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Diese
Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge und insbesondere eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Ermitteln, ob ein hydraulisches Kupplungsbetätigungssystem
ein Leck aufweist.
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Für Fahrzeuge
mit Schaltgetriebe, die mit einer automatischen Stopp-Start-Steuerung des Motors
ausgestattet sind, welche oft als Micro-Hybrid-Fahrzeuge bezeichnet
werden, ist es wünschenswert,
die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu maximieren, indem, wann immer
dies möglich
ist, automatisches Abschalten und Neustarten des Motors verwendet
wird. Derzeit werden auf dem Markt bei Neutral abschaltende Systeme
(SIN, kurz vom engl. Stop-in-Neutral) verwendet, aber diese Systeme
maximieren die Kraftstoffwirtschaftlichkeit nicht, da viele Fahrer
in einem stehenden Fahrzeug mit eingelegtem Gang warten. Unter diesen
Bedingungen wird kein SIN-Abschalten ausgelöst, und eine Strategie zum
Abschalten bei eingelegtem Gang (SIG, kurz vom engl. Stop-in-Gear)
ist erforderlich.
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Zum
Verwenden einer SIG-Stopp-Start-Strategie ist es aber erforderlich
sicherzustellen, dass der Antriebsstrang ausgerückt ist, um zu verhindern,
dass sich Unfälle
ereignen oder dass es zu einer unerwünschten Fahrzeugbewegung kommt.
SIG-Stopps und -Starts würden
typischerweise ausgelöst
werden, wenn sowohl die Kupplung als auch das Bremspedal getreten
werden, möglicherweise
bei eingelegtem Gang. Um jedoch sicherzustellen, dass eine solche
Strategie sicher ist, darf die Stopp-Start-Logik bei Erhalt einer
vom Fahrer veranlassten Neustart-Forderung,
beispielsweise durch Loslassen des Bremspedals, nur dann in der
Lage sein, den Motor anzulassen, wenn der Antriebsstrang vollständig ausgerückt ist,
da dies verhindert, dass das Fahrzeug während des Anlassens ruckelt
oder sich bewegt. Wenn die Bedingungen für ein Abschalten des Motors
erfüllt
sind (z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit Null beträgt und die
Kupplungs- und das Bremspedale getreten sind), sollten die SIG-Bedingungen
ein Abschalten des Motors verhindern, wenn der Antriebsstrang nicht
vollständig
ausgerückt
ist, um sicherzustellen, dass der Motor neu gestartet werden kann.
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Wenn
die Stopp-Start-Strategie ferner durch das System ausgelöste Neustarts
zulässt,
beispielsweise, wenn die Batterie geladen werden muss oder eine
A/C-Forderung vorliegt,
dann sollte das Anlassen nur zugelassen werden, wenn der Antriebsstrang
ausgerückt
ist. Dies ist erforderlich, um während
eines durch das System ausgelösten
Anlassvorgangs das Auftreten einer unerwünschten Fahrzeugbewegung, die
sehr schwerwiegende Folgen haben könnte, zu verhindern. Deshalb
gibt es bei SIG-Abschalten und -Neustarts eine sicherheitskritische
Forderung, dass der Antriebsstrang ausgerückt sein muss.
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Aufgrund
der Komplexität
der Kupplung und des Kupplungsbetätigungssystems, die normalerweise ein
Kupplungspedal umfassen, das einen Hauptzylinder betätigt, der
hydraulisch mit einem Nehmerzylinder verbunden ist, der wiederum
verwendet wird, um die Kupplung auszurücken, ist es aber nicht einfach
sicherzustellen, dass die Kupplung ausgerückt ist, und Lecks in dem Kupplungsbetätigungssystem
können
dazu führen,
dass die Kupplung auf der Grundlage der Verschiebung des Hauptzylinders
als ausgerückt
betrachtet wird, während
die erwartete Verschiebung des Nehmerzylinders aufgrund des Fluidverlusts
nicht erfolgt ist und die Kupplung tatsächlich noch immer eingerückt ist.
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Eine
Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum Ermitteln des Vorliegens eines Lecks in einem hydraulischen
Kupplungsbetätigungssystem,
das in Echtzeit ausgeführt
werden kann, auf kostengünstige
Weise bereitzustellen.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln
des Vorliegens eines Lecks in einem hydraulischen Kupplungsbetätigungssystem
mit einem Hauptzylinder und einem Nehmerzylinder vorgesehen, wobei
das Verfahren das mit Druck beaufschlagen des hydraulischen Kupplungsbetätigungssystems,
das Messen der Stellung eines Kolbens des Hauptzylinders, das gleichzeitige
Messen der Stellung eines Kolbens des Nehmerzylinders, das Vergleichen
der beiden Stellungsmessungen und das Ermitteln, dass ein Leck vorliegt,
wenn die Stellung des Nehmerzylinderkolbens abweicht, während die
Stellung des Hauptzylinderkolbens gleich bleibt, umfasst.
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Das
Ermitteln, dass ein Leck vorliegt, wenn die Stellung des Nehmerzylinderkolbens
abweicht, während
die Stellung des Hauptzylinderkolbens gleich bleibt, kann weiterhin
das Messen des Gefälles
zwischen aufeinander folgenden Messungen der Stellung des Nehmerzylinderkolbens
und, wenn das Gefälle
nicht Null ist, das Verwenden desselben als Hinweis auf das Vorliegen
eines Lecks umfassen.
