DE102012102303A1

DE102012102303A1 - Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Automatikbetriebes zur Verbesserung von Kraftstoffeffizienz

Info

Publication number: DE102012102303A1
Application number: DE102012102303A
Authority: DE
Inventors: Jae Woong Hwang; Yong Wook Jin; Wan Soo Oh
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2013-05-16
Also published as: JP2013104555A; KR101382859B1; US8938341B2; US20130118855A1; CN103112448B; KR20130053787A; CN103112448A

Abstract

Ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Automatikgetriebes zur Verbesserung von Kraftstoffeffizienz weist die Schritte auf: Ermitteln, ob externe Fahrbedingungen eines Fahrzeugs Ausrollbedingungen erfüllen; Ermitteln einer Kupplungsschlupfsteuerzeit und eines Betrags eines Kupplungsschlupfdrehmoments gemäß internen Fahrbedingungen des Fahrzeugs; Durchführen einer Schlupfsteuerung an einer Kupplung, die bei jeweiliger Gangstufe des Automatikgetriebes arbeitet, mittels der ermittelten Kupplungsschlupfsteuerzeit und des Kupplungsschlupfdrehmoments, wobei ein Motorbremsdrehmoment, das an eine letzte Ausgangswelle des Automatikgetriebes übermittelt wird, reduziert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Automatikgetriebes zur Verbesserung von Kraftstoffeffizienz. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Automatikgetriebes, das die Kraftstoffeffizienz mittels einer Kupplungsschlupflogik des Automatikgetriebes verbessert.
Im Allgemeinen ist der wichtigste Faktor, der die Leistungsfähigkeit eines Fahrzeugs bestimmt, dessen Kraftstoffeffizienz bzw. Kraftstoffverbrauch.
Tatsächlich zeigen eine zertifizierte bzw. geprüfte Kraftstoffeffizienz und eine sensorische bzw. empfundene bzw. tatsächlich auftretende Kraftstoffeffizienz einen signifikanten Unterschied in Abhängigkeit von Fahrgewohnheit und Fahrbedingungen (Straßenoberfläche und andere Bedingungen, wie Wetter). Daher werden verschiedene Verfahren zur Erfüllung bzw. Verbesserung der tatsächlichen Kraftstoffeffizienz verwendet. Als ein Beispiel gibt es ein Steuerverfahren zur Kraftstoffabschaltung bzw. Schubabschaltung.
Das Kraftabschaltungssteuerverfahren bezieht sich auf ein Verfahren, bei welchem unnötiger Kraftstoffverbrauch verhindert wird mittels Unterbrechung von Kraftstoffeinspritzung in einen Motor, z. B. einen Verbrennungsmotor, wenn ein Fahrer versucht, ein Fahrzeug ausrollen bzw. auslaufen zu lassen bzw. gleiten zu lassen (im Folgenden: „Ausrollen”), indem er/sie seinen/ihren Fuß vom Gaspedal wegnimmt.
Somit kann ein Fahrzeug mittels Kraftstoffabschaltungssteuerung verlangsamt bzw. abgebremst werden, ohne auf die Bremse zu treten, wenn ein Fahrer frühzeitig seinen Fuß vom Gaspedal nimmt.
Wenn allerdings ein Fahrer seinen Fuß vom Gaspedal nimmt, um die Kraftstoffabschaltungssteuerung zu verwenden, setzt gleichzeitig die Motorbremse ein. Dementsprechend kann die Fahrzeuggeschwindigkeit schneller abnehmen als vom Fahrer gewünscht, und dem Fahrer bleibt nichts anderes übrig als wieder auf das Gaspedal zu treten. Dies führt letztendlich zu einer geringfügigen Verbesserung von Kraftstoffeffizienz.
Zum Beispiel, wenn ein Fahrer seinen Fuß ungefähr 1 km vor seinem Ziel bzw. Bestimmungsort vom Gaspedal wegnimmt, um ein Fahrzeug unter Verwendung von Kraftstoffabschaltung ausrollen zu lassen, kann das Fahrzeug allmählich in Richtung zum Ziel verlangsamt werden. In diesem Fall, da das Fahrzeug vor Erreichen des Ziels aufgrund der Motorbremse zu schnell verlangsamt bzw. abgebremst wird, bleibt dem Fahrer nichts anderes übrig als wieder auf das Gaspedal zu treten, um das Fahrzeug zu einer gewünschten Geschwindigkeit bzw. mehr zu beschleunigen. Dementsprechend ist die Verbesserung der Kraftstoffeffizienz gering.
