DE102004002706A1 - Automatikstopp/start-Steuerung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Eine Automatikstopp/start-Steuerung für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem elektrischen Motor, um den Verbrennungsmotor anzutreiben, und einer automatischen Übertragung. Die Automatikstopp/start-Steuerung erlaubt es dem Verbrennungsmotor, ohne Bedienung eines Zündschlüssels zu stoppen oder zu starten. Die Steuerung beginnt die Treibstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor, nachdem der Verbrennungsmotor durch den elektrischen Motor gestartet ist, und wenn festgestellt ist, dass Reibungseingriffselemente der automatischen Übertragung im Eingriff stehen, in einem Fall, bei dem der Verbrennungsmotor ohne Bedienung des Zündschlüssels gestartet ist.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft eine Startsteuerung für ein Fahrzeug, um es einem Verbrennungsmotor zu ermöglichen, automatisch anzuhalten und neu zu starten, und insbesondere eine Automatikstopp/start-Steuerung für den Verbrennungsmotor, ohne eine elektrisch angetriebene Pumpe, die Öldruck für eine automatische Übertragung beim Stopp des Verbrennungsmotors erzeugt. Diese Automatikstopp/start-Steuerung veranlasst den Verbrennungsmotor zu starten, wobei beim automatischen Neustart ein sich vom Verbrennungsmotor ergebender Schock verringert.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Manche Fahrzeuge sind mit Automatikstopp/start-Steuerungen ausgestattet, um den Treibstoffverbrauch durch die Verbrennungsmotoren der Fahrzeuge zu verringern. Die Automatikstopp/start-Steuerung stoppt den Verbrennungsmotor automatisch, wenn eine Automatikstoppbedingung, zum Beispiel, ein Gaspedal ist nicht gedrückt, während der Verbrennungsmotor in Betrieb ist, erfüllt ist, und startet den Verbrennungsmotor automatisch, wenn eine Automatikstartbedingung, z.B., der Startvorgang erfolgt, während der Verbrennungsmotor automatisch gestoppt ist, erfüllt ist. (Siehe offengelegte JP Nr. 2002-106380.)
  • Was eine herkömmliche Automatikstopp/start-Steuerung für den Verbrennungsmotor betrifft, ist diese im Fahrzeug vorgesehen, um es dem Verbrennungsmotor zu erlauben, automatisch anzuhalten und neu zu starten, um die Treibstoffeinsparung zu erhöhen.
  • Bei einem herkömmlichen Fahrzeug mit einer automatischen Übertragung erzeugt eine elektrisch angetriebene Pumpe einen Öldruck, während der Verbrennungsmotor automatisch gestoppt ist, und diese wird dahingehend gesteuert, einen niedrigen Druck während des automatischen Verbrennungsmotorstopps und einen hohen Druck beim Verbrennungsmotorneustart zu erhalten. Folglich wird der benötigte Öldruck beibehalten, während die durch die elektrische Pumpe verbrauchte elektrische Energie eingeschränkt wird.
  • Obwohl der Energieverbrauch minimiert wird, um geringen Druck während des automatischen Verbrennungsmotorstopps beizubehalten, verbraucht die elektrische Pumpe während des automatischen Verbrennungsmotorstopps fortwährend elektrische Energie. Es besteht folglich weiterhin Raum für eine Verbesserung des Treibstoffverbrauchs.
  • Wenn die elektrische Pumpe entfernt wird, wird die Treibstoffeinsparung durch Entfernung der durch die elektrische Pumpe verbrauchten elektrischen Energie verbessert. Jedoch kann während des automatischen Verbrennungsmotorstopps der Öldruck nicht erhalten werden, so dass der Öldruck dann beim Verbrennungsmotorneustart erzeugt wird und Verzögerungen stattfinden, bis Reibungseingriffelemente in der automatischen Übertragung in Eingriff stehen.