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Das
Verfahren kann weiterhin das Verwenden eines Gefällewerts von nicht Null als
Hinweis auf ein Leck umfassen, nur wenn der Wert des Gefälles größer als
ein vorbestimmter Wert ist.
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Das
Ermitteln, dass ein Leck vorliegt, wenn die Stellung des Nehmerzylinderkolbens
abweicht, während
die Stellung des Hauptzylinderkolbens gleich bleibt, kann ferner
das Dividieren einer Messung der Stellung des Nehmerzylinderkolbens
durch eine entsprechende Messung der Stellung des Hauptzylinderkolbens zum
Erzeugen eines Verhältnisses,
das Vergleichen aufeinander folgender Verhältnisse und das Verwenden eines
Abfalls des Verhältnisses
als Hinweis auf ein Leck umfassen.
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Das
Ermitteln, dass ein Leck vorliegt, wenn die Stellung des Nehmerzylinderkolbens
abweicht, während
die Stellung des Hauptzylinders gleich bleibt, kann ferner das Dividieren
einer Messung der Stellung des Hauptzylinderkolbens durch eine entsprechende
Messung der Stellung des Nehmerzylinderkolbens zum Erzeugen eines
Verhältnisses,
das Vergleichen aufeinander folgender Verhältnisse und das Verwenden eines Anstiegs
des Verhältnisses
als Hinweis auf ein Leck umfassen.
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Das
Verfahren kann ferner das Verwenden einer Veränderung des Verhältnisses
als Hinweis auf ein Leck umfassen, nur wenn die Veränderung
des Verhältnisses
größer als
ein vorbestimmter Betrag ist.
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Das
Verfahren kann ferner das Ermitteln aus aufeinander folgenden Messungen
der Stellung des Hauptzylinders, ob der Hauptzylinderkolben über einen
vorbestimmten Zeitraum stillsteht, und nur, wenn ermittelt wird,
dass der Hauptzylinderkolben über
den vorbestimmten Zeitraum stillsteht, das Vergleichen der Stellung
des Hauptzylinderkolbens mit der Stellung des Nehmerzylinderkolbens
umfassen.
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Das
Verfahren kann ferner das Vorsehen eines Hinweises an einen Nutzer
des hydraulischen Kupplungsbetätigungssystems,
dass ein Leck vorliegt, umfassen.
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Gemäß einer
zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Lecktesten
in Echtzeit eines hydraulischen Kupplungsbetätigungssystems mit einem Hauptzylinder
mit einem in dem Hauptzylinder durch ein mit dem Kupplungspedal
verbundenes Gestänge
beweglichen Hauptzylinderkolben, einem mit dem Hauptzylinder hydraulisch
verbundenen Nehmerzylinder und mit einem Nehmerzylinderkolben, der
durch von dem Hauptzylinder erzeugten hydraulischen Druck beweglich
ist und durch ein mechanisches Gestänge mit einem Betriebselement
einer Kupplung verbunden ist, vorgesehen, wobei die Vorrichtung
einen ersten Stellungssensor, der so angeordnet ist, dass er die
Stellung des Hauptzylinderkolbens misst, einen zweiten Stellungssensor,
der so angeordnet ist, dass er die Stellung des Nehmerzylinderkolbens
misst, und ein elektronisches Steuergerät umfasst, das so angeordnet
ist, dass es die Stellung des Hauptzylinderkolbens unter Verwenden
des ersten Stellungssensors misst, gleichzeitig unter Verwenden
des zweiten Stellungssensors die Stellung des Nehmerzylinderkolbens
misst, die beiden Stellungsmessungen vergleicht und ermittelt, dass
ein Leck vorliegt, wenn die Stellung des Nehmerzylinderkolbens abweicht,
während
die Stellung des Hauptzylinderkolbens gleich bleibt.
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Das
Ermitteln, dass ein Leck vorliegt, wenn die Stellung des Nehmerzylinderkolbens
abweicht, während
die Stellung des Hauptzylinderkolbens gleich bleibt, kann ferner
das Messen des Gefälles
zwischen aufeinander folgenden Messungen der Stellung des Nehmerzylinderkolbens
und, wenn das Gefälle
nicht Null ist, das Verwenden desselben als Hinweis auf das Vorliegen
eines Lecks umfassen.
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Das
elektronische Steuergerät
kann ferner so betrieben werden, dass es einen Gefällewert
von nicht Null nur als Hinweis auf ein Leck verwendet, wenn der
Wert des Gefälles
größer als
ein vorbestimmter Wert ist.
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Das
Ermitteln, dass ein Leck vorliegt, wenn die Stellung des Nehmerzylinderkolbens
abweicht, während
die Stellung des Hauptzylinderkolbens gleich bleibt, kann ferner
das Betreiben des elektronischen Steuergeräts zum Dividieren einer Messung
der Stellung des Nehmerzylinderkolbens durch eine entsprechende Messung
der Stellung des Hauptzylinders zum Erzeugen eines Verhältnisses,
das Vergleichen aufeinander folgender Verhältnisse und das Verwenden eines
Abfalls des Verhältnisses
als Hinweis auf ein Leck umfassen.
