CN113968221A - 用于运行机动车辆中的自动启停系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行在具有内燃机、手动操纵变速器和踏板操纵离合器的机动车辆中的自动启停系统的方法，其中内燃机在预确定条件下自动停止或重新启动。根据本发明，当自动启停系统在行驶期间自动停止内燃机并且满足用于重新启动的预确定条件时，确定哪些挡位可以接合而没有损坏变速器或其零件或其它车辆部件的风险；预测机动车辆的驾驶员当前是否尝试接合挡位以及接合哪个挡位，以及如果驾驶员当前尝试接合的挡位不是确定为合适的挡位之一，则警告驾驶员。

Description

用于运行机动车辆中的自动启停系统的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行在具有内燃机、手动操纵变速器和踏板操纵离合器的机动车辆中的自动启停系统的方法，其中内燃机在预确定条件下自动停止或重新启动，并且本发明还涉及一种具有根据独立权利要求的前序部分所述的自动启停系统的机动车辆。
背景技术
这种方法从DE 10 2013 219 108 A1中已知，其中还提到了即使在更高的速度下也可以停止或重新启动内燃机的可能性，例如直至12km/h的车速，以最大化停止内燃机的时间。
自动启停系统有两种变型，一种仅当变速器处于空挡位置(SIN；空挡停止)时能够实现内燃机的停止和重新启动，另一种在接合挡位时(SIG；挡位停止)能够实现内燃机的停止和重新启动。
第一种变型在车速接近0km/h时、在变速器处于空挡位置并且离合器踏板大部分处于释放位置(接近其行程的上端部)时能够实现关闭发动机。当驾驶员开始接合时，发动机重新启动。12V启动器足以重新启动。
申请人希望在其具有手动变速器的48V轻度混合动力(mHEV)车辆中引入所谓的“低速挡位停止”(LSSG)。这是具有手动变速器的车辆中的标准自动启停系统的改进方案。首先，发动机可以在稍高的直至25km/h的车速下关闭。其次，只要踩下离合器踏板并操纵制动器，就可以在仍接合挡位期间关闭发动机。发动机也可以在空挡时关闭。然而，只有踩下离合器并且变速器离开空挡位置(以任意顺序)时，才会进行从空挡重新启动。集成的48V传动带启动发电机(B-ISG)再次启动发动机。
为了能够在具有采用早期型号的电部件的车辆中实现LSSG功能，为此提供的12V系统必须能够由48V电池供电。由此采用早期型号的部件，例如动力转向即使发动机不运转也能工作。具有电制动助力器的型号还可以在发动机关闭时保持制动助力。但是动力转向和制动助力对于LSSG并不是一定必要的。
此类车辆的另一关键部件是48V-B-ISG。B-ISG比传统的12V启动器更快地启动发动机。这对于SIG(挡位停止)功能来说是必要的，因为驾驶员期望比(SIN；空挡停止)功能更早的推进力。这是因为电机重新启动的触发在SIG的情况下发生的时间晚于在SIN的情况下。
LSSG系统具有三个可选的车速阈值，在超过这些阈值的情况下可以关闭发动机：低(15km/h)、中(20km/h)和高(25km/h)。申请人还寻求所谓的HSSG(高速挡位停止)系统，其中这些阈值还要更高，例如以下列值的形式：低(15km/h)、中(50km/h)和高(最大车速)。两个系统的出厂默认设置都是低。为了激活HSSG，驾驶员必须进入到车辆的人机界面的菜单系统。
HSSG应该特别可用于具有动力转向和制动助力的mHEV车辆。当在动力转向、制动助力或12V系统的48V电源中出现故障，则不允许HSSG。
许多驾驶员不期望将HSSG与SIG结合使用。对此的原因是，驾驶员只能在将离合器和制动器踩到底的情况下让车辆被动滚动，以延长发动机关闭时间，这对其来说可能会很不舒服。驾驶员更有可能优选将HSSG与SIN结合。
所谓的空挡航行，即具有推力切断和断联传动系的被动滑行，比仅具有推力切断的传统滑行方法更进了一步。没有发动机阻力，这导致减少的车辆减速，其可以有助于节省燃料。
在也可以在具有手动操纵变速器的车辆中以更高的速度工作的无论是在空挡(SIN)中还是在接合挡位(SIG)的情况下可能甚至在任意车速下自动关闭发动机的自动启停系统中出现如下问题：在发动机自动关闭后，车速在“航行”期间可能会显着降低或增加。
如果在手动变速器上有相应的传感器(挡位空挡传感器(Gear Neutral Sensor)；GNS)，则可以向驾驶员指示空挡位置。
然而，如果驾驶员再次需要推进力，该驾驶员可能只是不知道其必须重新选择哪个挡位，并且当其想再次主动驾驶时，其可能换到了不适合当前车速的挡位中。如果驾驶员接合了不合适的挡位，或者甚至只是尝试接合该挡位，这可能会引起发动机或变速器上的磨损或损坏，并且还会干扰平稳行驶。也有可能车辆在重新启动时处于对于当前车速错误的挡位，这可能导致离合器和/或发动机损坏。
