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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Fahrzeuge, die Kraftmaschinencontroller enthalten, und insbesondere Kraftmaschinencontroller, die einen Autostart/stopp einer Kraftmaschine ausführen.
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HINTERGRUND
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Die hier bereitgestellte Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck einer allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder, sofern sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt des Einreichens nicht anderweitig als Stand der Technik ausgewiesen sind, werden weder explizit noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung anerkannt.
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Einige Kraftfahrzeuge umfassen einen Kraftmaschinencontroller, der die Kraftmaschine ohne eine Maßnahme des Fahrers automatisch ausschaltet und erneut startet, um die Zeitspanne, welche die Kraftmaschine im Leerlauf verbringt, zu verringern, wodurch der Kraftstoffverbrauch und Emissionen reduziert werden. Der Kraftmaschinencontroller ermöglicht den Autostart/stopp typischerweise, wenn das Fahrzeug zum Halten kommt und das Bremspedal niedergedrückt wird. Wenn diese Bedingungen vorhanden sind, schaltet der Kraftmaschinencontroller die Kraftmaschine aus, ohne dass eine Maßnahme des Fahrers benötigt wird. Wenn der Fahrer das Bremspedal freigibt, startet der Kraftmaschinencontroller die Kraftmaschine automatisch neu. Bei Einparkmanövern jedoch kann der Kraftmaschinencontroller die Kraftmaschine entgegen den Absichten des Fahrers ausschalten.
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1 zeigt ein Beispiel für ein Fahrzeug 10, das eine Kraftmaschine 14 enthält. Ein Kraftmaschinensteuerungsmodul 18 steuert den Betrieb der Kraftmaschine und umfasst ein Autostart/stopp-Modul 20, das den Autostart/stopp der Kraftmaschine steuert. Eine Position eines Bremspedals 22 wird durch einen Bremspedalsensor 24 überwacht und an das Kraftmaschinensteuerungsmodul 18 ausgegeben. Eine Position eines Gaspedals 32 wird von einem Gaspedalsensor 34 überwacht und an das Kraftmaschinensteuerungsmodul 18 ausgegeben. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 38 überwacht die Fahrzeuggeschwindigkeit und gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit an das Kraftmaschinensteuerungsmodul 18 aus. Ein Lenkrad 40 ist mit einem elektrischen Servolenkungssystem (EPS-System) 42 verbunden, welches den Lenkaufwand verringert. Das EPS-System umfasst einen Lenkwinkelsensor 46, der einen Winkel des Lenkrads 40 erfasst.
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Einige Hersteller können den Lenkwinkelsensor verwenden, der in das EPS-System 42 eingebaut ist, um Einparkmanöver zu identifizieren und zu verhindern, dass das Autostart/stopp-System die Kraftmaschine während des Einparkmanövers ausschaltet. Zusätzlich zu der Überwachung des Bremspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit überwachen diese Systeme außerdem Veränderung beim Winkel des Lenkrads, um das Einparkmanöver zu detektieren.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Fahrzeug umfasst ein elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System), das mit einem Lenkrad des Fahrzeugs gekoppelt ist. Ein Stromsensor erfasst einen EPS-Strom, der durch das EPS-System entnommen wird. Ein Kraftmaschinensteuerungsmodul steuert den Betrieb einer Kraftmaschine des Fahrzeugs und umfasst ein Autostart/stopp-Modul, um die Kraftmaschine unabhängig von einer Anwendereingabe zum Starten und Stoppen der Kraftmaschine selektiv zu starten und zu stoppen. Das Autostart/stopp-Modul verzögert das automatische Stoppen der Kraftmaschine selektiv beruhend auf dem EPS-Strom.
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Ein Verfahren umfasst, dass ein Strom erfasst wird, der von einem elektrischen Servolenkungssystem (EPS-System) eines Fahrzeugs entnommen wird; dass der Betrieb einer Kraftmaschine des Fahrzeugs gesteuert wird und die Kraftmaschine unabhängig von einer Anwendereingabe zum Starten und Stoppen der Kraftmaschine selektiv gestartet und gestoppt wird; und dass ein automatisches Stoppen der Kraftmaschine beruhend auf dem EPS-Strom selektiv verzögert wird.