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Das
Ermitteln, dass ein Leck vorliegt, wenn die Stellung des Nehmerzylinderkolbens
abweicht, während
die Stellung des Hauptzylinderkolbens gleich bleibt, kann ferner
das Betreiben des elektronischen Steuergeräts zum Dividieren einer Messung
der Stellung des Hauptzylinderkolbens durch eine entsprechende Messung
der Stellung des Nehmerzylinders zum Erzeugen eines Verhältnisses,
das Vergleichen aufeinander folgender Verhältnisse und das Verwenden eines
Anstiegs des Verhältnisses
als Hinweis auf ein Leck umfassen.
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Das
elektronische Steuergerät
kann ferner so betrieben werden, dass es eine Veränderung
des Verhältnisses
nur als Hinweis auf ein Leck verwendet, wenn die Veränderung
des Verhältnisses
größer als
ein vorbestimmter Betrag ist.
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Das
elektronische Steuergerät
kann ferner so betrieben werden, dass es anhand aufeinanderfolgender
Messungen der Stellung des Hauptzylinders ermittelt, ob der Hauptzylinderkolben über einen
bestimmten Zeitraum stillsteht, und, nur wenn ermittelt wird, dass
der Hauptzylinderkolben über
den vorbestimmten Zeitraum stillsteht, die Stellung des Hauptzylinderkolbens
mit der Stellung des Nehmerzylinderkolbens vergleicht.
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Das
elektronische Steuergerät
kann ferner so betrieben werden, dass einem Nutzer des hydraulischen Kupplungsbetätigungssystems
einen Hinweis darauf gibt, dass ein Leck vorliegt.
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Die
Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezug auf die Begleitzeichnungen
beschrieben. Hierbei zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Micro-Hybrid-Kraftfahrzeugs mit einem
Stopp-Start-System;
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2 ein
schematisches Diagramm eines Kupplungssystems, das eine Kupplung
und ein Kupplungsbetätigungssystem
umfasst, welche in dem in 1 gezeigten
Micro-Hybrid-Fahrzeug verwendet werden;
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3 ein Übersichtsflussdiagramm,
das die zum Steuern des Betriebs eines Verbrennungsmotors, der einen
Teil des in 1 gezeigten Fahrzeugs bildet,
verwendeten Maßnahmen
zeigt;
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4 ein Übersichtsflussdiagramm,
das ein Verfahren zum Ermitteln, ob es sicher ist, die Stopp-Start-Steuerung
des Motors zu verwenden, zeigt;
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5 ein
Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Ermitteln, ob das hydraulische
Kupplungsbetätigungssystem
ein Leck aufweist und zum Anzeigen dieser Tatsache an einen Nutzer
des in 1 gezeigten Fahrzeugs zeigt;
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6A ein
Diagramm, das die Beziehung zwischen der Stellung des Hauptzylinderkolbens
Pmaster und der Zeit für einen Kupplungsbetätigungszyklus
zeigt;
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6B ein
Diagramm, das die Beziehung zwischen der Stellung des Nehmerzylinderkolbens
Pslave und der Zeit für den in 6A gezeigten
Kupplungsbetätigungszyklus
bei Nichtvorliegen von Lecks zeigt;
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6C ein
Diagramm, das die Beziehung zwischen der Stellung des Nehmerzylinderkolbens
Pslave und der Zeit für den in 6A gezeigten
Kupplungsbetätigungszyklus
bei Vorliegen eines Lecks zeigt;
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7A ein
Diagramm, das die Beziehung zwischen der Stellung des Nehmerzylinderkolbens
Pslave und der Stellung des Hauptzylinderkolbens
Pmaster bei Nichtvorliegen von Lecks zeigt;
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7B ein
Diagramm, das die Beziehung zwischen der Stellung des Nehmerzylinderkolbens
Pslave und der Stellung des Hauptzylinderkolbens
Pmaster bei Vorliegen eines Lecks zeigt;
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Unter
besonderem Bezug auf 1 und 2 ist ein
Kraftfahrzeug 5 mit einem Motor 10 gezeigt, der ein
Mehrgang-Schaltgetriebe 11 antreibt. Das Getriebe 11 ist
mit dem Motor 10 durch ein Kupplungssystem 50,
das von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs 5 mit Hilfe eines
Kupplungspedals 25 manuell eingerückt oder ausgerückt wird,
antreibend verbunden.
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Das
Getriebe 11 weist einen (nicht gezeigten) Schalthebel auf,
der zwischen mehreren Stellungen bewegbar ist, einschließlich mindestens
einer Stellung, in der ein einen Teil des Mehrganggetriebes bildender Gang
gewählt
ist, und einer neutralen Stellung, in der keine Gänge des
Mehrganggetriebes gewählt
sind. Wenn der Schalthebel zur neutralen Stellung bewegt wird, befindet
sich das Mehrganggetriebe 11, wie man sagt, in einem neutralen
Zustand, in dem kein Antrieb durch das Mehrganggetriebe übertragen
werden kann, und wenn der Schalthebel zu einer Stellung mit eingelegtem
Gang bewegt wird, befindet sich das Mehrganggetriebe 11,
wie man sagt, in einem Gangzustand, in dem Antrieb durch das Mehrganggetriebe übertragen werden
kann.
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Ein
Motoranlasser in Form eines integrierten Starter-Generators 13 ist
mit dem Motor 10 antreibend verbunden und ist in diesem
Fall durch einen biegsamen Antrieb in Form eines Antriebsriemens
oder einer Antriebskette 14 mit einer Kurbelwelle des Motors 10 verbunden.