Die hier im Zusammenhang mit dem allgemeinen Hintergrund der Erfindung offenbarten Informationen sollen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung dienen und sollen nicht als eine Anerkennung oder irgendeine Form von Hinweis verstanden werden, dass diese Informationen einen dem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik darstellen.
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Automatikgetriebes zur Verbesserung von Kraftstoffeffizienz bereitzustellen, das eine Kupplungsschlupflogik des Automatikgetriebes anstelle einer typischen Kraftstoffabschaltungslogik verwendet, um die Motorbremse bzw. die Motorbremswirkung zu minimieren und ein Ausrollen eines Fahrzeugs zu erzielen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Automatikgetriebes zur Verbesserung von Kraftstoffeffizienz die Schritte auf: Ermitteln bzw. Bestimmen bzw. Entscheiden (im Folgenden: „Ermitteln”), ob externe Fahrbedingungen eines Fahrzeugs vorgegebene Ausrollbedingungen erfüllen; Ermitteln bzw. Bestimmen bzw. Entscheiden (im Folgenden: „Ermitteln”) einer Kupplungsschlupfsteuerzeit und eines Betrags eines Kupplungsschlupfdrehmoments gemäß internen Fahrbedingungen des Fahrzeugs; Durchführen einer Schlupfsteuerung bzw. Schlupfregelung (im Folgenden: „Schlupfsteuerung”) an einer Kupplung, die bei jeweiliger Gangstufe bzw. Gang bzw. Schaltstufe (im Folgenden: „Gangstufe”) des Automatikgetriebes arbeitet, mittels der ermittelten Kupplungsschlupfsteuerzeit und des Kupplungsschlupfdrehmoments, wobei ein Motorbremsdrehmoment, das an eine letzte bzw. abtriebsseitig letzte (kurz: letzte) Ausgangswelle bzw. Abtriebswelle (im Folgenden: „Ausgangswelle”) des Automatikgetriebes übermittelt wird, reduziert wird.
Vorzugsweise wird das Ermitteln, ob die externen Fahrbedingungen des Fahrzeugs die Ausrollbedingungen erfüllen, durchgeführt, nachdem ein Fahrpedal bzw. Gaspedal (kurz: Gaspedal) und eine Bremse bzw. ein Bremspedal in einem AUS-Zustand bzw. nicht betätigten Zustand (im Folgenden: AUS-Zustand) sind.
Vorzugsweise weisen die internen Fahrbedingungen des Fahrzeugs auf: eine Motordrehzahl, eine Turbinendrehzahl eines Drehmomentwandlers, eine Verlangsamung bzw. Geschwindigkeitsabnahme (wie zum Beispiel Information, dass sich die Geschwindigkeit verringert und/oder Wert der negativen Beschleunigung) bzw. Abbremsung (wie zum Beispiel Information, dass Bremse betätigt wird und/oder Bremsmoment der betätigten Bremse) (im Folgenden: „Verlangsamung”) des Fahrzeugs und ein Fahrwiderstandsdrehmoment bzw. Fahrwiderstandsmoment.
Vorzugsweise weist das Ermitteln der Kupplungsschlupfsteuerzeit und des Betrags des Kupplungsschlupfdrehmoments die Schritte auf: Ermitteln einer Differenz zwischen der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers des Automatikgetriebes; und Ermitteln des Fahrwiderstandsdrehmoments des Fahrzeugs.
Vorzugsweise weist das Ermitteln, ob die externen Fahrbedingungen des Fahrzeugs die Ausrollbedingungen erfüllen, welches ermittelt, ob das Fahrzeug auf einer ausrollfähigen Straße fährt, auf: Ermitteln, dass die die Ausrollbedingungen erfüllt sind, wenn ein Fahrneigungswinkel des Fahrzeugs (bzw. der Winkel, den die horizontale Längsachse des Fahrzeugs gegenüber der Horizontalen bzw. der Waagerechten einnimmt) innerhalb eines vorbestimmten Winkels bzw. Winkelbereichs ist.
Vorzugsweise sind die Ausrollbedingungen erfüllt, wenn der Fahrneigungswinkel des Fahrzeugs zu einem Winkel einer flachen bzw. horizontalen Straße oder einer abwärtsgehenden bzw. bergab verlaufenden Straße korrespondiert.
Vorzugsweise wird der Fahrneigungswinkel des Fahrzeugs mittels eines Beschleunigungssensors, z. B. eines G-Sensors, gemessen.