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Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden sich aus der genauen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen ergeben. Die genaue Beschreibung und spezielle Beispiele sind nur zur Veranschaulichung gedacht und sollen den Umfang der Offenbarung nicht einschränken.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Offenbarung wird anhand der genauen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden, bei denen:
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1 ein Funktionsblockdiagramm eines Fahrzeugs ist, das ein elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System) mit einem integrierten Lenkwinkelsensor und ein Kraftmaschinensteuerungsmodul mit einem Autostart/stopp-Modul nach dem Stand der Technik umfasst;
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2 ein Funktionsblockdiagramm eines Fahrzeugs ist, das ein elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System), einen Stromsensor zum Erfassen eines Stroms, der von dem EPS-System entnommen wird, und ein Kraftmaschinensteuerungsmodul mit einem Autostart/stopp-Modul gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst;
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3 eine graphische Darstellung ist, die einen EPS-Strom als Funktion der Zeit veranschaulicht.
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4 ein Beispiel für ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Betreiben des Autostart/stopp-Moduls gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
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5 ein Beispiel für ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Detektieren eines Einparkmanövers veranschaulicht.
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In den Zeichnungen können Bezugszeichen wieder verwendet sein, um ähnliche und/oder identische Elemente zu bezeichnen.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kraftmaschinensteuerungsmodul mit einem Autostart/stopp-Modul, das das Ausschalten der Kraftmaschine für einen Autostart/stopp beruhend auf einem Strom, der von dem elektrischen Servolenkungssystem (EPS-System) entnommen wird, selektiv verzögert. Das Autostart/stopp-Modul verhindert temporär den Autostart/stopp bei Manövern mit geringer Geschwindigkeit, wenn der Autostart/stopp die Fahrbarkeit des Fahrzeugs verringern würde. Nur als Beispiel können die Manöver mit geringer Geschwindigkeit Einparkmanöver oder andere ähnliche Aktivitäten umfassen. Um geeignete Manöver mit geringer Geschwindigkeit effektiv zu detektieren, während niedrige Herstellungs- und Wartungskosten beibehalten werden, überwacht das Kraftmaschinensteuerungsmodul einen Strom, der von dem EPS-System entnommen wird, und andere Daten, wie etwa die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Bremspedalaktivität.
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Die Verwendung eines eigenständigen Stromsensors (im Gegensatz zu einem Lenkwinkelsensor, der in das EPS-System integriert ist) verringert Herstellungskosten und verringert in erheblichem Maße Kosten, die mit der Reparatur oder dem Austausch des integrierten Lenkwinkelsensors verbunden sind. Darüber hinaus verbessert das Verhindern des Autostarts/stopps bei einparkähnlichen Manövern die Fahrbarkeit, da die Kraftmaschine andernfalls häufig ein- und ausgeschaltet werden würde.
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Indem eine Stromentnahme des EPS-Systems anstelle eines Lenkwinkels überwacht wird, verringern sich die Wartungs- und Herstellungskosten erheblich. Die Wartungskosten werden verringert, da der Stromsensor leicht ausgetauscht werden kann. Im Gegensatz dazu erfordert der Austausch des Lenkwinkelsensors das Austauschen der gesamten Zahnstange. Die Herstellungskosten werden verringert, da der Stromsensor weniger kostspielig ist als das Integrieren des Lenkwinkelsensors in das EPS-System.