  • Folglich, wenn das Gaspedal gedrückt wird, bevor die Reibungseingriffselemente im Eingriff sind, werden die Eingriffselemente in Eingriff gebracht werden, nachdem die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit stark erhöht ist. Dies verursacht einen Schock beim Eingreifen der Elemente oder verschlechtert die Lebensdauer der automatischen Übertragung.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Um die oben aufgeführten Nachteile zu umgehen oder zu minimieren, stellt die vorliegende Erfindung eine Automatikstopp/start-Steuerung für ein Fahrzeug bereit, welches einen Verbrennungsmotor, einen elektrischen Motor zum Antreiben des Verbrennungsmotors und eine automatische Übertragung aufweist. Die Automatikstopp/start-Steuerung ermöglicht es dem Verbrennungsmotor, ohne Bedienung eines Zündschlüssels automatisch anzuhalten oder zu starten. In einer Situation, in welcher der Verbrennungsmotor ohne Bedienung des Zündschlüssels gestartet wird, startet die Steuerung die Treibstoffversorgung zum Verbrennungsmotor nachdem der Verbrennungsmotor durch den elektrischen Motor gestartet ist und wenn (nachdem) festgestellt wird, dass Reibungseingriffselemente der automatischen Übertragung in Eingriff stehen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird beim Neustart des Verbrennungsmotors ohne Bedienung des Zündschlüssels der Treibstoff dem Verbrennungsmotor zugeführt, nachdem festgestellt ist, dass die Reibungseingriffselemente der automatischen Übertragung im Eingriff stehen. Sogar ohne eine elektrische Pumpe zur Öldruckerzeugung zur Steuerung der automatischen Übertragung verringert die vorliegende Erfindung nicht nur den Treibstoffverbrauch und den Schock beim Neustart des Verbrennungsmotors, sondern verbessert auch die Lebensdauer der automatischen Übertragung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden mit Bezug zu den Figuren ausführlich im Detail beschrieben, wobei:
  • 1 ein Flussdiagramm ist, welches eine Steuerung einer Automatikstopp/start-Steuerung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ein schematisches Diagramm ist, welches die Automatikstopp/start-Steuerung für den Verbrennungsmotor zeigt.
  • 3 ein Blockdiagramm ist, welches die Steuerung einer Steuerung zeigt.
  • 4 ein Zeitpunktdiagramm für die Automatikstopp/start-Steuerung für den Verbrennungsmotor ist.
  • 5 eine Tabelle zur Berechnung des Motordrehmoments ist.
  • Ausführliche Beschreibung
  • 1 bis 5 veranschaulichen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt einen Verbrennungsmotor 2, der zum Beispiel auf ein Hybridfahrzeug (nicht dargestellt) montiert ist. Der Verbrennungsmotor 2 wird durch eine Automatikstopp/start-Steuerung gesteuert, um ohne Bedienung eines Zündschlüssels (nicht dargestellt) gestoppt oder gestartet zu werden.
  • Der Verbrennungsmotor 2 auf dem Hybridfahrzeug (nicht dargestellt) ist direkt mit einem elektrischen Motor (im Folgenden als „Motor" bezeichnet) verbunden. Der Motor 4 ist mit einer automatischen Übertragung 8 verbunden, die mit einem Drehmomentwandler 6 ausgestattet ist.
  • Der Motor 4 kann den Verbrennungsmotor 2 antreiben, und erfüllt die Funktionen der Leistungserzeugung und der Unterstützung des Verbrennungsmotors wenigstens während des Betriebs des Fahrzeuges.
  • Die automatische Übertragung 8 ist eine herkömmliche Übertragung, die durch eine Öldrucksteuerung Gänge wechseln kann.
  • Die automatische Übertragung 8 ist mit einem herkömmlichen Differential 10 verbunden, welches über eine Antriebswelle 12 mit Antriebsrädern 14 verbunden ist.
  • Der Motor 4 ist über einen Inverter 16 mit einer Batterie 18 verbunden, und der Verbrennungsmotor 2 ist mit einer Treibstoffeinspritzung 20 ausgestattet.
  • Weiterhin sind der Inverter 16 und die Treibstoffeinspritzung 20 mit einer Steuerung 22 verbunden. Die Steuerung 22 ist mit verschiedenen Sensoren und Schaltern verbunden, d.h., einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erfassen, einem Verbrennungsmotorgeschwindigkeitssensor 26, um die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit zu erfassen, einem Turbinengeschwindigkeitssensor, um die Rotationsgeschwindigkeit einer Turbine (nicht dargestellt) des Drehmomentwandlers 6 zu erfassen, einem Drosselsensor 30, um einen Öffnungsgrad einer Drossel zu erfassen, einem Bremsschalter 32, um zu erfassen, ob ein Bremspedal (nicht dargestellt) gedrückt ist, und einem (nicht dargestellt) Schalthebelstellungsschalter 34, um die Stellung eines Übertragungsschalthebels zu erfassen.