Vorzugsweise weist das Durchführen der Schlupfsteuerung auf: Reduzieren eines Kupplungsbetätigungsöldrucks, der auf die Kupplung, die bei der jeweiligen Gangstufe des Automatikgetriebes arbeitet, angewandt bzw. aufgebracht bzw. ausgeübt wird, basierend auf der ermittelten Kupplungsschlupfsteuerzeit und dem Kupplungsschlupfdrehmoment.
Vorzugsweise weist das Verfahren ferner die Schritte auf: Ermitteln einer Motordrehmomentzunahme (bzw. eines Motordrehmomentinkrements) und einer wiederangewandten Höhe eines Kupplungsbetätigungsöldrucks gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit bei erneuter Beschleunigung und anschließend normales Anwenden bzw. Ausüben eines Betätigungsöldrucks auf die Kupplung, wenn ermittelt wird, dass während der Kupplungsschlupfsteuerung ein Gaspedal einem EIN-Zustand bzw. in einem betätigten (im Folgenden: „EIN-Zustand”) ist bzw. betätigt ist.
Andere Aspekte und beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
Es versteht sich, dass der Terminus „Fahrzeug” bzw. „Fahrzeug-” oder andere ähnliche Termini, die hierin verwendet werden, Motorfahrzeuge bzw. motorisierte Fahrzeuge im Allgemeinen einschließen, wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich Geländewagen bzw. Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge bzw. gewerblich genutzte Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Mehrzahl von Booten und Schiffen, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge, die mit alternativen Kraftstoffen betrieben werden (z. B. mit Kraftstoffen, die von anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden). Soweit wie hierin Bezug genommen, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Kraftquellen bzw. Antriebsmittel aufweist, wie z. B. Fahrzeuge mit sowohl Benzin- als auch Elektroantrieb.
Die oben genannten und andere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend beispielhaft beschrieben.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, wie im Detail aus den angehängten Zeichnungen, die hierin einbezogen sind, und den folgenden näheren Beschreibungen sichtbar werden, die zusammen zur Erläuterung gewisser Prinzipien der vorliegenden Erfindung dienen.
1 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Automatikgetriebes zur Verbesserung von Kraftstoffeffizienz gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
2 ist eine Ansicht, die einen Betrieb zur Steuerung eines Kupplungsschlupfs zur Verbesserung von Kraftstoffeffizienz gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
3 und 4 sind Ansichten, die eine Kraft- bzw. Drehmomentübertragung eines Automatikgetriebes mit acht Vorwärtsgängen bzw. -gangstufen und einem Rückwärtsgang illustriert, auf das eine Kupplungsschlupfsteuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann.
5 ist eine Tabelle, die den einzelnen bzw. jeweiligen Betrieb einer Kupplung eines Automatikgetriebes mit acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang illustriert, auf das eine Kupplungsschlupfsteuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann.
Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen enthalten Bezugnahme zu den folgenden Elementen, wie nachfolgend weiter beschrieben wird:
Es versteht sich, dass die angehängten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und lediglich eine vereinfachte Darstellung der verschiedenen Merkmale gemäß den Grundprinzipien der Erfindung präsentieren. Die besonderen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie hierin offenbart, einschließlich, zum Beispiel, besondere Dimensionen, Orientierungen, Lagen und Umrisse, werden in Teilen durch eine besonders beabsichtigte Anwendung und Nutzungsumfeld bestimmt werden.
In den Figuren beziehen sich Bezugszeichen auf die gleichen oder entsprechenden Bauteile der vorliegenden Erfindung in allen verschiedenen Figuren der Zeichnungen.
Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind. Während die Erfindung im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung auf diese beispielhafte Ausführungsformen zu beschränken. Auf der anderen Seite ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen Äquivalente und andere Ausführungsformen decken, die in den Sinn und Schutzbereich der Erfindung fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
Im Unterschied zu einem typischen Fahrverhalten zugunsten von Kraftstoffeffizienz, bei welchem eine Kraftstoffabschaltung hervorgehoben wird, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, verbessert die vorliegende Erfindung die Kraftstoffeffizienz mittels Anwendung einer Kupplungsschlupflogik eines Automatikgetriebes.