Der Starter-Generator 13 ist mit einer Quelle elektrischer
Energie in Form einer Batterie 15 verbunden und wird zum
Starten des Motors 10 verwendet und durch den Starter-Generator
wieder aufgeladen, wenn er als elektrischer Generator arbeitet.
Es versteht sich, dass der Starter-Generator 13 durch einen
Anlassermotor zum Starten des Motors 10 ersetzt werden
könnte.
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Während des
Startens des Motors 10 treibt der Starter-Generator 13 die
Kurbelwelle des Motors 10 an, und zu anderen Zeiten wird
der Starter-Generator durch den Motor 10 angetrieben, um
elektrische Leistung zu erzeugen.
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Eine
vom Fahrer betätigbare
Ein-Aus-Vorrichtung in Form eines durch einen Schlüssel betätigbaren Zündschalters 17 wird
zum Steuern des Gesamtbetriebs des Motors 10 verwendet.
D. h. wenn der Motor 10 läuft, befindet sich der Zündschalter 17 in
einer „Ein”-Stellung
(Schlüssel-Ein),
und wenn sich der Zündschalter 17 in
einer „Aus”-Stellung
(Schlüssel-Aus)
befindet, kann der Motor 10 nicht laufen. Der Zündschalter 17 umfasst
auch eine dritte momentane Stellung, die zum manuellen Starten des
Motors 10 verwendet wird. Es versteht sich, dass andere
Vorrichtungen verwendet werden können,
um diese Funktionalität
zu bieten, und dass die Erfindung nicht auf die Verwendung eines
durch Schlüssel
betätigbaren
Zündschalters
beschränkt
ist.
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Ein
elektronisches Steuergerät 16 ist
verbunden mit: dem Starter-Generator 13, dem Motor 10,
einem Schalthebelsensor 12, der zum Überwachen dient, ob sich das
Getriebe 11 in Neutral befindet oder eingerückt ist,
einem Fahrgeschwindigkeitssensor 21, der zum Messen der
Umdrehungsgeschwindigkeit eines Laufrads 20 dient, einem
Bremspedalstellungssensor 24, der zum Überwachen der Stellung eines
Bremspedals 23 dient, einem Kupplungshauptzylinderstellungssensor 53,
der zum Überwachen
der Stellung eines Hauptzylinderkolbens 53 und indirekt
der Stellung des Kupplungspedals 25 dient, mit dem der
Hauptzylinderkolben mechanisch verbunden ist, einem Kupplungsnehmerzylinderstellungssensor 53,
der zum Überwachen
der Stellung des Nehmerzylinderkolbens 62 dient, und einem
Drosselklappen-Stellungssensor 19, der zum Überwachen
der Stellung eines Gaspedals 18 dient.
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Die
Stellung der Haupt- und Nehmerzylinderkolben 52 und 62 kann
von den Sensoren 53, 63 unter Verwendung einer
beliebigen Anzahl von Stellungserfassungstechnologien, wie zum Beispiel
und ohne Einschränkung
PLCD und Hall-Effekt, gemessen werden.
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Das
Gaspedal 18 liefert eine Fahrereingabe der erforderlichen
Leistungsabgabe des Motors 10. Wenn das Gaspedal 18 aus
einer Ruhestellung herausbewegt wird, befindet es sich, wie man
sagt, in einer getretenen Stellung oder in einem getretenen Zustand.
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Es
versteht sich, dass der Begriff Schalthebelsensor nicht auf einen
Sensor beschränkt
ist, der die Stellung des Schalthebels überwacht, sondern vielmehr
jede Vorrichtung ist, die eine Rückmeldung
liefern kann, ob das Getriebe 11 eingerückt ist oder sich in Neutral
befindet.
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Analog
ist der Begriff Bremspedalsensor nicht auf einen Sensor beschränkt, der
die Stellung des Bremspedals überwacht,
sondern ist vielmehr jede Vorrichtung, die eine Rückmeldung
liefert, ob ein Bediener des Kraftfahrzeugs 5 Druck auf
das Bremspedal 23 ausgeübt
hat, um die Bremsen des Kraftfahrzeugs 5 zu betätigen. Der
Bremspedalsensor könnte
zum Beispiel den Druck des Fluids in einer oder in mehreren Bremsleitungen überwachen.
Wenn das Bremspedal 23 genügend getreten wurde, um die
Bremsen zu betätigen, befindet
es sich, wie man sagt, in einem getretenen Zustand oder in einer
getretenen Stellung Unter Bezug nun insbesondere auf 2 ist
zu ersehen, dass das Kupplungssystem 50 eine Kupplung 2 und
ein hydraulisches Betätigungssystem,
das die Kupplung 2 mit dem Kupplungspedal 25 verbindet,
umfasst. Das hydraulische Betätigungssystem
umfasst ein mechanisches Gestänge,
das das Kupplungspedal 25 mit dem Hauptzylinderkolben 52 eines
Hauptzylinders 51 verbindet, eine hydraulische Verbindung
oder Leitung 55, die eine Ausgabe von dem Hauptzylinder 51 mit
einem Ende eines Nehmerzylinders 61 verbindet, in dem der
Nehmerzylinderkolben 62 gleitend eingebaut ist, und ein
mechanisches Gestänge 65 von
dem Nehmerzylinderkolben 62 zu einem Ausrücklager 6,
das verwendet wird, um die Kupplung 2 selektiv ein- und
auszurücken.