  • Bei der Automatikstopp/start-Steuerung für den Verbrennungsmotor, ohne eine elektrische Pumpe, um den Öldruck beim Verbrennungsmotorstopp in der automatischen Übertragung 8 zu erzeugen, beim Start des Verbrennungsmotors 2 ohne die Zündschlüsselbedienung, ist die Steuerung 22 zum Funktionieren eingestellt, um anzufangen, dem Verbrennungsmotor 2 Treibstoff zuzuführen, wenn eine Differenz zwischen der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit und der Turbinenrotationsgeschwindigkeit (Turbinengeschwindigkeit) der automatischen Übertragung 8 größer ist als eine vorbestimmte "Referenzgeschwindigkeit zur Eingriffsbestimmung" (d.h. ein Grenzwert zur Bestimmung des Eingriffs) nachdem der Verbrennungsmotor 2 durch den Motor 4 angetrieben ist.
  • Auch führt die Steuerung 22 die zusätzliche Funktion der Verringerung des durch den elektrischen Motor 4 erzeugten Drehmomentes (Motordrehmoment) durch, wenn die vom Anfang der Treibstoffzuführung an abgelaufene Zeit länger ist als eine vorbestimmte "Referenzzeit zur Bestimmung des Beginns der Drehmomentverringerung".
  • Weiterhin führt die Steuerung 22 die zusätzliche Funktion durch, anhand der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Eingangs- und Ausgangsrotationsgeschwindigkeiten des Drehmomentwandlers 6 zu bestimmen, ob die Reibungseingriffselemente des Drehmomentwandlers in Eingriff stehen.
  • Insbesondere beginnt bei der Automatikstopp/start-Steuerung für den Verbrennungsmotor, ohne die elektrische Pumpe zur Erzeugung des Öldrucks für die automatische Übertragung 8 während des Verbrennungsmotorstopps, die Treibstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor 2, nachdem bestimmt ist, anhand der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Eingangs- und Ausgangsrotationsgeschwindigkeiten des Drehmomentswandlers 6, ob die Reibungseingriffselemente der automatischen Übertragung 8 beim automatischen Neustart des Verbrennungsmotors in Eingriff stehen. Dann wird das durch den Motor 4 erzeugte Drehmoment verringert, nachdem die Treibstoffzuführung beginnt, und der Verbrennungsmotor 2 kann ein Drehmoment ausgeben.
  • Die Steuerung der Steuerung 22 wird im Folgenden mit Bezug auf 3 erklärt.
  • Als erstes berechnet ein Eingriffsbestimmungsvorgang "A" eine Geschwindigkeitsdifferenz und bestimmt den Eingriff. Genauer gesagt wird die Geschwindigkeitsdifferenz durch Abzug der Turbinengeschwindigkeit von der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit berechnet, wobei die Turbinengeschwindigkeit durch den Turbinendrehmomentsensor 28 an der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers 6 erfasst wird, und die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit durch den Verbrennungsmotorgeschwindigkeitssensor 26 an der Eingangsseite des Drehmomentwandlers 6 erfasst wird. Auch wird der Eingriff der Elemente durch Vergleich der berechneten Geschwindigkeitsdifferenz mit der vorbestimmten Referenzgeschwindigkeit zur Eingriffsbestimmung (siehe 4) bestimmt. Dann wird ein Vorgang "B" durchgeführt, um festzustellen, ob es dem Treibstoff erlaubt ist, der Einspritzung 20 zugeführt zu werden, gefolgt durch einen Einspritzantriebszeitberechnungsprozess.
  • Gemäß der Verbrennungsmotorgeschwindigkeitsausgabe vom Verbrennungsmotorgeschwindigkeitssensor 26 und einem Ausgabesignal von dem Treibstoffzufuhrerlaubnisbestimmungsvorgang "B" wird ein Motordrehmomentberechnungsprozess "C" durchgeführt, um einen Drehmomentrichtwert durch Benutzung einer Tabelle zur Berechnung von Motordrehmomenten, wie sie in 5 gezeigt ist, zu berechnen.