Zum Beispiel, wenn ein Fahrer seinen Fuß ungefähr 1 km vor seinem Ziel bzw. Bestimmungsort vom Gaspedal wegnimmt, um ein Fahrzeug ausrollen zu lassen, kann das Fahrzeug allmählich in Richtung zum Ziel verlangsamt werden. In diesem Fall wird ermöglicht, dass das Fahrzeug das Ziel erreicht, ohne zu schnell unter ein gewünschtes Niveau bzw. Level (ein Niveau, bei dem ein Fahrer nicht auf das Gaspedal zu treten braucht) verlangsamt bzw. abgebremst zu werden, indem ein Motorbremsdrehmoment, das an eine Ausgangswelle übermittelt bzw. übertragen wird, mittels einer Schlupfsteuerung an einer Kupplung in einem Automatikgetriebe anstelle eines typischen Kraftstoffabschaltungssteuerverfahrens minimiert wird.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden die Struktur und der Verlauf von Kraft- bzw. Drehmomentübertragung eines Automatikgetriebes mit acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang illustriert, auf das eine Kupplungsschlupflogik gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann, kurz beschrieben.
3 und 4 sind Ansichten, die eine Kraft- bzw. Drehmomentübertragung eines Automatikgetriebes mit acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang illustriert, auf das eine Kupplungsschlupfsteuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann. 3 illustriert einen Vorwärts-Drehmomentübertragungsfluss eines Gangs D1, und 4 illustriert einen Rückwärts-Drehmomentübertragungsfluss eines Gangs R.
Beim Vorwärts-Drehmomentübertragungsfluss des Gangs D1, wie in 3 gezeigt, kann das Motordrehmoment in eine Eingangswelle 10 bzw. Antriebswelle (im Folgenden: „Eingangswelle”) mittels eines Drehmomentwandlers eingeleitet bzw. eingegeben werden, und anschließend in der angegebenen Reihenfolge nacheinander an ein vorderes Hohlrad 11 bzw. einen vorderen Zahnkranz (im Folgenden: „Hohlrad”) eines vorderen Planetengetriebesatzes, einen vorderen Träger 12 bzw. Planetenträger (im Folgenden: „Träger”), ein mittleres Sonnenrad 13 eines mittleren Planetengetriebesatzes, einen mittleren Träger 14, ein hinteres Sonnenrad (einfach) 16 eines hinteren Planetengetriebesatzes, ein hinteres Hohlrad 17 und eine Ausgangswelle 18 übermittelt werden. Über eine interne Schleife (bzw. internen Übertragungspfad) kann des Drehmoment übermittelt werden über das mittlere Sonnenrad 13 des mittleren Planetengetriebesatzes, eine Krichgang- bzw. Untersetzungs(UD-, abgeleitet vom englischsprachigen Begriff ”underdrive”)Trommel, eine Krichgang- bzw. Untersetzungs(UD-, abgeleitet vom englischsprachigen Begriff ”underdrive”)Nabe und das hintere Sonnenrad (doppelt) 19 des hinteren Planetengetriebesatzes übermittelt werden.
In diesem Fall sind eine erste Bremse B1 und eine erste Kupplung C1 in Betrieb.
Beim Rückwärts-Drehmomentübertragungsfluss des Gangs R, wie in 4 gezeigt, kann das Motordrehmoment in eine Eingangswelle 10 eingeleitet werden, und anschließend in der angegebenen Reihenfolge nacheinander an das vordere Hohlrad 11 des vorderen Planetengetriebesatzes, den vorderen Träger 12, das mittlere Sonnenrad 14 des mittleren Planetengetriebesatzes, den mittleren Träger 14, das hintere Hohlrad 17 des hinteren Planetengetriebesatzes und die Ausgangswelle 18 übermittelt werden.
In diesem Fall sind die erste Bremse B1 und die vierte Kupplung C4 in Betrieb.
Wenn eine Schlupfsteuerlogik gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einer Mehrzahl von Kupplungen C1, C2, C3 und C4, die in einem Automatikgetriebe mit acht Vorwärtsgängen enthalten sind, angewandt wird und wenn ein Fahrer beabsichtigt, ein Fahrzeug bis zum Ziel durch Wegnehmen des Fußes vom Gaspedal ausrollen zu lassen, wird die Ausrollgeschwindigkeit aufgrund der Motorbremse nicht rasch reduziert, sondern allmählich auf eine gewünschte Geschwindigkeit (eine Geschwindigkeit, bei der der Fahrer nicht auf das Gaspedal tritt bzw. zu treten braucht), wodurch das Fahrzeug bis zum Ziel ausrollt.
Nachfolgend wird die Kupplungsschlupflogik eines Automatikgetriebes gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 beschrieben.