特别地，如果驾驶员尝试通过持续压下选挡器来接合对于车速来说太低的挡位，那么同步机构就会处于危险之中。在此期间，当试图加速其它变速器零件时，同步器环会损坏，但驾驶员通常无法识别损坏发生，除非根据限制了选挡杆(挡位选择杆)正常的全行程的锁定环施加的力。如果同步机构过度用旧，驾驶员在所有情况下将难以在不知道其原因的情况下接合受影响的挡位，这会导致保修索赔和顾客不满。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于运行自动启停系统的方法，该方法能够实现提高可能的直至起停运行的速度，特别是直至最大车速，而不会增加在运行中出现发动机、离合器、变速器或变速器零件上过度磨损或损坏的风险。
所述目的通过具有独立权利要求的特征的方法和机动车辆得以实现。
本发明的有利的改进方案在从属权利要求中说明。
根据本发明，当车辆在内燃机停止的情况下滚动并且满足重新启动的条件时，始终或至少确定可以接合哪些挡位而没有损坏变速器的风险。此外还进行预测机动车辆的驾驶员当前是否尝试接合挡位以及接合哪个挡位。如果驾驶员当前尝试接合的挡位不是确定为合适的挡位之一，则警告驾驶员。
该方法能够实现，自动启停系统可以在直至25km/h、直至50km/h或甚至直至车辆的最大速度的车速下工作。
众所周知，内燃机自动停止或重新启动的条件包括选挡杆、油门踏板和制动踏板的位置和位置变化的某些组合。对于SIN和SIG，它们可能不同。
可以根据所选挡位传感器的信号来预测所述机动车辆的驾驶员当前是否尝试接合挡位以及接合哪个挡位，所述所选挡位传感器具有用于检测挡位选择元件的所有可能位置的传感器。
从DE 10 2012 209 515 A1已知这样的传感器。这表明传感器可以提供有关预期换挡过程的有用信息，这应该能够实现车辆控制系统更快地响应驾驶员的要求。
除了将所选挡位传感器用于根据本发明的挡位预测之外，这当然也可以用于在滚动阶段通过合适的显示器使驾驶员保持跟新当前接合的挡位是否仍与当前车速匹配的状态，而无需操纵挡位杆，以便最小化不必要的警告。
在本发明的有利改进方案中，尝试接合挡位通过以下方式识别或也通过以下方式识别，并且警告的输出取决于以下方式：选挡杆位于某个换挡槽中并且在同步范围内不再运动或比正常时长更长时间地不再运动。
在本发明的有利改进方案中，考虑车辆在其上行驶的表面的当前上坡度或当前下坡度的估计来进行确定当前可以接合哪些挡位而没有损坏风险。
在本发明的可选的或附加的有利改进方案中，考虑由驾驶员预设定的代表其优选的驾驶风格的驾驶模式来进行确定当前可以接合哪些挡位而没有损坏风险。
也考虑上坡度/下坡度/驾驶模式的挡位推荐指示本身是已知的，例如从DE 102011 121 476 A1。
可以特别根据一个或多个查找表和/或根据上坡度/下坡度/驾驶模式的值来执行确定当前可以接合哪些挡位而没有损坏风险。
在具有内燃机、手动操纵变速器、踏板操纵离合器和在预确定条件下自动停止或重新启动内燃机的自动启停系统的机动车辆中，根据本发明自动启停系统设置为，在直至至少15km/h的车速下工作。此外，机动车辆具有所选挡位传感器并且设置为用于执行上述方法。
附图说明
以下是参考附图对实施例的描述。附图中：
图1示出了选挡杆的如通过选定挡位传感器获得的典型的停留位置图；
图2示出了在从第一挡到第二挡的换挡期间选挡杆位置和选挡杆速度在挡位选择方向上的时间曲线图；
图3示出了根据上坡度/下坡度的在第一挡中或在第二挡中的最小和最大速度的曲线图；以及
图4示出了取决于驾驶模式的不同最小和最大目标发动机转速的曲线图。
具体实施方式
所选挡位传感器(选定挡位传感器(Selected Gear Sensor)；SGS)是一种安装在变速器上的传感器，其能够实现在“H型滑槽”的X轴方向和Y轴方向上测量选挡杆的位置。这些位置不必直接测量，也不必在X-Y平面内测量，而是可以从两个独立传感器的PWM(脉冲宽度调制)信号转换而来，这些传感器检测变速器内选档元件的旋转位置和轴向位置。
通常，当挡位选择完成且选挡杆处于完全接合位置(1、2、3、4、5、6、R)时，使用获得的位置信息，以便确定选择了哪个挡位。然而，测量的连续X-Y性质也能够实现识别或预测驾驶员尝试选择的挡位，而该挡位尚未接合。
图1是一个典型的停留位置图，转换为换挡滑槽平面的该停留位置图示出了在正常行驶的特定时间段内借助两个单独的传感器获得的多个位置信号的停留位置。其中，横坐标代表选挡杆在换挡槽选择方向上的位置，而纵坐标代表选挡杆在任何挡位接合方向上的位置。
当驾驶员尝试在挡位之间换挡或从空挡到挡位中换挡时，选挡杆的位置遵循由机械特征和变速器性质确定的准确限定的矢量。这意味着可以在挡位接合尝试的非常早的阶段确定选挡杆正在操控哪个换挡槽，并且因此也可以确定哪个同步环将被加载。