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Es
versteht sich, dass eine Verschiebung des Kupplungspedals in die
Richtung des Pfeils ‚Kupplungspedalweg’ in 2 entsprechende
Verschiebungen Dmaster und Dslave des
Haupt- und des Nehmerkolben 52 und 62 in eine
die Kupplung ausrückende
Richtung erzeugt.
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Die
Kupplung 2 ist in diesem Fall eine kuppelnde/auskuppelnde
Reibungskupplung und umfasst eine Abdeckung und Federanordnung 3,
eine Druckplatte 4 und eine Kupplungsscheibe 7,
die zwischen der Druckscheibe 4 und einem Schwungrad 8,
das an einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle des Motors angebracht
ist, gesetzt ist. Die Kupplung 2 ist von herkömmlicher
Bauweise und wird nicht ausführlich
beschrieben, es ist zu diesem Zeitpunkt lediglich erforderlich zu
wissen, dass eine Bewegung des Ausrücklagers 6 in die
Richtung des Pfeils Dclutch durch den Nehmerzylinderkolben 62 eine
Bewegung in eine die Kupplung ausrückende Richtung ist und die
entgegengesetzte Bewegung eine Bewegung in eine die Kupplung einrückende Richtung
ist. Irgendwann während
des Bewegungsbereichs des Ausrücklagers 6 verändert sich
der Zustand der Kupplung 2 von einem ausgerückten Zustand,
in dem im Wesentlichen kein Drehmoment mittels der Kupplung von
dem Motor 10 an das Getriebe 11 übertragen
werden kann, zu einem eingerückten
Zustand, in dem ein signifikantes Drehmoment übertragen werden kann. Diese
Stellung der Kupplungseinrückung
wird oft als der Schleifpunkt bezeichnet. Der Wert des Drehmoments
ist abhängig
von vielen Faktoren, einschließlich
dem mechanischen Verhältnis
zwischen dem Motor 10 und den (nicht gezeigten) Antriebsrädern, der
Reibung in dem Antriebsstrang, der Reibung zwischen den Laufrädern und
der Straße,
von Fahrzeug zu Fahrzeug unterschiedlich, aber allgemein gesagt
ist es ein Drehmoment, das bei Anlegen einen Ruck erzeugt, der von
einem Fahrer des Kraftfahrzeugs bemerkt werden kann.
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Das
elektronische Steuergerät 16 empfängt mehrere
Signale von dem Motor 10, darunter ein Signal, das die
Drehzahl des Motors 10 von einem (nicht dargestellten)
Drehzahlsensor anzeigt, und sendet Signale zu dem Motor, die zum
Steuern des Abschaltens und Anlassens des Motors 10 verwendet
werden. In diesem Fall ist der Motor 10 ein fremdgezündeter Motor 10 und
die von dem elektronischen Steuergerät 16 gesendeten Signale
werden zum Steuern eines (nicht dargestellten) Kraftstoffzufuhrsystems
für den
Motor 10 und einer (nicht dargestellten) Zündanlage
für den
Motor 10 verwendet. Wäre
der Motor 10 ein Dieselmotor, dann würde nur die Kraftstoffzufuhr
zu dem Motor gesteuert werden. Das elektronische Steuergerät 16 kann
verschiedene Komponenten umfassen, darunter einen Hauptrechner,
Speichervorrichtungen, Zeitgeber und Signal verarbeitende Vorrichtungen,
zum Umwandeln der Signale von den mit dem elektronischen Steuergerät 16 verbundenen
Sensoren in Daten, die von dem elektronischen Steuergerät 16 zum
Steuern des Betriebs und insbesondere des automatischen Abstellens
und Startens des Motors 10 verwendet werden. Es versteht
sich auch, dass das elektronische Steuergerät 16 aus mehreren
einzelnen elektronischen Steuereinheiten gebildet sein kann, die
miteinander kommunizieren, um die erforderliche Funktionalität zu erreichen.
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Während des
normalen Motorlaufs ist das elektronische Steuergerät 16 betreibbar,
um den dem Motor 10 zugeführten Kraftstoff zu regeln
und die Zündanlage
so einzustellen, dass dem Motor 10 von den Zündkerzen
zum richtigen Zeitpunkt Zündfunken
geliefert werden, um das gewünschte
Motordrehmoment zu erzeugen.
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Die
elektronische Steuergerät 16 steuert
den Betrieb des Motors 10, der in zwei Betriebsarten betreibbar
ist, einer ersten oder Stopp-Start-Lauf-Betriebsart und einer zweiten
oder manuellen Betriebsart.
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Der
zur Ermittlung, ob der Motor 10 in der zweiten Betriebsart
oder in der ersten Betriebsart betrieben wird, dienende primäre Faktor
ist, ob sich das Kraftfahrzeug 5 bewegt. Wenn sich das
Kraftfahrzeug 5 bewegt, wird der Motor in der zweiten Betriebsart
betrieben und der Motor 10 wird ständig laufen gelassen, und wenn das
Kraftfahrzeug 5 sich nicht bewegt, wird der Motor 10 in
der ersten Betriebsart betrieben, in der ein automatischer Stopp-Start-Betrieb
des Motors erfolgt, vorausgesetzt, dass andere nachstehend beschriebene
Faktoren anzeigen, dass der Stopp-Start-Betrieb möglich ist.