Zunächst erkennen eine ECU (elektronische Steuereinheit, wobei ”ECU” vom englischsprachigen Begriff „electronic control unit” abgeleitet ist) und eine TCU (Getriebesteuereinheit, wobei ”TCU” vom englischsprachigen Begriff „transmission control unit”), die die Logik (bzw. den Steueralgorithmus) ausführt, normal Fahrzeuginformationen (S101). Es wird ermittelt, ob das Gaspedal betätigt ist oder nicht (S102), und anschließend wird ermittelt, ob die Bremse bzw. das Bremspedal betätigt ist oder nicht.
Es kann vorgesehen sein, dass die ECU die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Motordrehzahl (U/min) erkennt, und es kann vorgesehen sein, dass die TCU die Gangstufe bzw. den Gang erkennt, sowie die Getriebedrehzahl und die Temperatur, z. B. die Öltemperatur. Wenn der Fahrer den Fuß vom Gaspedal wegnimmt, um dem Gaspedal den AUS-Zustand zu ermöglichen, und wenn gleichzeitig die Bremse nicht getreten ist, kann die Vorbereitungsstufe zum Eintritt in die Kupplungsschlupflogik fortfahren.
Die Vorbereitungsstufe zum Eintritt in die Kupplungsschlupflogik besteht im Ermitteln, ob Ausrollbedingungen erfüllt sind (Ausrollen ist ein Fahren ohne Motordrehmoment und aufgrund von nur Trägheit). Die Vorbereitungsstufe kann aufgeteilt werden in ein Ermitteln der Ausrollbedingungen gemäß externen Fahrbedingungen und ein Ermitteln der Kupplungsschlupfsteuerzeit sowie des Betrags des Kupplungsschlupfdrehmoments gemäß internen Fahrbedingungen eines Fahrzeugs.
Das Ermitteln der Ausrollbedingungen kann ein Ermitteln, ob ein Fahrzeug auf einer ausrollfähigen Straße fährt, aufweisen, und kann auf einem Fahrneigungswinkel (Information über die Neigung bzw. Gefälle der Straße) eines Fahrzeugs basieren, der mittels eines Beschleunigungssensors des Fahrzeugs gemessen wird (S103).
Der Fahrneigungswinkel, der mittels eines Beschleunigungssensors des Fahrzeugs gemessen wird, kann von der TCU empfangen werden, um zu ermitteln, ob Ausrollen möglich ist. Zum Beispiel, wenn sich der Fahrneigungswinkel in einem Bereich von circa 0° bis 5°, was einer flachen Straße entspricht, oder von circa 0° und weniger, was einer abwärtsgehenden Straße entspricht, befindet, kann ermittelt bzw. festgestellt sein, dass die Ausrollbedingungen erfüllt sind.
Wenn die Ausrollbedingungen erfüllt sind, können die Kupplungsschlupfsteuerzeit und der Betrag des Kupplungsschlupfdrehmoments gemäß internen Fahrbedingungen des Fahrzeugs ermittelt werden. Die internen Fahrbedingungen des Fahrzeugs können aufweisen: eine Motordrehzahl, eine Turbinendrehzahl eines Drehmomentwandlers, einen Verlangsamung des Fahrzeugs und ein Fahrwiderstandsdrehmoment, wie z. B. Motorbremse.
Das Ermitteln der Kupplungsschlupfsteuerzeit und des Betrags des Kupplungsschlupfdrehmoments kann aufweisen: Berechnen bzw. Kalkulieren einer Differenz zwischen der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers, Berechnen der Verlangsamung des Fahrzeugs und Berechnen des Fahrwiderstandsdrehmoments (Motor-/Turbinenbremse) des Fahrzeugs (S104).
In diesem Fall dient die Berechnung der Differenz zwischen der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers des Automatikgetriebes dazu, die Kupplungsschlupfzeit bzw. den -zeitpunkt zu kennen, indem erfasst wird, wann das Motordrehmoment aufgrund der Differenz zwischen der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers kleiner wird als das Antriebsdrehmoment der Turbine des Drehmomentwandlers, und ferner die Kupplungsschlupfzeit bzw. den -zeitpunkt zu kennen, indem erfasst wird, wann die Veränderung der Motordrehzahl zwischen seiner Zunahme und Abnahme am größten ist, d. h. den Tip-Out-Punkt (z. B. der Punkt, an dem Fuß vom Gaspedal genommen wird).
Die Berechnung der Verlangsamung des Fahrzeugs dient dazu, die Kupplungsschlupfsteuerung durchzuführen, indem ein Punkt bzw. Zeitpunkt erkannt wird, wann ein Fahrzeug nach einer Beschleunigung verlangsamt wird.
