DE102014217541A1

DE102014217541A1 - Verfahren und systeme zum betreiben eines stopp-/startmotors

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Publication number: DE102014217541A1
Application number: DE102014217541.0A
Authority: DE
Inventors: Mark Douglas Malone; Michael John Mould; William Najib Mansur; Chad Everette Griffin; Karl-Peter Hesseler
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2015-03-12
Also published as: US9327710B2; CN104442828B; US20150073675A1; CN104442828A

Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zum Verbessern des Betriebs eines Fahrzeugs dargelegt. In einem Beispiel werden Fahrzeugbremsen gehalten, um die Möglichkeit von Fahrzeugbewegung zu verringern, und das Stoppen von Motordrehung wird verhindert, bis eine Bestätigung des Anhaltens des Fahrzeugs vorliegt. Der Ansatz kann einem Motor ermöglichen, für eine längere Zeitdauer in einem Aus-Zustand zu bleiben, während die Möglichkeit von Fahrzeugbewegung verringert wird.

Description

Die vorliegende Beschreibung betrifft ein System und Verfahren zum Verbessern des Betriebsverhaltens und der Kraftstoffersparnis eines Fahrzeugs. Die Verfahren können insbesondere für Motoren verwendet werden, die häufig gestoppt und neu gestartet werden, um Kraftstoff zu sparen.
Ein Motor kann automatisch gestoppt werden, ohne dass ein Fahrer eine Eingabe in eine Vorrichtung bereitstellt, deren Zweck oder Funktion einzig und allein darin besteht, Drehung des Motors zu stoppen, damit Kraftstoff gespart werden kann. Durch Stoppen des Motors kann der Kraftstoffverbrauch zu einem Zeitpunkt reduziert werden, zu dem der Wirkungsgrad des Motors niedriger als erwünscht ist. Eine Möglichkeit zu beurteilen, ob ein Motor gestoppt werden soll oder nicht, besteht darin, es zu ermöglichen, dass der Motor stoppt, wenn der Fahrer ein Bremspedal betätigt und während die Fahrzeuggeschwindigkeit null ist. Wenn beide Bedingungen für eine ausreichend lange Zeitdauer erfüllt werden, kann die Motordrehung gestoppt werden. Wenn jedoch der Fahrer das Bremspedal kurzzeitig loslässt oder teilweise loslässt, kann der Motor neu gestartet werden, so dass es sein kann, dass das Fahrzeug anfährt. Wenn der Fahrer das Bremspedal versehentlich loslässt, kann keine Kraftstoffeinsparung realisiert werden, und es kann sein, dass sich der Fahrer ärgert. Wenn außerdem das Fahrzeug auf einem Gefälle geparkt ist, kann sich das Fahrzeug bewegen, wenn der Fahrer eigentlich keine Absicht hat, dies zu tun. Die betreffenden Erfinder haben die zuvor erwähnten Nachteile erkannt und ein Verfahren zum Betreiben eines Motors entwickelt, das umfasst: Verbrennen eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in einem Motor; Stoppen von Fahrzeugbewegung als Reaktion auf ein Betätigen eines Bremspedals durch einen Fahrer; Betätigen von Fahrzeugbremsen als Reaktion auf ein wenigstens teilweises Loslassen des Bremspedals durch den Fahrer; und Stoppen von Motordrehung als Reaktion auf eine Anzeige, dass eine aufgebrachte Bremskraft ausreicht, um das Fahrzeug davon abzuhalten, sich zu bewegen.
Durch Betätigen der Fahrzeugbremsen als Reaktion auf ein wenigstens teilweises Loslassen eines Bremspedals durch einen Fahrer und Stoppen der Motordrehung als Reaktion auf eine Anzeige, dass die aufgebrachte Bremskraft ausreicht, um das Fahrzeug davon abzuhalten, sich zu bewegen, kann das technische Ergebnis erzielt werden, dass der Motor abgeschaltet werden und in einem gestoppten Zustand bleiben kann, während der Fahrer ein Bremspedal loslässt oder teilweise loslässt. Wenn jedoch bestimmt wird, dass die Bremskraft zum Halten des Fahrzeugs in einem gestoppten Zustand nicht ausreicht, bleibt der Motor in Betrieb, damit das Kriechmoment und das Bremsmoment des Fahrzeugs kombiniert werden können, um Fahrzeugbewegung zu begrenzen. Ferner kann durch Ermöglichen des Betriebs des Motors ermöglicht werden, dass der Motor Unterdruck zum Betätigen der Fahrzeugbremsen erhöht. Auf diese Weise kann es möglich sein, zusätzliche Mengen von Kraftstoff zu sparen, während das Fahrzeug gestoppt gehalten wird, bis der Fahrer beabsichtigt, das Fahrzeug zu bewegen.