-
Hintergrund
-
1. Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren für automatisches Abschalten und Neustarten eines Verbrennungsmotors, um Fahrzeuganfahrverhalten zu verbessern.
-
2. Stand der Technik
-
Ein Motor mit unterstütztem Direktstart (ADS, kurz vom engl. Assisted Direct Start) kann eine Anzahl von Faktoren nutzen, um zu ermitteln, wann der Motor abzuschalten und neu zu starten ist, um das Ziel des Verringerns von Kraftstoffverbrauch und Emissionen zu erreichen, während das Fahrzeug steht. Typischerweise wird der Motor abgeschaltet, wenn die Radgeschwindigkeit null ist und das Bremspedal getreten ist (bei Automatikgetrieben) oder sich das Getriebe in Leerlaufstellung befindet und das Kupplungspedal getreten ist (bei Handschaltgetrieben). Andere Erwägungen können die Motorkühlmitteltemperatur, den Batterieladezustand, den Kraftstoffverteilerrohrdruck, A/C-Betrieb und sonstiges umfassen, die verwendet werden können, um ein Abschalten des Motors zu verhindern und/oder einen Motorneustart auszulösen. Physikalische Begrenzungen des ADS-Systems, die mit Trägheit von Motor/Getriebe, Anlasserauslegung, Verbrennungssteuerungsgrenzwerten etc. in Verbindung stehen, können ebenfalls der zum Abschalten und Neustarten des Motors erforderlichen Zeit Beschränkungen auferlegen. Diese Zeit kann sich auf das Anfahrverhalten des Fahrzeugs nach einem Motorabschalten negativ auswirken, insbesondere bei Fahrzeugen mit einem Automatikgetriebe. Somit ist es in manchen Fällen wünschenswert, ein Abschalten des Motors zu vermeiden oder den Motor in Erwartung eines Fahrzeuganfahrens neu zu starten, um das Anfahrverhalten zu verbessern.
-
Strategien des Stands der Technik können den Motor neu starten, wenn das Gaspedal getreten wird, doch können die Verzögerung des Motorstarts und das sich ergebende Anfahrverhalten bei verschiedenen Situationen unannehmbar sein. Komplexere Systeme umfassen die Verwendung einer auf dem Fahrzeug montierten Kamera, um Änderungen von Verkehrsignalen zu detektieren, oder einen drahtlosen Empfänger, der ein Signal von einer intelligenten Verkehrssteuerungsvorrichtung empfängt, um zu ermitteln, wann der Motor neu gestartet werden soll.
-
Zusammenfassung
-
Ein System und Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors umfassen das Vorhersehen eines Fahrzeuganfahrens als Reaktion auf Fahrzeugposition zu einem Verkehrsfluss und das Steuern von automatischem Neustart und Abschalten als Reaktion auf ein vorhergesehenes Fahrzeuganfahren, um ein automatisches Motorabschalten zu verhindern oder ein automatisches Motorneustarten auszulösen.
-
In einer Ausführungsform umfasst das System einen Detektor, der Abstand zu einem oder mehreren umgebenden Fahrzeugen detektiert, um Fahrzeugposition zu dem Verkehrsfluss festzustellen. Der Detektor kann eine Kamera oder einen gerichteten Energiestrahl umfassen, beispielsweise einen Radar- oder Laser-Empfänger/Sender. Die Fahrzeugposition zu dem Verkehrsfluss kann auch unter Verwenden eines globalen Positionsbestimmungssystems oder eines ähnlichen Systems ermittelt werden, um Fahrzeugposition zu einer Kreuzung oder einem anderen Verkehrsfluss zu ermitteln. Systeme und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung können auch das Detektieren von Bewegung eines vorderen Fahrzeugs, um einen Motorneustart auszulösen, während das Bremspedal getreten ist, und/oder das Detektieren von Bewegung vorbeifahrender Fahrzeuge, um ein Motorabschalten zu verhindern, beispielsweise wenn der Fahrer auf eine Lücke wartet, um sich in den Verkehrsfluss einzufädeln, umfassen.
-
Verschiedene Ausführungsformen umfassen das Ermitteln von Fahrzeugposition und Verkehrsposition unter Verwenden von GPS-Koordinaten und/oder Radar- oder Laser-Empfängern/Sendern. Ein automatischer Neustart kann zum Beispiel als Reaktion auf eine Bewegung eines vorderen Fahrzeugs weg von dem Fahrzeug oder als Reaktion auf ein Signal von einer Verkehrssteuerungsvorrichtung ausgelöst werden. Ein automatisches Abschalten kann zum Beispiel als Reaktion auf Bewegung eines vorderen Fahrzeugs im kreuzenden Verkehr, als Reaktion auf einen Blinker, der aktiv ist, oder als Reaktion auf Radwinkel unterbunden werden.