Die Berechnung des Fahrwiderstanddrehmoments des Fahrzeugs dient zur Erfassung des reinen Motorwiderstandsdrehmoments mittels Fahrwiderstandsmoments (Luft, Reifen, Neigung etc.) und zur Ermittlung des Kupplungsschlupfdrehmoments gemäß dem Betrag des Motorwiderstandsmoments.
Damit kann die günstigste Kupplungsschlupfsteuerzeit bzw. -zeitpunkt mittels Berechnung der Differenz zwischen der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers des Automatikgetriebes und mittels Berechnung der Verlangsamung eines Fahrzeugs ermittelt werden, und mittels Berechnung des Fahrwiderstandsdrehmoments eines Fahrzeugs kann der Betrag des Kupplungsschlupfdrehmoments ermittelt werden.
Ein TCU-Kennfeld, das die Kupplungsschlupfsteuerzeit und den Betrag des Kupplungsschlupfdrehmoments ermittelt, kann vorher erstellt werden, indem die Anzahl der Gänge des Getriebes, Neigungsinformationen, Fahrzeuggeschwindigkeiten und Unterschiede zwischen der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers abgestimmt (bzw. variiert) werden, wenn das Motorbremsdrehmoment wirkt. Die Kupplungsschlupfsteuerung kann mittels des TCU-Kennfelds durchgeführt werden.
Daher, wenn die Ausrollbedingungen erfüllt sind und gleichzeitig die Kupplungsschlupfsteuerzeit sowie der Betrag des Kupplungsschlupfdrehmoments ermittelt sind, kann die Kupplungsschlupfsteuerung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen durchgeführt werden.
Die Kupplungsschlupfsteuerung kann durchgeführt werden mittels Berechnung eines Kupplungsschlupfdrehmoments, das das Motorbremsdrehmoment (entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment), das bei Nichtbetätigung des Gaspedals auf die Ausgangswelle des Automatikgetriebes wirkt, minimieren kann.
Die Kupplungsschlupfsteuerung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann den Schritt aufweisen: Durchführen eines Kupplungsschlupfs mittels langsamen Reduzierens des Kupplungsbetätigungsöldrucks, der beim jeweiligen Gang des Automatikgetriebes wirkt (S105).
Insbesondere kann die Kupplungsschlupfsteuerung langsam den Betätigungsöldruck einer Kupplung, die im momentanen Gang des Automatikgetriebes arbeitet bzw. in Betrieb ist, langsam reduzieren, allerdings solange bis eine Scheibe (bzw. Lamelle) und eine Reibungsplatte (bzw. Kupplungsscheibe), die die Kupplung bilden, sich vollständig voneinander trennen gemäß einem Kupplungsschlupfdrehmomentbefehl vom TCU-Kennfeld, so dass eine Schlupfreibung zwischen der Scheibe und der Reibplatte induziert wird. Daher kann das Drehmoment aufgrund von Motorbremse, das an die letzte Ausgangswelle des Automatikgetriebes übertragen wird, minimiert werden. Somit wird die Fahrzeuggeschwindigkeit während des Ausrollens des Fahrzeugs nicht rasch reduziert, sondern auf ein gewünschtes Niveau reduziert.
Zum Beispiel, wenn ein Fahrer seinen Fuß vom Gaspedal ungefähr 1 km vor dem Ziel wegnimmt, um ein Fahrzeug mittels Kraftstoffabschaltung ausrollen zu lassen, wird der Betätigungsöldruck einer Kupplung, die im momentanen Gang des Automatikgetriebes arbeitet bzw. in Betrieb ist, langsam reduziert, so dass dadurch Kupplungsschlupf erzeugt wird. Dadurch wird ein Drehmoment aufgrund von Motorbremse, das an die letzte Ausgangswelle des Automatikgetriebes übermittelt wird, minimiert, und das Fahrzeug wird dazu überführt, langsam auf einen gewünschten Level (ein Level, bei dem der Fahrer nicht wieder aus das Gaspedal treten muss) oder weniger verlangsamt zu werden, wodurch eine Verbesserung von Kraftstoffeffizienz erzielt wird.
Bei einem typischen Kraftstoffabschaltungsverfahren, da das Fahrzeug zu schnell abgebremst wird auf einen gewünschten Level (ein Level, bei dem der Fahrer nicht wieder aus das Gaspedal treten muss) oder weniger, muss der Fahrer nochmal auf das Gaspedal treten, um das Ziel zu erreichen, wodurch nur ein geringfügiger Verbesserungseffekt in Kraftstoffeffizienz entsteht.