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2 zeigt ein Beispiel für ein Fahrzeug 100 mit einer Kraftmaschine 114. Ein Kraftmaschinensteuerungsmodul 118 steuert den Betrieb der Kraftmaschine und umfasst ein Autostart/stopp-Modul 120, das den Autostart/stopp der Kraftmaschine 114 steuert. Eine Position eines Bremspedals 122 wird von einem Bremspedalsensor 124 überwacht und an das Kraftmaschinensteuerungsmodul 118 ausgegeben. Eine Position eines Gaspedals 132 wird von einem Gaspedalsensor 134 überwacht und an das Kraftmaschinensteuerungsmodul 118 ausgegeben. Ein Fahrzeuggeschwindigkeits/Entfernungssensor 138 überwacht die Fahrzeuggeschwindigkeit und die zurückgelegte Distanz und gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit und die zurückgelegte Distanz an das Kraftmaschinensteuerungsmodul 118 aus. Der Fahrzeuggeschwindigkeits/Entfernungssensor 138 kann Raddrehzahlsensoren verwenden, die einem Bremsenantiblockiersystem (ABS) (nicht gezeigt) zugeordnet sind, um die Fahrzeuggeschwindigkeit und die zurückgelegte Distanz zu erfassen, obwohl andere Herangehensweisen verwendet werden können. Ein Positionssensor 139 kann eine Position eines PRNDL-Wahlhebels direkt erfassen oder eine Position des PRNDL-Wahlhebels mithilfe der Kraftmaschinendrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder unter Verwendung eines Getriebesteuerungsmoduls indirekt erfassen.
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Ein Lenkrad 140 ist mit einem elektrischen Servolenkungssystem (EPS-System) 142 verbunden, welches den Lenkaufwand verringert. Ein Stromsensor 150 erfasst einen Strom, der durch das EPS-System 142 aus einer Batterie 152 des Fahrzeugs entnommen wird. Das Kraftmaschinensteuerungsmodul 118 überwacht den Strom, der durch das EPS-System 142 entnommen wird, und deaktiviert einen Autostart/stopp selektiv beruhend auf dem EPS-Strom.
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3 zeigt den EPS-Strom bei 200, die Fahrzeuggeschwindigkeit bei 202 und den Lenkwinkel bei 204 als Funktion der Zeit während eines Einparkmanövers. Bei einem Routinehalt an einem Stopplicht gibt es wenig oder keine Bewegung des Lenkrads. Daher wird das EPS-System wenig oder keinen Strom entnehmen. Der Fahrer wird die Bremsen zum Stoppen des Autos verwenden und die Fahrzeuggeschwindigkeit wird auf Null absinken. Wenn jedoch ein Einparkmanöver oder ein einparkähnliches Manöver ausgeführt wird, kann der Fahrer (1) das Auto stoppen, (2) das Lenkrad drehen und (3) (1) und (2) einmal oder mehrmals wiederholen.
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4 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren zum selektiven Verzögern oder Verhindern eines Kraftmaschinenautostart/stopp-Moduls eines Fahrzeugs beruhend auf einem erfassten EPS-Strom. Bei 310 vergleicht die Steuerung die Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem Schwellenwert TH1. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich dem Schwellenwert TH1 ist, kehrt die Steuerung zu 310 zurück. Andernfalls fährt die Steuerung mit 314 fort und stellt fest, ob die Bremsen angewendet werden. Wenn 314 falsch ergibt, kehrt die Steuerung zu 310 zurück. Andernfalls fährt die Steuerung mit 318 fort und erzeugt eine Einparkmanöver-Detektionsentscheidung. Wenn die Bremsen bei 320 losgelassen werden, kehrt die Steuerung zu 310 zurück. Wenn bei 324 ein Nicht-Einparkmanöver detektiert wird, fährt die Steuerung mit 328 fort und stellt fest, ob eine zurückgelegte Distanz größer als ein Schwellenwert TH2 ist. Wenn 328 falsch ergibt, fährt die Steuerung mit 336 fort und stellt fest, ob die Geschwindigkeit größer als ein Schwellenwert TH3 ist. Wenn 336 falsch ergibt, kehrt die Steuerung zu 328 zurück. Wenn entweder 328 oder 336 wahr ergibt, fährt die Steuerung mit 332 fort und ermöglicht einen Kraftmaschinenautostopp.
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Wenn 324 falsch ergibt und bei 340 ein Einparkmanöver detektiert wird, wird bei 344 ein Kraftmaschinenautostopp verhindert und die Steuerung fährt mit 328 fort. Wenn 340 falsch ergibt, stellt die Steuerung bei 350 fest, ob ein Einparkmanöver möglich ist. Wenn 350 wahr ergibt, verzögert die Steuerung bei 354 einen Kraftmaschinenautostopp. Bei 358 stellt die Steuerung fest, ob eine Zeitspanne seit der Verzögerung größer als ein Schwellenwert TH4 ist. Wenn 358 wahr ergibt, fährt die Steuerung mit 332 fort. Wenn 358 falsch ergibt, fährt die Steuerung mit 362 fort und stellt fest, ob eine zurückgelegte Distanz größer als der Schwellenwert TH2 ist. Wenn 328 falsch ergibt, fährt die Steuerung mit 336 fort und stellt fest, ob die Geschwindigkeit größer als der Schwellenwert TH3 ist. Bei einigen Beispielen sind die Geschwindigkeitsschwellenwerte TH1 und TH3 gleich.