-
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sehen verschiedene Vorteile vor. Zum Beispiel verbessern Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung das Anfahrverhalten durch Vorhersehen eines Fahrzeuganfahrens und Steuern des Motors, um entweder automatisches Abschalten zu unterbinden oder automatisches Neustarten auszulösen. Die Verwendung zusätzlicher Informationen bezüglich des Fahrzeugs und der umliegenden Umgebung ermöglicht vernünftigere Ermittlungen beim Abschalten oder Neustarten des Motors, um ein annehmbares Anfahrverhalten bei gleichzeitigem Verbessern von Kraftstoffwirtschaftlichkeit vorzusehen.
-
Die vorstehenden Vorteile sowie andere Vorteile und Merkmale, die der vorliegenden Offenbarung zugeordnet sind, gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den Begleitzeichnungen ohne Weiteres hervor.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist ein Blockdiagramm, das den Betrieb eines Systems oder Verfahrens zum Vorhersehen von Fahrzeuganfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
-
2 ist ein Blockdiagramm, das repräsentative Sensoren veranschaulicht, die beim Vorhersehen von Fahrzeuganfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können, um automatisches Abschalten und Neustarten zu steuern;
-
3 veranschaulicht den Betrieb von Systemen oder Verfahren zum Steuern eines Motors in Erwartung eines Fahrzeuganfahrens gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung; und
-
4 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb eines Systems oder Verfahrens zum Vorhersehen von Fahrzeuganfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
-
Ausführliche Beschreibung
-
Wie der Durchschnittsfachmann verstehen wird, können verschiedene unter Bezug auf eine der Figuren veranschaulichte und beschriebene Merkmale mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Merkmalskombinationen sehen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen vor. Es können aber verschiedene Kombinationen und Abwandlungen der Merkmale, die im Einklang mit den Lehren dieser Offenbarung stehen, für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen erwünscht sein.
-
Wie in 1 veranschaulicht umfasst das System 10 ein Fahrzeug 12 mit einem Steuergerät 18, das von verschiedenen Sensoren erhaltene Signale verarbeitet und Signale für verschiedenen Aktoren erzeugt, um das Fahrzeug 12 zu steuern. Das Steuergerät 18 stellt ein oder mehrere physikalische Steuergeräte dar, die getrennt oder integriert sein können und Steuerungs- und Diagnosefunktionen gemeinsam übernehmen können. Zum Beispiel kann das Steuergerät 18 ein Fahrzeugsteuergerät, ein Antriebsstrangsteuergerät, ein Motorsteuergerät, ein Getriebesteuergerät und/oder ein dediziertes Subsystemsteuergerät, beispielsweise ein Antiblockierbremssystem(ABS)-Steuergerät, ein Aufhängungssteuergerät, etc. darstellen. Verschiedene Steuergeräte können abhängig von der bestimmten Anwendung und Umsetzung Diagnose- und Steuerinformationen zu einem oder mehreren anderen Steuergeräten übermitteln.
-
Gemäß der vorliegenden Offenbarung steuert das Steuergerät 18 das Fahrzeug 12, das einen Verbrennungsmotor 14 (2) mit automatischer Abschalt- und Neustartfunktion umfasst. In der Ausführungsform empfängt das Steuergerät 18 Eingabe von verschiedenen Fahrzeugsensoren oder -systemen, beispielsweise einer Kamera 200, einem Detektor 202 für vordere Objekte, einem Blinker 204, einem Empfänger oder Empfänger/Sender 206, einem Radwinkelsensor 208, einem Beschleunigungsmesser 210 und verschiedenen anderen Sensoren, die unter Bezug auf 2 veranschaulicht und beschrieben sind. Das Steuergerät 18 sieht eine erwünschte Vorwärtsbewegung oder ein Anfahren des Fahrzeugs 12 als Reaktion auf die Position des Fahrzeugs 12 zu einem Verkehrsfluss vor und steuert das automatische Neustarten und Abschalten als Reaktion auf das Detektieren eines vorhergesehenen Fahrzeuganfahrens, um ein automatischen Abschalten des Motors zu unterbinden oder zu verhindern oder um ein automatisches Neustarten des Motors auszulösen. Wie hierin verwendet bezeichnet ein Verkehrsfluss eine Straße oder eine andere befestigte Fahrbahn, auf der sich Fahrzeuge oder anderer Verkehr fortbewegen und auf der das Fahrzeug 12 nach Langsamerwerden und/oder Anhalten eventuell Vorfahrt gewähren muss. Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass ein Fahrzeuganfahren auch Manöver erfordern kann, die erforderlich sind, um das Fahrzeug in Stellung zu bewegen, bevor es sich tatsächlich in den Verkehrsfluss einfädeln kann, d. h. Bewegung eines oder mehrerer vorderer Fahrzeuge kann zum Einfädeln in den Verkehrsfluss ein Anfahren des Fahrzeugs erfordern, um das Fahrzeug vor dem tatsächlichen Einfädeln in den Verkehrsfluss näher zu dem Verkehrsfluss zu bewegen.