In dieser Ausführungsform allerdings, da ein Drehmoment aufgrund von Motorbremse, das an die letzte Ausgangswelle übermittelt wird, mittels Durchführung der Kupplungsschlupfsteuerung minimiert wird, wird herbeigeführt, dass das Fahrzeug sich langsam auf den gewünschten Level (ein Level, bei dem der Fahrer nicht wieder aus das Gaspedal treten muss) verlangsamt bzw. sich daran nähert. Dementsprechend, da unnötiger Kraftstoffverbrauch aufgrund von Betätigung des Gaspedals verhindert werden kann, kann die Kraftstoffeffizienz verbessert werden.
Im Folgenden wird die Kupplungsschlupfsteuerung, die im sechsten Gang eines Automatikgetriebes durchgeführt wird, mit Bezug auf 2 und 5 im Detail beschrieben.
Beim Vorwärts-Übertragungsfluss im sechsten Gang (bzw. Drehmomentübertragung im sechsten Vorwärtsgang), wie in 2 gezeigt, wird das Motordrehmoment über einen Drehmomentwandler in eine Eingangswelle 10 eingeleitet und gleichzeitig übertragen an ein vorderes Hohlrad 11 eines vorderen Planetengetriebesatzes, einen vorderen Träger 12, ein mittleres Sonnenrad 13 eines mittleren Planetengetriebesatzes und einen mittleren Träger 14 als eine interne Schleife (bzw. interner Übertragungspfad). Des in die Eingangswelle 10 eingeleitete Drehmoment wird auch der Reihe nach an einen hinteren Träger 20 eines hinteren Planetengetriebesatzes, ein hinteres Hohlrad 17 und eine Ausgangswelle 18 übermittelt.
In diesem Fall sind eine zweite Kupplung C2 und eine dritte Kupplung C3 in Betrieb.
Wenn ein Fahrer während der Drehmomentübertragung im sechsten Gang seinen Fuß vom Gaspedal nimmt, wird die Motorbremse aktiviert. Ein Motorbremsdrehmoment (ein der Rotationsrichtung des Ausgangswelle entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment) wirkt uniform auf den Drehmomentübertragungspfad des sechsten Gangs.
Daher, wenn das Motorbremsdrehmoment wirkt, wird eine Schlupfsteuerung der zweiten Kupplung C2, die zur Drehmomentübertragung des mittleren Träger 14 im Eingriff bzw. geschlossen ist und der dritten Kupplung C3, die zur Drehmomentübertragung des hinteren Trägers 20 im Eingriff ist, durchgeführt.
Schlupf an der zweiten Kupplung C2 und der dritten Kupplung C3 wird dadurch erzeugt, dass ein Betätigungsöldruck, der zur Betätigung der zweiten Kupplung C2 und der dritten Kupplung C3 bereitgestellt wird, langsam reduziert wird, bis eine Scheibe (bzw. Lamelle) und eine Reibungsplatte (bzw. Kupplungsscheibe), die zusammen eine Kupplung bilden, vollständig voneinander getrennt sind gemäß einem Kupplungsschlupfdrehmomentbefehl vom TCU-Kennfeld. Aufgrund von Schlupf der zweiten Kupplung C2 und der dritten Kupplung C3 wird daher das Motorbremsdrehmoment, das direkt auf die Ausgangswelle wirkt, minimiert.
Da das Motorbremsdrehmoment mithilfe von Schlupf der zweiten und dritten Kupplung C2 und C3 reduziert wird und auf die Ausgangswelle 18 wirkt, kann das auf die Ausgangswelle 18 wirkende Motorbremsdrehmoment minimiert werden.
Dementsprechend, da das Motorbremsdrehmoment, das auf die letzte Ausgangswelle 18 des Automatikgetriebes übertragen wird, minimiert ist, wird das Fahrzeug während des Ausrollens nicht rapide verlangsamt, sondern langsam auf einen gewünschten Level (Level, bei dem der Fahrer nicht wieder aus das Gaspedal treten muss), bis das Fahrzeug das Ziel erreicht, wodurch die Verbesserung von Kraftstoffeffizienz ermöglicht wird.
Wenn während der Kupplungsschlupfsteuerung der Fahrer bestimmt, dass das Ausrollen ausreichend durchgeführt worden ist, und wieder auf das Gaspedal tritt, um das Gaspedal in den EIN-Zustand zu versetzen (S106) bzw. zu betätigen, wird die Motordrehmomentzunahme gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit bei der erneuten Beschleunigung und die wiederangewandte Höhe des Kupplungsbetätigungsöldrucks, der darauf optimiert ist, berechnet, und anschließend wird ein Betätigungsöldruck normal auf die Kupplung ausgeübt (S107).