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5 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren zum Erzeugen einer Einparkmanöver-Detektionsentscheidung. Bei 410 überwacht die Steuerung einen oder mehrere Parameter, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit, den EPS-Strom, den PRNDL-Zustand und/oder die zurückgelegte Distanz umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Bei 414 vergleicht die Steuerung überwachte Parameter mit einem oder mehreren Einparkprofilen und/oder mit einem von mehreren Nicht-Einparkprofilen. Bei 420 stellt die Steuerung fest, ob die überwachten Parameter eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür aufweisen, dass sie zu einem der Einpark-Profile gehören. Eine hohe Wahrscheinlichkeit kann gewählt werden, wenn eine berechnete Wahrscheinlichkeit größer als ein erster Wahrscheinlichkeitsschwellenwert ist, oder wenn andere Kriterien verwendet werden (wie etwa, dass A von B Parametern erfüllt sind). Nur als Beispiel können die Parameter Veränderungen beim EPS-Strom, Veränderungen bei der Geschwindigkeit, Veränderungen bei einer Drosselklappenposition usw. umfassen. A und B sind ganze Zahlen und A ist kleiner oder gleich B. Wenn 420 wahr ergibt, detektiert die Steuerung ein Einparkprofil.
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Wenn 420 falsch ergibt, stellt die Steuerung bei 430 fest, ob die überwachten Parameter eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür aufweisen, dass sie zu einem der Nicht-Einparkprofile gehören. Eine hohe Wahrscheinlichkeit kann gewählt werden, wenn eine berechnete Wahrscheinlichkeit größer als ein zweiter Wahrscheinlichkeitsschwellenwert ist, oder unter Verwendung anderer Kriterien wie etwa, dass X von Y Parametern erfüllt sind. X und Y sind ganze Zahlen und X ist kleiner oder gleich Y. Wenn 430 wahr ergibt, detektiert die Steuerung bei 434 ein Nicht-Einparkprofil.
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Wenn 430 falsch ergibt, stellt die Steuerung bei 440 fest, ob es eine geringere Wahrscheinlichkeit gibt, dass die überwachten Parameter einem der Einparkprofile entsprechen. Die geringere Wahrscheinlichkeit kann einem dritten Wahrscheinlichkeitsschwellenwert entsprechen, der kleiner als der erste Wahrscheinlichkeitsschwellenwert ist. Wenn dies wahr ergibt, detektiert die Steuerung bei 444 ein mögliches Einparkprofil.
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Eine erfolgreiche Detektion von Einparkmanövern kann bewerkstelligt werden, indem Eigenschaften identifiziert werden, die für ein Einparkmanöver speziell sind. Beispiele für Einparkmanöver umfassen ein frontales Einparken, ein rückwärtiges Einparken in eine Box, ein paralleles Einparken usw. Beispielsweise können der EPS-Strom und Veränderungen bei der PRNDL-Position verwendet werden, um ein paralleles Einparkmanöver zu identifizieren.
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Bei einigen Beispielen können Unterschiede in dem Verhalten der Fahrzeuggeschwindigkeit beim Heranfahren liegen. Das Einparkmanöver kann (im Vergleich mit dem Fahren um eine Ecke) einen relativ konstanten und niedrigeren Geschwindigkeitsverlauf aufweisen, während das Fahren um die Ecke dies nicht würde (vorausgesetzt, dass die EPS-Stromkurven korrekt beobachtet werden). Bei einem Kurvenfahr- und Stopp-and-Go-Szenario kann das häufige Auftreten von Stopps/Starts anzeigen, dass sich das Auto nicht auf einem Parkplatz befindet. Die Detektion wird durchgeführt, indem die Wahrscheinlichkeit dafür analysiert wird, dass die Signale ein einparkähnliches Manöver zeigen.