-
1 veranschaulicht auch verschiedene externe Vorrichtungen, die dem Fahrzeug 12 und dem Steuergerät 18 Informationen liefern können oder die von Bordsensoren und -detektoren, beispielsweise der Kamera 200, dem Detektor 202 für vordere Objekte und/oder dem Empfänger/Sender 206, erfasst/detektiert werden können. In einer Ausführungsform empfängt der Empfänger/Sender 206 Signale von einem oder mehreren Satelliten 220 und einer oder mehreren Verkehrssteuerungsvorrichtungen, beispielsweise einer Ampel 222 und einem Bahnübergangsignal 224. Von Satelliten 220 oder landgestützten Rundfunksendemasten erhaltene Informationen können globale Positionsbestimmungsinformationen liefern, die von einem globalen Positionsbestimmungssystem (GPS) 230 oder einem anderen Navigationssystem verarbeitet werden, um die Fahrzeugposition und die Nähe zu einem Verkehrsfluss zu bestimmen, wenn ein Anfahren des Fahrzeugs vorhergesehen wird. Von verschiedenen externen Vorrichtungen empfangene Informationen oder mit diesen in Verbindung stehende Informationen können kombiniert mit aktuellen Fahrzeugbetriebsbedingungen beim Vorhersehen eines Fahrzeuganfahrens und beim Steuern des automatischen Abschaltens und Neustartens des Motors verwendet werden, wie hierin näher beschrieben wird. Zusätzlich zu Informationen von einem Blinker 204 zum Detektieren eines vorhergesehenen Anfahrens, wenn der Fahrzeugblinker aktiv ist und das Fahrzeug sich innerhalb eines vorbestimmten Abstands von einer Kreuzung befindet, kann das Fahrzeug 12 zum Beispiel Informationen von Satelliten 220 zur Verarbeitung durch das GPS 230 verwenden, um eine Fahrzeugposition zu einem Verkehrsfluss zu ermitteln. Analog kann ein vorhergesehenes Fahrzeuganfahren als Reaktion auf ein von einem Verkehrssignal 22 empfangenes Signal oder als Reaktion auf ein von einer Bahnübergangschranke 224 empfangenes Signal ermittelt oder detektiert werden. Alternativ oder kombiniert kann der Detektor 202 für vordere Objekte einen Abstand von einem vorderen Fahrzeug detektieren und sich ändernde Abstandinformationen verarbeiten, um zu ermitteln, dass sich das vordere Fahrzeug bewegt, um einen Motorneustart in Erwartung eines Fahrzeuganfahrens auszulösen.
-
Wie ebenfalls in 1 veranschaulicht ist, können die Kamera 200 und/oder der Detektor 202 für vordere Objekte neben dem Detektieren von Bewegung eines vorderen Fahrzeugs weg von dem Fahrzeug 12 auch verwendet werden, um eine Position des Fahrzeugs 12 zu einem Verkehrsfluss zu detektieren, indem Videobilder oder reflektierte Energiestrahlsignale (beispielsweise Radar- oder Lasersignale) verarbeitet werden, um kreuzenden Verkehr durch ein Sichtfeld der Kamera 200 oder des Detektors 202 zu detektieren, und indem zum Beispiel die Fahrzeugposition oder der Abstand zu dem kreuzenden Verkehr ermittelt wird.
-
Wenn ein vorhergesehenes Anfahren des Fahrzeugs detektiert wird, kann das Steuergerät 18 ein automatisches Abschalten des Motors unterbinden, wenn der Motor gerade läuft, oder kann, wenn der Motor abgeschaltet wurde, den Motor in Erwartung des Anfahrens des Fahrzeugs neu starten, um das Anfahrverhalten zu verbessern.
-
2 ist ein Blockdiagramm, das weitere Einzelheiten des Arbeitens eines Systems oder Verfahrens zum Steuern eines Verbrennungsmotors, um das Fahrzeuganfahrverhalten zu verbessern, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. In dieser Ausführungsform umfasst das System 10 einen Fahrzeugantriebsstrang 12 mit einem Verbrennungsmotor 14, der mit einem elektronisch gesteuerten voll- oder halbautomatischen Getriebe 16 gekoppelt ist. Die Lehren der vorliegenden Offenbarung können auch auf Anwendungen übertragen werden, bei denen der Antriebsstrang 12 ein Handschaltgetriebe umfasst. Der Antriebsstrang 12 kann auch ein mit dem Motor 14 und dem Getriebe 16 in Verbindung stehendes Steuergerät 18 zum Vorsehen verschiedener Informationen und Steuerfunktionen umfassen. Wie vorstehend beschrieben wird der Durchschnittsfachmann erkennen, dass von dem Steuergerät 18 ausgeführte Steuerfunktionen abhängig von der jeweiligen Anwendung und Umsetzung zwischen oder unter einem dedizierten Motorsteuergerät, einem dedizierten Getriebesteuergerät und/oder dedizierten Steuergeräten anderer Komponenten aufgeteilt werden können. Bei Anwendungen mit mehreren Steuergeräten können die Steuergeräte unter Verwenden zum Beispiel eines Standarddatenbus oder mittels Signalleitungen kommunizieren, um im Einklang mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung Informationen bezüglich Motor- und Getriebesteuerung auszutauschen, um Anfahren des Fahrzeugs vorherzusehen und als Reaktion automatisches Abschalten/Neustarten zu steuern.
