erhöht, so dass die Drehmomentkapazität der einrückenden Kupplung 54, 56 ausreichend erhöht wird.
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Wenn der Motor 12 neu gestartet wird und läuft, verwendet die Fahrzeugsystemsteuerung 55 den in 6 gezeigten vierten Motor-läuft-Betriebsmodus. Das Getriebe 16 ist ganz eingerückt und überträgt sämtliches Motordrehmoment auf die Räder 34, 35. Wenn der Motor läuft, wird die Kupplungsschlupfregelung angehalten und die Drehmomentkapazität der einrückenden Bedienelemente 54, 56 wird in einem offenen Regelkreis erhöht, bis die Kupplung ganz eingerückt ist. Als Alternative dazu kann die Drehmomentkapazität des einrückenden Bedienelements 54, 56 verwendet werden, nachdem der Motor gestartet ist, um Belastung des Motors und ein potentielles Abwürgen des Motors auf ein Minimum zu reduzieren.
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7 zeigt die umfassende Antriebsstrangsteuerstrategie und Änderungen der Antriebsstrangvariablen während eines Motorneustartereignisses.
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Kurve 60 zeigt das anfängliche Freigeben des Bremspedals 52 und die Strecke, über die das Bremspedal niedergedrückt wird, während das Fahrzeug und der Motor angehalten werden. Der Motorneustart bei 84 wird als Reaktion auf das Freigeben des Bremspedals 52 bei 60 eingeleitet.
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Kurve 64 zeigt die Position des Gangschalthebels 40, der sich während des ganzen Motorneustartereignisses in der Position D(rive) im Automatikbereich befindet. Kurve 66 zeigt die Positionsänderung des Fahrpedals 50 nach dem Motorneustart bei 84.
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Kurve 68, die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, zeigt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit vor dem Motorneustart null ist, Fahrzeugkriechen bei 70 nach dem Motorneustart und Fahrzeugstartbeschleunigung 72 nach Niederdrücken des Fahrpedals 50, wie an Kurve 66 gezeigt, nachdem der Motor läuft.
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Kurve 62 zeigt die Motordrehzahl gleichmäßig beim Leerlauf, abnehmend nach Einleiten eines Motorstopps bei 63 und null, während der Motor 12 angehalten ist. Kurve 74 zeigt die Motordrehzahl, während der Starter 14 den Motor 12 anlässt, Kurve 76 zeigt die Motordrehzahl, während Motorverbrennung erfolgt, während der Motor startet, und Kurve 78 zeigt Motordrehzahl nach dem Neustart.
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Kurve 80 zeigt den Start- und Stoppstatus von Motormodusanforderungen. Kurve 82 zeigt den Motorstatus, der zwischen Laufen, Drehen, Angehalten, Starten und Laufen vor, während und nach dem Neustartereignis variiert.
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Kurve 84 zeigt den Status der Getriebemodusanforderungen, die zwischen Ausrücken, Vorbereiten auf Einrücken und Drehmoment übertragen während des Neustartereignisses variieren. Kurve 86 zeigt den Getriebestatus, der zwischen Ausgerückt, zum Ausrücken bereit und Drehmomentübertragung variiert.
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Druck im Getriebebedienelement 54, 56, das gerade eingerückt wird, um den Gang einzulegen, in dem das Fahrzeug nach dem Neustartereignis gestartet wird, wird in Kurve 88 dargestellt. Bei 90 wird das einrückende Bedienelement gefüllt und auf Hubverstellungsdruck, bei dem seine Drehmomentkapazität null ist, druckbeaufschlagt. Wenn der Motorneustart bei 84 eingeleitet wird, erhöht sich der Druck im einrückenden Getriebebedienelement 54, 56 bei 92, wobei die Kupplung bei 94 rutscht.
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Wenn sich der Druck im einrückenden Bedienelement 54, 56 ausreichend erhöht, wird der Kupplungsschlupf zu null und der Druck wird bei 96, wo die Kupplung gesperrt ist und der Druck durch Leitungsdruck über die zum Eingerückthalten der Kupplung erforderliche Druckhöhe gesteuert wird, erhöht.
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Kurve 98 zeigt den Getriebeleitungsdruck, der auf den von der Pumpe 28 bereitgestellten Druck 100 abnimmt, während der Motor anhält, und niedrig bleibt, während sich der Motor im angehaltenen Zustand befindet, um das einrückende Bedienelement bei null Drehmomentkapazität hubverstellt zu halten. Wenn der Motorneustart bei 84 eingeleitet wird, erhöht die Hilfspumpe 28 den Leitungsdruck bei 102, so dass Druck im einrückenden Getriebebedienelement 54, 56 bei 92 erhöht wird. Wenn bei 76 anhaltende Motorverbrennung erfolgt, erhöht sich Hydraulikdruck in dem einrückenden Getriebebedienelement auf 104, wodurch die einrückende Kupplung 54, 56 gesperrt gehalten wird.