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In
der ersten bzw. der Stopp-Start-Betriebsart wird der Motor 10 von
dem elektronischen Steuergerät 16 ohne
Eingreifen des Fahrers gezielt abgestellt und gestartet, wenn eine
oder mehrere vorbestimmte Abstell- und Start-Bedingungen des Motors
vorliegen. Diese Abstell- und Start-Bedingungen beruhen auf den
durch das elektronische Steuergerät 16 von dem Drosselsensor 19,
dem Bremssensor 24, dem Kupplungssystem 50 und
dem Schalthebelsensor 12 empfangenen Signalen. Die Stellung
oder der Zustand der Kupplung 2, des Gaspedals 18,
des Bremspedals 23 und des Getriebes 11 sind allesamt
verschiedene Kraftfahrzeugvariablen, die zum Steuern des Betriebs
des Motors 10 verwendet werden.
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Wenn
der Motor 10 in der zweiten Betriebsart arbeitet, läuft er ständig, solange
der Zündschalter 17 in der ‚Ein’-Stellung
bleibt, und der Motor 10 wird durch manuellen Betrieb des
Zündschalters 17 gestoppt
und gestartet.
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Zwar
wird die Messung der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit vorstehend unter
Bezug auf die Verwendung eines Laufradsensors 21 beschrieben,
da solche Sensoren als Teil eines Antiblockiersystems bereits häufig an einem
Kraftfahrzeug vorhanden sind, doch versteht sich, dass andere geeignete
Mittel verwendet werden können,
um die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 5 zu ermitteln,
beispielsweise ein Sensor, der die Drehgeschwindigkeit einer Ausgangswelle
des Getriebes 11 misst.
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Unter
Bezug nun auf 3 ist ein Übersichts-Flussdiagramm der
Methodik gezeigt, die zum Ermitteln, ob Stopp-Start bzw. die erste
Betriebsart möglich
ist, verwendet wird.
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Das
Verfahren setzt bei Schritt 30 ein, wo sich der Zündschlüssel 17 in
der „Aus”-Stellung befindet, und
bleibt in diesem Zustand, bis der Zündschlüssel 17 bei Schritt 31 in
die „Ein”-Stellung
bewegt wird, was den Motor 10 bei Schritt 32 startet.
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Dann
wird bei Schritt 33 ermittelt, ob die Bedingungen für Stopp-Start
erfüllt
sind. Eine dieser Bedingungen wird wahrscheinlich sein, ob das Fahrzeug 5 sich über einer
vorbestimmten Geschwindigkeit bewegt, und umfasst, soweit es diese
Erfindung betrifft, auch den Einrückzustand der Kupplung 2.
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Lässt man
alle anderen Bedingungen, die ggf. erfüllt werden müssen, außer acht,
wenn der Zustand der Kupplung 2 als „ausgerückt” ermittelt wird, dann sind
die Bedingungen für
SIG-Stopp-Start-Betrieb erfüllt und
das Verfahren rückt
zu Schritt 35 vor, wo die erste Betriebsart ausgewählt wird,
wenn aber der Zustand der Kupplung 2 als „eingerückt" ermittelt wird,
dann sind die Bedingungen für
den Stopp-Start-Betrieb nicht erfüllt und das Verfahren rückt zu Schritt 34 vor,
wo die zweite oder normale Betriebsart ausgewählt wird.
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Nach
den Schritten 34 und 35 rückt das Verfahren zu Schritt 36 vor,
um zu ermitteln, ob sich der Zündschlüssel 17 immer
noch in der „Ein”-Stellung
befindet. Wenn der Schlüssel
noch immer „Ein" ist, dann kehrt das
Verfahren zu Schritt 33 zurück, wenn aber ermittelt wird,
dass sich der Zündschlüssel in
der „Aus”-Stellung befindet,
endet das Verfahren bei Schritt 37.
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Unter
Bezug nun auf 4 ist ein Übersichts-Flussdiagramm eines
Verfahrens zum Ermitteln, ob es sicher ist, eine Stopp-Start-Steuerung
des Motors 10 zu verwenden, gezeigt.
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Das
Verfahren setzt bei Schritt 31 ein, wenn der Zündschlüssel zu
einer „Ein”-Stellung bewegt wird, dann
wird bei Schritt 100 ermittelt, ob die Ausgabe des hydraulischen
Betätigungssystems
und insbesondere des Nehmerzylinderstellungssensors 63 zuverlässig ist.
Die zum Erreichen einer Ausgabe von diesem Schritt erforderlichen
Schritte sind nachstehend unter Bezug auf 5 gezeigt
und beschrieben, aber es genügt
zu sagen, dass bei Vorliegen eines Lecks der Test bei 100 nicht
bestanden wird und das Verfahren zu Schritt 300 vorrückt, wo
ein Flag auf Null (0) gesetzt wird, wohingegen bei Bestehen des
Tests 100 das Verfahren zu Schritt 200 vorrückt, wo
das Flag auf eins (1) gesetzt wird.
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Nach
den Schritten 200 und 300 rückt das Verfahren dann zu Schritt 400 vor,
wo der Zustand des Flags bei Schritt 33 in 3 als
ein Hinweis, ob die erste oder zweite Betriebsart ausgewählt werden
muss, an das Stopp-Start-Steuersystem übermittelt wird.
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In
dem gezeigten Beispiel bewirkt das Setzen eines Flags von Null immer,
dass das Stopp-Start-System die zweite Betriebsart auswählt, und
ein Setzen eines Flags von Eins bewirkt, dass die erste Betriebsart ausgewählt wird,
vorausgesetzt, dass auch andere für diese Betriebsart erforderliche
Tests bestanden wurden. Es versteht sich, dass die entgegengesetzte
Flaglogik verwendet werden könnte
und dass andere Mittel zum Übermitteln
dieser Ausgaben verwendet werden könnten.