-
Der Motor 14 ist mittels einer Kurbelwelle 20, die mit einer Getriebepumpe 22 und/oder einem Drehmomentwandler 24 verbunden ist, mit dem Getriebe 16 verbunden. Vorzugsweise ist der Drehmomentwandler 24 ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, der einen Pumpe oder ein Laufrad 26 umfasst, das selektiv mit einer Turbine 28 fluidverbunden ist. Der Drehmomentwandler 24 kann auch eine Reibungswandlerkupplung oder Überbrückungskupplung 30 umfassen, die eine wahlweise Reibungskopplung zwischen einer Turbinenwelle 32 und einer Antriebswelle 34 vorsieht. Auch wenn das Getriebe 16 als vollautomatisches, elektronisch gesteuertes Getriebe mit Drehmomentwandler dargestellt ist, ist die vorliegende Offenbarung auf Anwendungen mit anderen Arten von vollautomatischen, halbautomatischen oder manuellen Getrieben anwendbar, die einen Drehmomentwandler umfassen können, aber nicht müssen.
-
Das Getriebe 16 ist im Allgemeinen von herkömmlicher Auslegung und kann verschiedene Antriebs-/Abtriebsverhältnisse oder Übersetzungen, die wie aus dem Stand der Technik bekannt durch verschiedene Zahnräder oder Zahnradsätze bewirkt werden, die im Allgemeinen durch die Bezugszeichen 36, 38 und 40 angezeigt sind, und zugeordnete Reibelemente, beispielsweise Kupplungen (C1–C6), Treibriemen und dergleichen, umfassen, die im Allgemeinen durch das Bezugszeichen 56 dargestellt sind. Die Zahnräder 36, 38 und 40 sehen kombiniert mit dem Drehmomentwandler 24 beruhend auf einem Einrücken oder Aktivieren von entsprechenden Kupplungen C1–C6 selektive Reduktions- oder Multiplikationsverhältnisse zwischen der Turbinenwelle 32 und der Abtriebswelle 68 vor. Das Getriebe 16 kann mittels eines oder mehrerer Schaltungssolenoide, die im Allgemeinen durch das Bezugszeichen 60 angezeigt sind, elektronisch gesteuert werden, um ein oder mehrere Übersetzungen zu wählen oder einzurücken und dem Steuergerät 18 Informationen bezüglich der aktuellen Übersetzung zu liefern.
-
Abhängig von der jeweiligen Anwendung kann die Abtriebswelle 68 mittels einer Achsantriebsübersetzung oder eines Differentials 44, das wiederum ein oder mehrere Zahnräder umfassen kann, wie allgemein durch Bezugszeichen 46 gezeigt ist, mit ein oder mehreren Achsen 42 gekoppelt sein. Jede Achse 42 kann zwei oder mehr Räder 48 mit jeweiligen Raddrehzahlsensoren 50 umfassen, wobei ein oder mehrere Vorderräder auch zugehörige Lenkwinkelsensoren 208 aufweisen (1). Auch wenn eine Hinterradantriebsanwendung gezeigt ist, ist die vorliegende Offenbarung unabhängig von der jeweiligen Antriebsstranganordnung und ist auf verschiedene andere Antriebsstränge übertragbar, einschließlich aber nicht ausschließlich auf Vorderradantrieb- und Allradantriebanwendungen.
-
Der Antriebsstrang 12 umfasst mehrere Sensoren und Aktoren, die allgemein durch das Bezugszeichen 64 angezeigt sind und mit entsprechenden Input/Output(I/O)-Anschlüssen 66 des Steuergeräts 18 in Verbindung stehen, um die aktuellen Betriebs- und Umgebungsbedingungen des Antriebsstrangs 12 zu erfassen und zu überwachen und den automatischen Abschalt-/Neustartbetrieb des Motors 14 in Erwartung eines Anfahrens des Fahrzeugs zu steuern. Während die jeweiligen Sensoren und Aktoren 64 abhängig von der Anwendung und Umsetzung variieren können, umfasst das repräsentative System 10 einen Massenluftstromsensor (MAF) 74, der einen Hinweis auf die durch den Motoreinlass strömende Luftmasse liefert. Ein Temperatursensor (TMP) 76 liefert einen Hinweis auf die Motorkühlmitteltemperatur oder alternativ auf die Motoröltemperatur. Ein Motordrehzahlsensor (RPM) 80 überwacht die Drehzahl der Kurbelwelle 20. Analog überwacht ein Turbinendrehzahlsensor (TS) 82 die Drehzahl der Turbine 28 des Drehmomentwandlers 24. Ein anderer Drehzahlsensor, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (VSS) 84, liefert einen Hinweis auf die Drehzahl der Abtriebswelle 68, was verwendet werden kann, um die Fahrzeuggeschwindigkeit beruhend auf dem Übersetzungsverhältnis des Differentials 44 und der Größe der Räder 48 zu ermitteln. Raddrehzahlsensoren (WS1 und WS2) 50 können natürlich verwendet werden, um auch einen Hinweis auf die Fahrzeuggeschwindigkeit zu liefern.