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Kurve 106 zeigt das sich ändernde Tastverhältnis der Hilfspumpe 28, das von null bis 20 Prozent und bis mehr als neunzig Prozent während des Neustartereignisses variiert. Die Verwendung der Hilfspumpe 28 wird unterbrochen, wenn der Motor 12 bei 108 zu laufen beginnt. Die Getriebepumpe 53 wird danach zur Lieferung von Druck zu dem einrückenden Reibbedienelement 54, 56 verwendet.
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Das Fahrzeug wird durch Beschleunigen des Fahrzeugs aus einem angehaltenen oder fast angehaltenen Zustand in einem Getriebegang, vorzugsweise dem ersten Gang, der erfordert, dass das einrückende Reibbedienelement 54, 56 eingerückt wird, gestartet.
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Die bevorzugte Ausführungsform ist gemäß den Vorschriften der Patentbestimmungen beschrieben worden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass alternative Ausführungsformen auch anders ausgeführt werden können, als speziell dargestellt und beschrieben wurde.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung eines Neustarts eines Motors in einem Hybridelektroantriebsstrang umfasst bevorzugt die folgenden Schritte:
- (a) während der Motor angehalten ist, Verwenden einer Hilfspumpe zum Aufrechterhalten von Hubverstellungsdruck in einem einrückenden Getriebereibbedienelement;
- (b) Einleiten des Neustarts unter Verwendung eines Starters zum Anlassen des Motors;
- (c) Erhöhen einer Drehmomentkapazität des Bedienelements, während der Motor neu startet;
- (d) Verwenden einer Pumpe im Getriebe zum Sperren des Bedienelements, nachdem der Motor neu startet;
- (e) Verwenden des Motors zum Beschleunigen des Fahrzeugs im Getriebegang.
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Dabei umfasst bevorzugt Schritt (a) weiterhin Verwenden von von der Hilfspumpe erzeugtem Hydraulikdruck zum Füllen, Hubverstellen und Aufrechterhalten von Hubverstellungsdruck im Bedienelement.
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Weiter bevorzugt ist in Schritt (a) aufgrund der Hubverstellung des Bedienelements die Drehmomentkapazität des Bedienelements im Wesentlichen null.
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Insbesondere umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin das Anhalten des Motors als Reaktion auf Niederdrücken eines Bremspedals, während Schritt (a) durchgeführt wird.
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Insbesondere umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin das Anhalten des Motors als Reaktion auf Freigabe eines Fahrpedals, während Schritt (a) durchgeführt wird.
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Insbesondere umfasst Schritt (b) weiterhin Einleiten des Motorneustarts als Reaktion auf Freigabe des Bremspedals.
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Bevorzugt umfasst Schritt (c) weiterhin Verwenden der Hilfspumpe und der Getriebepumpe zum Erhöhen der Drehmomentkapazität des Bedienelements, während der Motor neu startet.
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Weiter bevorzugt umfasst Schritt (c) weiterhin Rutschen des Bedienelements, während der Motor neu startet.
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Schließlich umfasst bevorzugt Schritt (d) weiterhin Unterbrechen der Verwendung der Hilfspumpe.
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Ein erfindungsgemäßer Hybridelektroantriebsstrang, umfassent:
einen Motor;
ein Getriebe, das Startelemente, deren Einrücken zum Starten des Fahrzeugs nach einem Motorneustart erforderlich ist, einen Hydraulikkreis und eine Pumpe zur Betätigung der Startelemente enthält;
eine Quelle für elektrische Energie;
eine von der Energiequelle angetriebene Hilfspumpe, die mit dem Hydraulikkreis verbunden ist;
einen von der Energiequelle angetriebenen Starter, der mit dem Motor verbunden ist; und
eine Steuerung, die zum Anhalten des Motors, Verwenden der Hilfspumpe zum Hubverstellen von und Aufrechterhalten von Hubverstellungsdruck in den Startbedienelementen eines Getriebes, Verwenden der Quelle für elektrische Energie zur Betätigung des Starters zum Einleiten eines Neustarts des Motors, Erhöhen einer Drehmomentkapazität des Bedienelements, während der Motor neu startet, und Verwenden des von der Getriebepumpe erzeugten Drucks zum Sperren der Startbedienelemente, nachdem der Motor neu startet, konfiguriert ist.