  • Der Betrieb der Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf ein Steuerungsflussdiagramm in 1 zur Benutzung bei der Automatikstopp/start-Steuerung für den Fahrzeugverbrennungsmotor beschrieben.
  • Wenn ein Programm für die Automatikstopp/start-Steuerung 22 beim Schritt 102 startet, beginnt diese, die Ausgangssignale von den verschiedenen Sensoren wie beispielsweise dem Verbrennungsmotorgeschwindigkeitssensor 26 und von den verschiedenen Schaltern wie beispielsweise dem Bremsschalter 32 beim Schritt 104 zu empfangen.
  • Durch Vergleich der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Eingangs- und Ausgangsrotationsgeschwindigkeiten des Drehmomentwandlers 6 (d.h., die durch Abziehen der Turbinengeschwindigkeit von der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit berechnete Rotationsgeschwindigkeitsdifferenz) mit der vorbestimmten Referenzgeschwindigkeit zur Eingriffsbestimmung, d.h., durch Benutzung der Gleichung "Verbrennungsmotorgeschwindigkeit – Turbinenrotationsgeschwindigkeit > die Referenzgeschwindigkeit für die Eingriffsbestimmung", wird beim Schritt 106 festgestellt, ob die Geschwindigkeitsdifferenz größer ist als die Referenzgeschwindigkeit zur Eingriffsbestimmung.
  • Wenn die Bestimmung beim Schritt 106 "JA" lautet, dann wird die Treibstoffzufuhr an die Einspritzung 20 erlaubt. Wenn die Bestimmung beim Schritt 106 "NEIN" lautet, dann wird die Treibstoffzufuhr an die Einspritzung 20 verhindert.
  • Nachdem es der Treibstoffzufuhr an die Einspritzung 20 erlaubt ist, beim Schritt 108 anzufangen, wird beim Schritt 112 festgestellt, ob die vom Anfang der Treibstoffzufuhr an abgelaufene Zeit länger ist als die Referenzzeit, um die Drehmomentsverringerung zu starten, d.h., ob die Referenzzeit, um die Drehmomentsverringerung zu starten (siehe 4) vom Beginn der Treibstoffzufuhr an abgelaufen ist. Wenn die Bestimmung beim Schritt 112 "JA" lautet, dann wird das Motordrehmoment beim Schritt 114 verringert (siehe 4) und das Programm geht beim Schritt 118 zu einem Rückkehrvorgang.
  • Wenn beim Schritt 110 die Treibstoffzufuhr an die Einspritzung 20 verhindert wird, oder wenn die Bestimmung beim Schritt 112 "NEIN" lautet, wird beim Schritt 116 das Motordrehmoment mit Bezug auf die Tabelle von 5 berechnet, und das Programm geht beim Schritt 118 zum Rückkehrvorgang.
  • Demnach wird beim Neustart des Verbrennungsmotors ohne Bedienung des Zündschlüssels der Verbrennungsmotor 2 mit Treibstoff ver sorgt, nachdem bestimmt ist, dass die Reibungseingriffselemente der automatischen Übertragung 8 im Eingriff stehen. Dies beseitigt die elektrische Pumpe zur Öldruckerzeugung zur Steuerung der automatischen Übertragung, was nicht nur den Schock beim Neustart des Verbrennungsmotors und den Treibstoffverbrauch verringert, sondern auch die Lebensdauer der automatischen Übertragung verbessert.
  • Auch führt das Steuermittel 22 die zusätzliche Funktion durch, welche das durch den elektrischen Motor 4 erzeugte Drehmoment (Motordrehmoment) verringert, wenn die vom Beginn der Treibstoffzufuhr an abgelaufene Zeit länger ist als die vorbestimmte Referenzzeit, um die Drehmomentsverringerung zu starten. Beim Neustart des Verbrennungsmotors erhöht dies das Verbrennungsmotordrehmoment in gleichmäßiger Weise, was bei der praktischen Anwendung vorteilhaft ist.