-
Ein Zündschalter 52 oder eine ähnliche Vorrichtung kann vorgesehen sein, um das anfängliche Starten und Laufen des Motors 14 und verschiedener Fahrzeugnebenaggregate durch ein geeignetes Signal oder Signale, die den verschiedenen entsprechenden Motorkomponenten (beispielsweise einem Anlasser) direkt geliefert werden, und/oder durch Signale, die durch das Steuergerät 18 verarbeitet werden, zu steuern. Der Zündschalter 52 liefert dem Steuergerät 18 eine Motorabschaltaufforderung, wenn er zu der „AUS”-Stellung gedreht wird. Das unterstützte Direktstartmerkmal, das auch als das automatische Abschalt/Neustartmerkmal bezeichnet wird, kann aber auch den Motor abschalten, wenn sich der Schalter 52 in der „EIN”-Stellung befindet, um Fahrzeugwirtschaftlichkeit zu verbessern und unter bestimmten Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen Emissionen zu verringern. Das automatische Neustarten wird aber nicht ausgeführt, wenn sich der Schalter 52 in der „AUS”-Stellung befindet.
-
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Sensoren oder Anzeigen, die verwendet werden können, um ein Anfahren eines Fahrzeugs vorherzusehen, kann ein Fahrstufenschalthebel 54 von dem Fahrer des Fahrzeugs verwendet werden, um eine erwünschte Fahrstufe oder einen erwünschten Fahrmodus zu fordern oder zu wählen, und liefert dem Steuergerät 18 ein entsprechendes Signal (PRN). Bei Handschaltgetriebeanwendungen kann ein ähnlicher Schalthebelsensor und/oder Leerlauf-Schalter in Erwartung eines Anfahrens des Fahrzeugs verwendet werden. Bei dem dargestellten repräsentativen System 10 umfasst der Schalthebel 54 Stellungen für die Wahl von Park (P, Parken), Reverse (R, Rückwärts), Neutral (N, Leerlauf), Drive (D, Fahren) und Low (L, Untersetzung). Die vorliegende Erfindung ist aber unabhängig von den jeweiligen Fahrstufen oder Modi, die verfügbar sind. Die tatsächliche Fahrstufe bzw. der tatsächliche Zustand des Getriebes 16 wird von dem Steuergerät 18 beruhend auf der gewählten oder erwünschten Fahrstufe bzw. Modus, der von dem Schalthebel 54 angezeigt wird, zusätzlich zu aktuellen Motor-, Getriebe-, Fahrzeug- und/oder Umgebungsbedingungen gesteuert. In einer Ausführungsform wird ein Anfahren des Fahrzeugs vorhergesehen, wenn der Schalthebel 54 von Park oder Neutral zu Drive oder Low bewegt wird, wobei der Motor 14 so gesteuert wird, dass ein automatischer Neustart ausgelöst wird.
-
Es werden verschiedene Aktoren 64 verwendet, um Steuersignale vorzusehen oder Bewegungen von verschiedenen Vorrichtungen in dem Antriebsstrang 12 zu bewirken. Die Aktoren 64 können Aktoren zum zeitlichen Festlegen und Dosieren von Kraftstoff (FUEL) 90 umfassen, die eine Kraftstoffpumpe und/oder mindestens eine elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Liefern von Direkt- oder Saugrohrkraftstoffeinspritzung zu den Motorzylindern umfassen können, um zum Beispiel den Motor 14 als Reaktion auf ein vorhergesehenes Anfahren des Fahrzeugs automatisch neu zu starten. Aktoren können auch verwendet werden, um Turbolader-Ladedruck 92 (BST) zu steuern, und zum Festlegen der Menge von Abgasrückführung (EGR) 94 bei derart ausgestatteten Motoren. Ein Mehrzylinder-Verbrennungsmotor 14 kann abhängig von der Anwendung ein Fremdzündungs- oder Kompressionszündungsmotor sein. Fremdzündungsmotoren können andere oder zusätzliche Sensoren, Aktoren und Treiber umfassen, zum Beispiel solche, wie sie zum Steuern von Zündzeiten und Drosselklappenstellungen verwendet werden. Das Automatikgetriebe 16 kann durch Steuern der Getriebepumpe oder des Leitungsdrucks unter Verwenden eines geeigneten Aktors (PP) 98 kombiniert mit Schaltungssolenoiden (SS1, SS2 und SS3) 60, die verwendet werden, um eine geeignete Fahrstufe zu wählen, selektiv geregelt werden. Das Automatikgetriebe 16 kann eine Drehmomentwandlerkupplung 30 umfassen, die mittels eines geeigneten Aktors oder Solenoids (CC) 104 betätigbar ist. Es kann ein Temperatursensor 106 vorgesehen werden, um die Getriebeöltemperatur (TOT) zu ermitteln. Es können auch verschiedene Eingaben verwendet werden, um die Fahrzeugposition zu einem Verkehrsfluss zu detektieren oder zu ermitteln, einschließlich Eingaben von einem globalen Positionsbestimmungssystem (GPC), Informationen von Sensoren oder Systemen, die eine Geschwindigkeit eines vorderen Fahrzeugs (oder Objekts) (FVV), einen Abstand zum vorderen Fahrzeug (FVD) und/oder den Status einer Verkehrssteuerungsvorrichtung (TCD), etc. anzeigen.