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Dabei ist bevorzugt die Steuerung weiterhin dazu konfiguriert, die Energiequelle von der Hilfspumpe elektrisch zu trennen.
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Ferner bevorzugt ist die Steuerung weiterhin dazu konfiguriert, den Motor als Reaktion auf ein Niederdrücken eines Bremspedals anzuhalten.
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Bezugszeichenliste
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Fig. 1
- 12
- MOTOR
- 14
- STARTER
- 16
- GETRIEBE
- 28
- ELEKTRISCHE HILFSPUMPE
- 26
- ACHSANTRIEB
- 55
- STEUERUNG
- 30
- BATTERIE
- 50, 52
- FAHRPEDAL & BREMSPEDAL
Fig. 2 - 12
- MOTOR
- 14
- STARTER
- 16
- GETRIEBE
- 28
- ELEKTRISCHE HILFSPUMPE
- 26
- ACHSANTRIEB
- 30
- BATTERIE
- mechanical
- mechanisch
- electrical
- elektrisch
Fig. 3 - FULL ENGINE & TRANS SHUTDOWN
- VOLLSTANDIGES ABSCHALTEN VON MOTOR & GETRIEBE
- Engine shutdown
- Motorabschaltung
- Transmission Neutral w/–.
- Getriebe Neutral mit hubrückgestellten Kupplungen
- 12
- MOTOR
- 16
- GETR.
- 14
- STARTER
- 28
- HILFSPUMPE
- 26
- ACHSANTRIEB
- 30
- BATTERIE
Fig. 4 - TRANS. PREPARATION ENGINE SHUTDOWN
- GETRIEBEVORBEREITUNG MOTORABSCHALTUNG
- Engine shutdown
- Motorabschaltung
- Transmission Neutral...
- Getriebe Neutral mit vorbereiteten Kupplungen
- 12
- MOTOR
- 16
- GETR.
- 14
- STARTER
- 28
- HILFSPUMPE
- 26
- ACHSANTRIEB
- 30
- BATTERIE
- Battery Discharging
- Batterieentladung
Fig. 5 - Clutch slip Control (C. S. C.)
- Kupplungsschlupfregelung (C. S. C.) beim
- During ENGINE RESTART
- MOTORNEUSTART
- Engine Starting
- Motor startet
- Transmission Slipping (C. S. C)
- Getriebeschlupf (C. S. C.)
- 12
- MOTOR
- 16
- GETR.
- 14
- STARTER
- 28
- HILFSPUMPE
- 26
- ACHSANTRIEB
- 30
- BATTERIE
- Battery Discharging
- Batterieentladung
Fig. 6 - ENGINE RUNNING
- MOTOR LÄUFT
- Engine Running
- Motor läuft
- Transmission Engaged
- Getriebe eingerückt
- 12
- MOTOR
- 16
- GETR.
- 14
- STARTER
- 28
- HILFSPUMPE
- 26
- ACHSANTRIEB
- 30
- BATTERIE
Fig. 7A - Gear Shifter
- Gangwähler
- Accelerator Pedal
- Fahrpedal
- Brake Pedal
- Bremspedal
- Vehicle Speed
- Fahrzeuggeschwindigkeit
- Engine Speed
- Motordrehzahl
- Engine Mode Request
- Motormodusanforderung
- Engine Mode Status
- Motormodusstatus
- STOPPED
- ANGEHALTEN
- CREEP
- KRIECHEN
- LAUNCH
- STARTEN
- ENGINE RUNNING
- MOTOR LÄUFT
- ENGINE STOPPING
- MOTOR HALT AN
- ENGINE OFF
- MOTOR AUS
- ENGINE STARTING
- MOTOR STARTET
Fig. 7B - Transmission Mode Request
- Getriebemodusanforderung
- Transmission Mode Status
- Getriebemodusstatus
- Oncoming Clutch Pressure
- Druck der Einrückenden Kupplung
- Transmission Hydraulic Line Pressure
- Getriebehydraulikleitungsdruck
- Trans Aux Pump Status Duty Cycle
- Tastverhältnis des Getriebe hilfspumpenstatus
- CLUTCH OFF
- KUPPLUNG AUS
- CLUTCH FILLED
- KUPPLUNG GEFÜLLT
- STROKED
- HUBVERSTELLT
- CLUTCH
- KUPPLUNG
- LOCKED
- GESPERRT
- CLUTCH
- KUPPLUNG
- LOCKED
- GESPERRT
- AUX PUMP OFF
- HILFSPUMPE AUS
- AUX PUMP ON
- HILFSPUMPE EIN
- AUX PUMP OFF
- HILFSPUMPE AUS