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Dann
rückt das
Verfahren zu Schritt 500 vor, wo ermittelt wird, ob sich
der Zündschlüssel 17 immer noch
in der „Ein”-Stellung
befindet, und wenn dies der Fall ist, kehrt das Verfahren zu Schritt 100 zurück, andernfalls
endet das Verfahren bei 600.
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Unter
Bezug nun auf 5 ist ein Verfahren zum Ermitteln,
ob das hydraulische Betätigungssystem ein
Leck aufweist, gezeigt.
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Das
Verfahren beginnt bei Schritt 105, wo die Stellung des
Hauptzylinderkolbens 52 mit Hilfe des Hauptzylinderstellungssensors 53 gemessen
wird, und dann wird bei Schritt 110 die Stellung des Nehmerzylinderkolbens 62 unter
Verwendung des Nehmerzylinderstellungssensors 63 gemessen.
Es versteht sich, dass diese Schritte in der Praxis gleichzeitig
auf synchrone Weise erfolgen.
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Das
elektronische Steuergerät 16 vergleicht
dann die Ausgaben von dem Hauptzylinder- und Nehmerzylinderstellungssensor 53, 63,
und dies erfolgt vorzugsweise, wenn die Kupplung 2 vollständig ausgerückt ist, da
während
dieses Ereignisses in dem hydraulischen Betätigungssystem der maximale
Hydraulikdruck vorliegt und Lecks so leichter zu finden sind.
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Unter
Bezug nun auf 6A ist eine idealisierte Darstellung
der Stellung des Hauptzylinderkolbens 52 während eines
Kupplungsbetätigungszyklus
gezeigt. Der Zyklus beginnt bei T0, wobei
die Kupplung vollständig
eingerückt
ist und sich der Hauptzylinderkolben 52 somit in seiner
Null-Stellung befindet. Wenn das Kupplungspedal 25 getreten
wird, wird der Hauptzylinderkolben 52 bewegt, bis bei Zeit
T1 der Hauptzylinderkolben 52 seine
vollständig
ausgerückte
Stellung erreicht. Während
des Zeitraums von Zeit T1 bis T2 bleibt
das Kupplungspedal 25 vollständig getreten, wie dies beim
Warten an einer Ampel der Fall sein kann, und so kommt es zu keiner
Veränderung
der Stellung des Hauptzylinderkolbens 52. Dann wird die
Kupplung 2 nach Zeit T2 durch ein
Loslassen des Kupplungspedals 25 allmählich wieder eingerückt, bis
die Kupplung 2 bei Zeit T3 abermals
vollständig
eingerückt
ist.
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Während des
bei T1 beginnenden und bei T2 endenden
Zeitraums liegt in dem hydraulischen Betätigungssystem der maximale
Hydraulikdruck vor, und die Ausgabe von dem Hauptzylinderstellungssensor 53 bleibt
im Wesentlichen konstant, und somit wird dieser Zeitraum idealerweise
dazu verwendet zu ermitteln, ob ein Leck vorliegt. Um dies zu verwirklichen,
verwendet das elektronische Steuergerät 16, wenn das Gefälle der Ausgabe
von dem Hauptzylinderstellungssensor 53 Null ist, dieses
als Hinweis, dass Lecktesten erfolgen kann.
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Das
heißt,
das elektronische Steuergerät 16 ist
betreibbar, um aus aufeinander folgenden Messungen der Stellung
des Hauptzylinders zu ermitteln, ob der Hauptzylinderkolben 52 über einen
vorbestimmten Zeitraum stillsteht, und, nur wenn ermittelt wird,
dass der Hauptzylinderkolben 52 über den vorbestimmten Zeitraum
stillsteht, die Stellung des Hauptzylinderkolbens mit der Stellung
des Nehmerzylinderkolbens zu vergleichen.
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Unter
vorübergehendem
Rückbezug
auf 5 rückt
das Verfahren nach Schritt 115 zu Schritt 120 vor, wo
ermittelt wird, ob ein Leck vorliegt. Unter Rückbezug nun auf 6B und 6C sind
idealisierte Ausgaben von dem Nehmerzylinderstellungssensor 63 für die in 6A gezeigte
Kupplungsbetätigung
gezeigt.
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In 6B liegt
kein Leck vor, und somit bleibt die Ausgabe von dem Nehmerzylinderstellungssensor 63 in
dem Zeitraum von T1 bis T2 im
Wesentlichen konstant, d. h. das Gefälle der Ausgabe von dem Nehmerzylinderstellungssensor 63 ist
im Wesentlichen Null.
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Hingegen
ist in 6C eine idealisierte Darstellung
der Ausgabe des Nehmerzylinderstellungssensors 63 gezeigt,
wenn in dem hydraulischen Betätigungssystem
ein Leck vorliegt. Es versteht sich, dass die Darstellung lediglich
zur Erläuterung
vorgesehen ist und dass es unwahrscheinlich ist, dass in der Praxis
ein so großes
Leck vorliegt.