-
Das Steuergerät 18 ist ein programmierbares Steuergerät, das in den gezeigten Ausführungsformen durch ein mikroprozessorbasiertes Steuergerät bzw. Rechner umgesetzt ist und das eine integrierte Steuerung des Motors 14 und des Getriebes 16 des Fahrzeugs 12 vorsieht. Die vorliegende Erfindung kann natürlich unter Verwenden separater Motor- oder Getriebe-Steuergeräten implementiert sein, die geeignete Parameter übermitteln, um eine koordinierte Steuerung des Motorabschalt- und Motorneustartprozesses vorzusehen, um das Anfahrverhalten zu verbessern. Das Steuergerät 18 weist einen Mikroprozessor 100 oder Zentralrechner (CPU) auf, der mit einer Speicherverwaltungseinheit (MMU) 110 in Verbindung steht. Die MMU 110 steuert die Bewegung von Daten zwischen den verschiedenen maschinell lesbaren Speichermedien 112 und übermittelt Daten zu und von der CPU 100. Die maschinell lesbaren Speichermedien können flüchtige und nicht flüchtige Speicherung zum Beispiel in einem Festwertspeicher (ROM) 118, einem Arbeitsspeicher (RAM) 116 und einem batteriestromgestützten Speicher (KAM) 120 umfassen. Der KAM 120 kann verwendet werden, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während die CPU 100 abgeschaltet ist. Die maschinell lesbaren Speichermedien 112 können unter Verwenden beliebiger einer Anzahl von bekannten Speichervorrichtungen implementiert werden, beispielsweise PROM (programmierbarer Festwertspeicher), EPROM (elektrischer PROM), EEPROM (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder alle anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder kombinierten Speichervorrichtungen, die Daten speichern können, wobei einige derselben ausführbare Befehle darstellen, die von der CPU 100 beim Steuern von System 10 verwendet werden. Die maschinell lesbaren Speichermedien 112 können auch Disketten, CD-ROMs, Festplatten und dergleichen umfassen.
-
Unter Bezug auf 1 und 2 kann bei Betrieb eine Forderung nach automatischem Abschalten als Reaktion auf herkömmliche Parameter oder Eingabebedingungen erzeugt werden, beispielsweise wenn die Raddrehzahl unter einem Schwellenwert (null) liegt und das Bremspedal eine vorbestimmte Zeit lang getreten wird, was anzeigt, dass das Fahrzeug 12 steht. Um das Anfahrverhalten des Fahrzeugs zu verbessern, kann aber gemäß der vorliegenden Offenbarung das Steuergerät 18 ein vorhergesehenes oder bevorstehendes Anfahren des Fahrzeugs beruhend auf Informationen einer Kombination der vorstehend beschriebenen Sensoren, Detektoren und Vorrichtungen detektieren und kann ein automatisches Abschalten des Motors 14 unterbinden oder verhindern. Wenn alternativ geeignete Bedingungen erfüllt sind, was anzeigt, dass kein Anfahren des Fahrzeugs bevorsteht oder naht, kann ein automatisches Motorabschalten unmittelbar ausgelöst werden, ohne die vorbestimmte Zeitdauer abzuwarten. Wenn sich das Fahrzeug 12 zum Beispiel einem Bahnübergang mit aktiviertem Signal nähert, könnten verschiedene Informationen verwendet werden, um ein unmittelbares Abschalten des Motors 14 auszulösen, zum Beispiel ein von dem Übergangssignal 224 erhaltenes Signal (1), wenn der Fahrer den Schalthebel 54 auf „P” oder ein Handschaltgetriebe auf Leerlauf ändert oder wenn zum Beispiel detektiert wird, dass ein Zug das Sichtfeld der Kamera 200 oder des Detektors 202 für vordere Objekte durchquert.
-
Nachdem der Motor 14 automatisch abgeschaltet wurde, kann das Steuergerät 18 zum Beispiel als Reaktion auf ein vorderes Fahrzeug, das sich von dem Fahrzeug 12 um einen vorbestimmten Abstand oder bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit entfernt, als Reaktion auf ein Signal von einer Verkehrssteuerungsvorrichtung 224, 226 und/oder als Reaktion auf eine oder mehrere Eingaben einen automatischen Neustart auslösen, wie hierin näher beschrieben wird.