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Es gibt Fälle, bei denen der EPS-Strom für einen kurzen Moment unter den Strom abfallen wird, der benötigt wird, um die Lenksäule an einer aktuellen Position zu halten (der ”Haltestrom” des Motors), aufgrund von Variablen wie etwa der Fahrzeugträgheit usw. In diesen Fällen bleibt der Einparkdetektionsalgorithmus aktiv und das Ergebnis kann ein mögliches detektiertes Einparkmanöver sein.
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Bei einigen Beispielen wird der EPS-Strom unter Verwendung des Stromsensors erfasst und das Kraftmaschinensteuerungsmodul führt Diagnosen an diesen Informationen durch. Bei einem alternativen Beispiel kann der Stromsensor ein intelligenter Stromsensor sein, der eine integrierte Schaltung enthält. Die integrierte Schaltung erfasst Strom und führt Diagnosen an dem erfassten Strom aus. Der intelligente Stromsensor sendet den erfassten Strom und Diagnoseinformationen an das Kraftmaschinensteuerungsmodul.
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Die vorstehende Beschreibung ist nur veranschaulichend und soll keinesfalls die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungsmöglichkeiten beschränken. Die weit gefassten Lehren der Offenbarung können in einer Vielfalt von Formen implementiert werden. Obwohl diese Offenbarung spezielle Beispiele umfasst, soll daher der tatsächliche Umfang der Offenbarung nicht darauf beschränkt sein, da sich bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen offenbaren werden. Bei der Verwendung hierin soll der Ausdruck A, B oder C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen ODER bedeutet. Es versteht sich, dass ein oder mehrere Schritte in einem Verfahren in einer anderen Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
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Bei dieser Anmeldung einschließlich der nachstehenden Definitionen kann der Begriff ”Modul” durch den Begriff ”Schaltung” ersetzt werden. Der Begriff ”Modul” kann eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale diskrete Schaltung, eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung, eine kombinatorische Logikschaltung, ein im Feld programmierbares Gatearray (FPGA), einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der einen Code ausführt, einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe), der einen Code speichert, der von einem Prozessor ausgeführt wird, andere geeignete Hardwarekomponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen, oder eine Kombination aus einigen oder allen vorstehenden, etwa bei einem System-on-Chip, bezeichnen, ein Teil davon sein, oder diese enthalten.
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Der Begriff ”Code” kann, so wie er vorstehend verwendet wird, Software, Firmware und/oder Mikrocode umfassen und kann Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte bezeichnen. Der Begriff ”gemeinsam genutzter Prozessor” umfasst einen einzelnen Prozessor, der einen Teil oder den gesamten Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff ”Gruppenprozessor” umfasst einen Prozessor, der in Kombination mit zusätzlichen Prozessoren einen Teil oder den gesamten Code von einem oder mehreren Modulen ausführt. Der Begriff ”gemeinsam genutzter Speicher” umfasst einen einzelnen Speicher, der einen Teil oder den gesamten Code von mehreren Modulen speichert. Der Begriff ”Gruppenspeicher” umfasst einen Speicher, der in Kombination mit zusätzlichen Speichern einen Teil oder den gesamten Code von einem oder mehreren Modulen speichert. Der Begriff ”Speicher” kann eine Teilmenge des Begriffs ”computerlesbares Medium” sein. Der Begriff ”computerlesbares Medium” umfasst keine vorübergehenden elektrischen und elektromagnetischen Signale, die sich durch ein Medium hindurch ausbreiten, und kann daher als konkret und nicht vorübergehend betrachtet werden. Beispiele ohne Einschränkung für ein nicht vorübergehendes, konkretes, computerlesbares Medium umfassen nichtflüchtigen Speicher, flüchtigen Speicher, magnetischen Massenspeicher und optische Massenspeicher.
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Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme umfassen von einem Prozessor ausführbare Anweisungen, die auf mindestens einem nicht vorübergehenden, konkreten, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können außerdem gespeicherte Daten umfassen und/oder sich darauf stützen.