对于给定的车速，可以连续计算在该速度下可以接合哪些挡位，而没有损坏发动机、飞轮、离合器、变速器或同步元件的风险。如果根据选挡杆的位置、速度和运动方向有驾驶员似乎即将选择不合适的挡位的迹象，则会向驾驶员显示警告，提示挡位对当前车速过高或过低。
警告可以视觉地(例如作为屏幕上的弹出消息)、听觉地(例如作为警告音或作为模仿可能摩擦齿轮发出的声响)或触觉地(例如作为设置有相应执行器的换挡手柄的振动)给出。由此，驾驶员可以非常直观地获悉，其应该选择其它的挡位，即使仅仅是根据换挡尝试和警告之间的时间关系。然而，以有利地方式，警告以短延迟输出给驾驶员。
警告可以限于驾驶员可能处于损坏同步机构的严重危险中的情况。在其是从第一挡到第二挡的换挡期间选挡杆位置和选挡杆速度在挡位选择方向上的时间曲线图的图2中，在选档杆位于某个换挡槽中并且在与同步机构的锁定环对应的区域中不再运动时，示出了X-Y位置信息或其随时间的变化。
因此，X-Y位置测量的连续性质能够实现识别尝试迫使选挡杆到不合适的挡位中。由此可以在选择不合适的挡位之前及时并适当地警告驾驶员，并且同时最小化不必要的警告。通过使用各种可校准阈值、滞后范围和计时器，可以实现适当的灵敏度平衡。
为了使警告更有选择性和有效性，可以在考虑车辆在其上行驶的表面的当前上坡度或当前下坡度的估计的情况下来执行确定当前可以接合哪些挡位而没有损坏风险。因为在上坡度或下坡度上，当前匹配的挡位可能比平坦道路上的小或大。
这例如可以根据可以基于图表创建的查找表来执行，如图3作为根据上坡度/下坡度和车速在第一挡中或在第二挡中的最小和最大车速的示例所示。
为了使警告对于驾驶员更加方便，可以可选地或附加地在考虑由驾驶员预设定的代表其优选的驾驶风格的驾驶模式的情况下来执行确定当前可以接合哪些挡位而没有损坏风险。最匹配的挡位会因驾驶风格而异，此外自动启停系统还会接收有关重新启动时应该提供多少推进力的信息。
这例如可以根据可以基于图表创建的查找表来执行，如图4作为根据驾驶模式的不同的最小和最大目标发动机转速的示例所示。
除了基于一个或多个查找表之外，还可以通过根据上坡度或下坡度或驾驶模式的值简单地增加/减少预定的发动机转速范围来进行确定当前可以接合哪些挡位而没有损坏风险。

Claims (8)

1.用于运行在具有内燃机、手动操纵变速器和踏板操纵离合器的机动车辆中的自动启停系统的方法，其中所述内燃机在预确定条件下自动停止或重新启动，
其特征在于，
当所述自动启停系统在行驶期间自动停止内燃机并满足用于重新启动的预确定条件时，执行以下步骤：
-确定哪些挡位当前适合接合而没有损坏所述变速器或其零件或其它车辆部件的风险；
-预测所述机动车辆的驾驶员当前是否尝试接合挡位以及接合哪个挡位，以及
-如果驾驶员当前尝试接合的挡位不是确定为合适的挡位之一，则警告所述驾驶员。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述方法是在直至25km/h、直至50km/h或直至车辆的最大速度的车速下执行的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
根据所选挡位传感器的信号来预测所述机动车辆的驾驶员当前是否尝试接合挡位以及接合哪个挡位，所述所选挡位传感器具有用于检测挡位选择元件的所有可能位置的传感器。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
尝试接合不合适的挡位通过以下方式识别或也通过以下方式识别，并且所述警告的输出取决于以下方式：选挡杆位于某个换挡槽中并且在同步范围内不再运动或比正常时长更长时间地不再运动。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
考虑所述车辆在其上行驶的表面的当前上坡度或当前下坡度的估计来执行确定当前适合接合哪些挡位而没有损坏风险。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
考虑由所述驾驶员预设定的代表其优选的驾驶风格的驾驶模式来执行确定当前适合接合哪些挡位而没有损坏风险。
7.根据权利要求5或6所述的方法，
其特征在于，
根据一个或多个查找表和/或根据上坡度/下坡度/驾驶模式的值来执行确定当前适合接合哪些挡位而没有损坏风险。
8.机动车辆，所述机动车辆具有内燃机、手动操纵变速器、踏板操纵离合器和自动启停系统，所述自动启停系统在预确定条件下自动停止或重新启动所述内燃机，
其特征在于，
所述自动启停系统设置为，在直至至少15km/h的车速下工作，所述机动车辆具有所选挡位传感器，并且所述机动车辆设置为用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
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