-
3 veranschaulicht das Arbeiten eines Systems oder Verfahrens zum Steuern eines Motors als Reaktion auf das Vorhersehen eines Fahrzeuganfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung. Bei diesem Beispiel warten die Fahrzeuge 300, 302 darauf, sich in den Verkehrsfluss 320 einzufädeln, der gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Verwenden einer Anzahl von Methoden detektiert werden kann. Zum Beispiel kann der Verkehrsfluss 320 beruhend auf GPS-Koordinaten des Fahrzeugs 302 und bekannten Koordinaten des Verkehrsflusses oder der Fahrbahn 320 detektiert werden. Alternativ kann das Fahrzeug 302 ein oder mehrere Detektoren umfassen, die ein kreuzendes Fahrzeug 304 detektieren, das ein entsprechendes Sichtfeld 312 durchläuft. Der Verkehrsfluss 320 kann ebenfalls zum Beispiel unter Verwenden eines Signals, das von einer zugehörigen Verkehrsteuerungsvorrichtung 222 oder einem entfernt positionierten Verkehrsturm abgestrahlt wird, detektiert werden. Analog können GPS-Koordinaten und/oder eine Eingabe von Sensoren oder Kameras verwendet werden, um die Position der Fahrzeuge 300, 302 zum Verkehrsfluss 320 zu ermitteln. In diesem Beispiel zeigt die Ermittlung des Fahrzeugs 300 an, dass ein vorderes Fahrzeug (302) vorhanden ist, so dass das Vorhersehen eines Fahrzeuganfahrens für das Fahrzeug 300 als Reaktion darauf detektiert werden kann, dass sich das Fahrzeug 302 um einen vorbestimmten Abstand oder bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit weg von dem Fahrzeug 300 bewegt. Bei dem Fahrzeug 302 kann ein Fahrzeuganfahren als Reaktion auf ein Zustandssignal, das von einer Verkehrssteuerungsvorrichtung 222 abgestrahlt wird, durch das Aktivieren eines Blinkers durch den Fahrer oder durch Drehen der Lenkräder, um sich in den Verkehrsfluss 320 einzufädeln, vorhergesehen werden.
-
Die Ermittlung eines vorhergesehenen Fahrzeuganfahrens kann abhängig von den jeweiligen Informationen, die bezüglich des Verkehrsflusses 320 zur Verfügung stehen, variieren. Wenn der Verkehrsfluss 320 zum Beispiel eine passive Verkehrssteuerungsvorrichtung, beispielsweise ein Stoppschild, umfasst, kann die Nähe des Fahrzeugs 302 zu dem Verkehrsfluss 320 ausreichen, um ein automatisches Motorabschalten zu unterbinden. Selbst wenn zum Beispiel das Fahrzeug 302 eine signifikante Zeit lang den kreuzenden Verkehr 304 abwarten muss, kann das Fahrzeug 302 beruhend auf der Position oder Nähe des Fahrzeugs 302 zu dem Verkehrsfluss 320 ein vorhergesehenes Anfahren detektieren, d. h. dass es als Nächstes an der Reihe ist. Das Fahrzeug 300 detektiert dagegen ein vorderes Fahrzeug 302 und/oder einen größeren Abstand zu dem Verkehrsfluss 320, so dass ein automatisches Abschalten erlaubt werden oder eher als bei herkömmlichen automatischen Abschalt/Neustart-Systemen ausgelöst werden kann.
-
4 ist ein Flussdiagramm, das das Arbeiten eines Systems oder Verfahrens zum Steuern eines Motors mit einem automatischen Abschalt/Neustart-Merkmal gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt. Das Diagramm von 4 sieht als Reaktion auf Informationen, die ein bevorstehendes oder nahes Fahrzeuganfahren anzeigen, oder auf eine Ermittlung, dass kein Fahrzeuganfahren bevorsteht, eine repräsentative Steuerstrategie für einen Verbrennungsmotor vor. Die in 4 veranschaulichte Steuerstrategie und/oder Logik wird im Allgemeinen als Code gespeichert, der von Software und/oder Hardware im Steuergerät 18 implementiert wird. Der Code kann unter Verwenden einer einer Anzahl bekannter Strategien wie beispielsweise ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen verarbeitet werden. Daher können verschiedene gezeigte Arbeitsgänge, Schritte oder Funktionen in der gezeigten Abfolge oder parallel ausgeführt oder in manchen Fällen ausgelassen werden. Auch wenn dies nicht eigens gezeigt ist, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass einer oder mehrere der gezeigten Schritte oder Funktionen abhängig von der jeweiligen verwendeten Verarbeitungsstrategie wiederholt ausgeführt werden können. Analog ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt erforderlich, um die hierin beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erreichen, wird aber für einfachere Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen.