  • Weiterhin wird ohne einen zusätzlichen Sensor der Eingriff der Reibungseingriffselemente durch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Eingangs- und Ausgangsrotationsgeschwindigkeiten des Drehmomentwandlers 6 bestimmt. Dies hält das System einfach und vermeidet eine Kostensteigerung, was von einem wirtschaftlichen Standpunkt aus vorteilhaft ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnte Ausführungsform beschränkt, sondern ist für verschiedene Anwendungen und Variationen oder Änderungen anpassbar.
  • Bei der oben erwähnten Ausführungsform wird der Eingriff der Reibungseingriffselemente durch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit und der Turbinenrotationsgeschwindigkeit der automatischen Übertragung bestimmt. Jedoch kann auch ein anderer Faktor für diese Bestimmung benutzt werden. Das heißt, die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit kann anhand der elektrischen Leistung der Batterie eingeschätzt werden, so dass für den Faktor die elektrische Leistung der Batterie anstelle der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit benutzt werden kann.
  • Zusätzlich kann durch Betrachtung des Veränderungsprozentsatzes bei der Turbinenrotationsgeschwindigkeit nahe der Referenzgeschwindigkeit für die Eingriffsbestimmung die Genauigkeit der Bestimmung des Eingriffs verbessert werden.
  • Wie es also beschrieben wurde, stellt die vorliegende Erfindung eine Automatikstopp/start-Steuerung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor, einen elektrischen Motor zum Antrieb des Verbrennungsmotors und eine automatische Übertragung bereit. Die Automatikstopp/start-Steuerung erlaubt es dem Verbrennungsmotor, ohne Bedienung eines Zündschlüssels anzuhalten oder zu starten. Die Steuerung beginnt die Treibstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor nachdem der Verbrennungsmotor durch den elektrischen Motor gestartet ist, und wenn festgestellt ist, dass die Reibungseingriffselemente der automatischen Übertragung im Eingriff stehen, in einem Fall, bei dem der Verbrennungsmotor ohne Bedienung des Zündschlüssels gestartet ist. Sogar ohne eine elektrische Pumpe zur Öldruckerzeugung zur Steuerung der automatischen Übertragung verringert die vorliegende Erfindung den Treibstoffverbrauch und den Schock beim Neustarten des Verbrennungsmotors, und verbessert auch die Lebensdauer der automatischen Übertragung.
  • Auch wenn eine besondere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zu Veranschaulichungszwecken im Detail offenbart wurde, wird man anerkennen, dass Variationen oder Veränderungen der offenbarten Vorrichtung, umfassend die Umordnung von Bestandteilen, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen.

Claims (6)

  1. Automatikstopp/start-Steuerung für einen Fahrzeugverbrennungsmotor mit einem elektrischen Motor, um den Verbrennungsmotor anzutreiben und einer automatischen Übertragung, wobei die Automatikstopp/start-Steuerung es dem Verbrennungsmotor erlaubt, ohne Bedienung eines Zündschlüssels anzuhalten oder zu starten, mit: einer Steuerung, um die Treibstoffzufuhr an den Verbrennungsmotor zu starten, nachdem der Verbrennungsmotor durch den elektrischen Motor gestartet ist und wenn festgestellt ist, dass Reibungseingriffselemente der automatischen Übertragung in Eingriff stehen, in einem Fall, in dem der Verbrennungsmotor ohne Bedienung des Zündschlüssels gestartet ist.
  2. Automatikstopp/start-Steuerung für den Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Steuerung das durch den elektrischen Motor erzeugte Drehmoment verringert, wenn die vom Beginn der Treibstoffzufuhr an abgelaufene Zeit länger ist als eine vorbestimmte Zeit.
  3. Automatikstopp/start-Steuerung für den Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, wobei der elektrische Motor die Funktionen der Leistungserzeugung und der Unterstützung des Verbrennungsmotors zumindest dann durchführt, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist.
  4. Automatikstopp/start-Steuerung für den Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, wobei die automatische Übertragung eine Übertragung ist, die durch eine Öldrucksteuerung Gänge wechseln kann.
  5. Automatikstopp/start-Steuerung für den Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei der elektrische Motor die Funktionen der Leistungserzeugung und der Unterstützung des Verbrennungsmotors wenigstens dann durchführt, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist.
  6. Automatikstopp/start-Steuerung für den Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die automatische Übertragung eine Übertragung ist, welche durch eine Öldrucksteuerung Gänge wechseln kann.
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