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Kraftstoffeffizienz mittels Steuerung eines Kupplungsschlupfs eines Automatikgetriebes verbessert werden, im Vergleich zur Steuerung einer typischen Kraftstoffabschaltung, die während der Ausrollphase eines Fahrzeugs zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz verwendet wird.
Dementsprechend kann die Kraftstoffeffizienz im Vergleich zu einem typischen Kraftstoffabschaltungsverfahren verbessert werden, das mittels Minimierung eines Motorbremsdrehmoments unter Verwendung einer Kupplungsschlupflogik eines Automatikgetriebes anstelle einer typischen Kraftstoffabschaltungslogik ein Ausrollen eines Fahrzeugs erreicht werden kann, wobei die Geschwindigkeit des Fahrzeugs langsam vermindert wird auf einen gewünschten Wert (Wert, bei dem der Fahrer nicht wieder aus das Gaspedal treten braucht).
Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sollen nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einschränkend verstanden werden. Es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich angesichts der obigen Lehre. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern und damit dem Fachmann die Herstellung und den Gebrauch der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie von deren zahlreichen Alternativen und Modifikationen zu ermöglichen. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angeführten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.

Claims

Ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Automatikgetriebes zur Verbesserung von Kraftstoffeffizienz, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Ermitteln, ob externe Fahrbedingungen eines Fahrzeugs Ausrollbedingungen erfüllen; Ermitteln einer Kupplungsschlupfsteuerzeit und eines Betrags eines Kupplungsschlupfdrehmoments gemäß internen Fahrbedingungen des Fahrzeugs; Durchführen einer Schlupfsteuerung an einer Kupplung, die bei jeweiliger Gangstufe des Automatikgetriebes arbeitet, mittels der ermittelten Kupplungsschlupfsteuerzeit und des Kupplungsschlupfdrehmoments, wobei ein Motorbremsdrehmoment, das an eine letzte Ausgangswelle des Automatikgetriebes übermittelt wird, reduziert wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln, ob die externen Fahrbedingungen des Fahrzeugs die Ausrollbedingungen erfüllen, durchgeführt wird, nachdem ein Gaspedal und eine Bremse in einem AUS-Zustand sind.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die internen Fahrbedingungen des Fahrzeugs aufweisen: eine Motordrehzahl, eine Turbinendrehzahl eines Drehmomentwandlers, eine Verlangsamung des Fahrzeugs und ein Fahrwiderstandsdrehmoment.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln der Kupplungsschlupfsteuerzeit und des Betrags des Kupplungsschlupfdrehmoments die Schritte aufweist: Ermitteln einer Differenz zwischen der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers des Automatikgetriebes; und Ermitteln des Fahrwiderstandsdrehmoments des Fahrzeugs.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln, ob die externen Fahrbedingungen des Fahrzeugs die Ausrollbedingungen erfüllen, welches ermittelt, ob das Fahrzeug auf einer ausrollfähigen Straße fährt, aufweist: Ermitteln, dass die die Ausrollbedingungen erfüllt sind, wenn ein Fahrneigungswinkel des Fahrzeugs innerhalb eines vorbestimmten Winkels ist.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausrollbedingungen erfüllt sind, wenn der Fahrneigungswinkel des Fahrzeugs zu einem Winkel einer flachen Straße oder einer abwärtsgehenden Straße korrespondiert.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fahrneigungswinkel des Fahrzeugs mittels eines Beschleunigungssensors gemessen wird.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Durchführen der Schlupfsteuerung aufweist: Reduzieren eines Kupplungsbetätigungsöldrucks, der auf die Kupplung, die bei der jeweiligen Gangstufe des Automatikgetriebes arbeitet, angewandt wird, basierend auf der ermittelten Kupplungsschlupfsteuerzeit und dem Kupplungsschlupfdrehmoment.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner die Schritte aufweist: Ermitteln einer Motordrehmomentzunahme und einer wiederangewandten Höhe eines Kupplungsbetätigungsöldrucks gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit bei erneuter Beschleunigung und anschließend normales Anwenden eines Betätigungsöldrucks auf die Kupplung, wenn ermittelt wird, dass während der Kupplungsschlupfsteuerung ein Gaspedal in einem EIN-Zustand ist.