-
Vorzugsweise wird die Steuerlogik oder der Code, die durch das vereinfachte Flussdiagramm von 4 dargestellt ist, vorrangig in Software implementiert, wobei Befehle von einem mikroprozessorbasierten Fahrzeug, Motor und/oder Antriebsstrangsteuergerät ausgeführt werden, beispielsweise Steuergerät 18 (1–2). Natürlich kann die Steuerlogik abhängig von der jeweiligen Anwendung in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware in einem oder mehreren Steuergeräten oder entsprechender Elektronik implementiert werden. Bei Implementierung in Software wird die Steuerlogik vorzugsweise in einem oder mehreren maschinell lesbaren Speichermedien vorgesehen, die gespeicherte Daten aufweisen, die Code oder Befehle darstellen, die von einem Rechner ausgeführt werden, um eine oder mehrere Komponenten des Motors zu steuern. Die maschinell lesbaren Speichermedien können ein oder mehrere einer Anzahl bekannter physikalischer Vorrichtungen umfassen, die elektrische, magnetische, optische und/oder Hybridspeicherung nutzen, um ausführbare Befehle und zugehörige Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen zu verwalten.
-
Ein Verkehrsfluss wird wie durch Block 400 von 4 dargestellt detektiert. Die Detektion eines Verkehrsflusses kann auf Eingabe von einem Radar- oder Lasersystem 402 oder Bildern beruhen, die von einer oder mehreren Kameras 404 bearbeitet werden, wie vorstehend beschrieben wurde. Wie für den Durchschnittsfachmann allgemein verständlich ist, nutzen Radar/Laser-Systeme 402 einen Empfänger/Sender, um einen gerichteten Energiestrahl elektromagnetischer Energie auszusenden, den er von einem interessierenden Objekt reflektierte, beispielsweise von einem vorderen Fahrzeug, das sich in der gleichen Richtung oder über ein Sichtfeld des Sensors bewegt. Das von dem Empfänger/Sender empfangene reflektierte Signal wird verarbeitet, um den Abstand und/oder die Geschwindigkeit des interessierenden Objekts zu ermitteln. Ein Verkehrsfluss kann auch unter Verwenden von GPS-Koordinaten 406 detektiert werden.
-
Beim Ermitteln oder Detektieren von Fahrzeugposition zum Verkehrsfluss können auch ein oder mehrere der Systeme 402, 404 und 406 verwendet werden, wie durch Block 410 dargestellt ist. Zusätzlich zum Detektieren der Fahrzeugposition zu einem Verkehrsfluss bei 410 können verschiedene Ausführungsformen das Detektieren des Zustands eines Blinkers und/oder Lenkradwinkels, wie durch Block 420 dargestellt, und das Detektieren von Abstand, Geschwindigkeit und/oder Fortbewegungsgeschwindigkeit eines vorderen Fahrzeugs, wie durch Block 430 dargestellt, umfassen. Es können auch andere Sensoreingaben berücksichtigt werden, um ein Anfahren des Fahrzeugs vorherzusehen und die automatische Neustart- und Abschaltfunktion als Reaktion auf das Detektieren eines vorhergesehenen Anfahrens des Fahrzeugs zu steuern, wie allgemein durch Block 440 dargestellt ist. Wie zuvor beschrieben kann, wie durch Block 442 dargestellt, ein Motorabschalten unterbunden oder verhindert werden, wenn der Motor läuft und ein bevorstehendes Anfahren des Fahrzeugs detektiert wird. Umgekehrt kann ein sofortiges Abschalten ausgelöst werden, wie durch Block 444 dargestellt, wenn die Information anzeigt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit nahe null ist, aber kein Anfahren des Fahrzeugs vorhergesehen wird. Wenn ein Anfahren des Fahrzeugs vorhergesehen wird, kann die Steuerung 440 das Auslösen eines sofortigen Neustarts auslösen, wie durch Block 446 dargestellt ist.
-
Wie die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen veranschaulichen, sieht die vorliegende Offenbarung verschiedene Vorteile vor. Zum Beispiel verbessern Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung das Anfahrverhalten durch Vorhersehen eines Anfahrens des Fahrzeugs und Steuern des Motors, um entweder ein automatisches Abschalten zu unterbinden oder ein automatisches Neustarten auszulösen. Die Verwendung zusätzlicher Informationen bezüglich des Fahrzeugs und der umliegenden Umgebung ermöglicht vernünftigere Ermittlungen beim Abschalten oder Neustarten des Motors, um ein annehmbares Anfahrverhalten bei gleichzeitiger Verbesserung von Kraftstoffwirtschaftlichkeit vorzusehen.
-
Während verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen des Stands der Technik bezüglich einer oder mehreren erwünschten Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben wurden, ist sich der Fachmann bewusst, dass ein oder mehrere Merkmale oder Eigenschaften geopfert werden können, um erwünschte Eigenschaften des Gesamtsystems zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzung abhängen. Diese Eigenschaften umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt: Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebensdauerkosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Baugröße, Größe, Zweckdienlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, einfache Montage etc. Die Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger erwünscht als andere Ausführungsformen oder vorbekannte Implementierungen beschrieben werden, liegen nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen erwünscht sein.