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Bei
Betrachtung des in 6C bei T1 beginnenden
und bei T2 endenden Zeitraums erkennt man,
dass die Ausgabe des Nehmerzylinderstellungssensors 63 nicht
konstant ist, sondern aufgrund des Vorliegens des Lecks fällt, was
den Druck in dem hydraulischen Betätigungssystem sinken lässt, wodurch
ermöglicht
wird, dass der Nehmerzylinderkolben 62 durch die Federkraft
der Kupplung 2 zurückgedrückt wird.
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Deshalb
kann, wenn das elektronische Steuergerät 16 betreibbar ist,
um das Gefälle
der Ausgabe von dem Nehmerzylinderstellungssensor 63 während des
Zeitraums T1 bis T2 oder
eines Teils dieses Zeitraums zu messen, ein negatives Gefälle dann
als Hinweis auf ein Leck verwendet werden.
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Das
heißt,
das elektronische Steuergerät 16 kann
so betrieben werden, dass es das Gefälle zwischen aufeinander folgenden
Messungen der Stellung des Nehmerzylinderkolbens misst und, wenn
das Gefälle
nicht Null beträgt,
diesen als Hinweis auf das Vorliegen eines Lecks nutzt.
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Es
versteht sich, dass es zum Vermeiden fehlerhafter Ergebnisse in
der Praxis bevorzugt sein kann, für diese Ermittlung ein Toleranzband
zu verwenden, das zum Beispiel nur ein Leck anzeigt, wenn das Gefälle größer als
ein vorbestimmter Wert ist.
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Als
Alternative zu diesem Ansatz kann das elektronische Steuergerät 16 so
betrieben werden, dass es die Ausgaben von dem Hauptzylinder- und
Nehmerzylinderstellungssensor 53 und 63 vergleicht,
indem es die eine durch die andere dividiert, um ein Verhältnis R
zu erhalten.
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7a zeigt
die Ausgabe eines solchen Verhältnisses
für den
Zeitraum T1 bis T2 in 6A,
wenn kein Leck vorliegt, und 7B zeigt
die Ausgabe des Verhältnisses,
wenn ein Leck vorliegt.
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In
dem gezeigten Beispiel wird die Stellung des Nehmerzylinderkolbens
P
slave durch die Stellung des Hauptzylinderkolbens
P
master dividiert, und so ist eine Verringerung
des Verhältnisses
gleich einem Leck, und durch wiederholtes Durchführen des Tests: –
kann eine
Ermittlung, ob ein Leck vorliegt, einfach erhalten werden.
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Bei
dem umgekehrten Verhältnis,
d. h. P
master dividiert durch P
slave,
würde ein
ansteigender Wert auf ein Leck hinweisen, und deshalb könnte der
Test: –
als Ermittlung
verwendet werden, ob ein Leck vorliegt.
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Es
versteht sich, dass das elektronische Steuergerät 16 so betrieben
werden kann, dass eine Veränderung
des Verhältnisses
als Hinweis auf ein Leck verwendet wird, nur wenn die Veränderung
des Verhältnisses
größer als
ein vorbestimmter Betrag ist, um zu verhindern, dass aufgrund kleinerer,
beispielsweise durch Vibration verursachter Störungen, fehlerhafte Ermittlungen
erzeugt werden.
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Unter
Rückbezug
nun auf 5 rückt das Verfahren, wenn bei
Schritt 120 wie vorstehend beschrieben ein Leck festgestellt
wurde, zu Schritt 140 vor, wo einem Nutzer des Fahrzeugs 5 eine
Warnung durch zum Beispiel eine alphanumerische Anzeige, eine hörbare Warnvorrichtung
oder eine Warnleuchte gegeben wird, ohne hierauf beschränkt zu sein,
und ein Fehlercode in eine Wartungsdatenbank eingeloggt wird.
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Das
Verfahren kehrt dann bei Schritt 150 zu dem in 4 gezeigten
Schritt 300 des Hauptverfahrens zurück.
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Wenn
jedoch bei Schritt 120 kein Leck gefunden wird, rückt das
Verfahren über
Schritt 130 zu Schritt 200 des in 4 gezeigten
Verfahrens vor.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend beschriebenen Verfahren zum Ermitteln
des Vorliegens eines Lecks als Beispiel vorgesehen sind und dass
auch andere Verfahren zum Ermitteln des Vorliegens eines Lecks unter
Verwendung von zwei Stellungssensoren durch Messen der relativen
Stellungen der Hauptzylinder- und Nehmerzylinderkolben 52 und 62 und
Vergleichen der Ausgaben verwendet werden können.
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Es
versteht sich auch, dass das hierin offenbarte Verfahren für jede beliebige
hydraulisch betätigte Kupplung
verwendet werden kann und nicht auf die Verwendung mit einem Stopp-Start-System
beschränkt
ist, aber in einer solchen Verwendung aufgrund der Notwendigkeit
einer Beurteilung der Systemintegrität in Echtzeit aus Sicherheitsgründen besonders
vorteilhaft ist.
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Die
vorstehend beschriebenen Verfahren sind veranschaulichende Beispiele,
und die Schritte darin können
bei Bedarf abhängig
von der Anwendung nacheinander, synchron, gleichzeitig oder in anderer
Reihenfolge durchgeführt
werden.
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Dem
Fachmann wird klar sein, dass, obwohl die Erfindung beispielhaft
unter Bezug auf eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben wurde,
sie nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist und
dass eine oder mehrere Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen
oder alternative Ausführungsformen
konzipiert werden könnten,
ohne vom Schutzumfang der Erfindung, der in den beigefügten Ansprüchen dargelegt
ist, abzuweichen.