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Konkret kann der Ansatz durch Ermöglichen, dass ein Motor für eine längere Zeitdauer in einem Aus-Zustand bleibt, den Kraftstoffverbrauch des Motors verringern. Ferner kann der Ansatz das Betriebsverhalten des Fahrzeugs verbessern. Außerdem kann der Ansatz die Abnutzung des Antriebsstrangs verringern, wodurch die Betriebslebensdauer des Antriebsstrangs verlängert wird.
Die zuvor erwähnten Vorteile und andere Vorteile sowie Merkmale der vorliegenden Beschreibung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung allein oder in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen leicht zu erkennen. Es versteht sich von selbst, dass die vorstehende Kurzdarstellung vorgesehen ist, um eine Auswahl von Konzepten, die in der ausführlichen Beschreibung eingehender beschrieben werden, in vereinfachter Form vorzustellen. Sie beabsichtigt nicht, wesentliche oder Hauptmerkmale des beanspruchten Gegenstands aufzuzeigen, dessen Schutzbereich ausschließlich durch die auf die ausführliche Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Außerdem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche zuvor oder in einem anderen Teil dieser Offenbarung erwähnte Nachteile beheben.
Die hierin beschriebenen Vorteile sind durch die Lektüre eines hierin als „Ausführliche Beschreibung“ bezeichneten Beispiels einer Ausführungsform allein oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen besser zu verstehen, wobei:
1 eine schematische Darstellung eines Motors ist;
2 ein beispielhaftes Fahrzeugbremssystem darstellt;
3 einen beispielhaften Fahrzeug-Antriebsstrang darstellt;
4 und 5 ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Motors darstellen; und
6 eine beispielhafte prophetische Motorbetriebsfolge gemäß dem Verfahren von 4 und 5 darstellt.
Die vorliegende Beschreibung betrifft das Steuern des Motorbetriebs eines Fahrzeugs. Das Fahrzeug kann einen Motor als einzige Drehmomentquelle zum Antreiben des Fahrzeugs umfassen. Alternativ kann das Fahrzeug einen Motor und einen Elektromotor umfassen, die beide ein Drehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs liefern. 1 stellt ein beispielhaftes Motorsystem dar. Das Fahrzeug kann ein Bremssystem umfassen, wie in 2 dargestellt, um das Fahrzeug zu verlangsamen oder das Fahrzeug in einem gestoppten Zustand zu halten. Die Bremsen können mit einem Fahrzeug-Antriebsstrang verbunden sein, wie in 3 dargestellt. Die Antriebsstrangs und Bremssysteme können gemäß dem Verfahren von 4 und 5 selektiv betrieben werden.
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Motor mit innerer Verbrennung 10, der eine Mehrzahl von Zylindern umfasst, von welchen ein Zylinder in 1 dargestellt ist, durch eine elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Der Motor 10 umfasst einen Brennraum 30 und Zylinderwände 32 mit einem Kolben 36, der darin positioniert und mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Ein Schwungrad 97 und einen Zahnkranz 99 sind mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt. Ein Starter 96 umfasst einen Ritzelschaft 98 und ein Ritzel 95. Der Ritzelschaft 98 kann das Ritzel 95 zum Eingreifen in den Zahnkranz 99 selektiv vorrücken. Der Starter 96 kann direkt an der Vorderseite des Motors oder der Hinterseite des Motors montiert sein. In einigen Beispielen kann der Starter 96 der Kurbelwelle 40 selektiv Drehmoment über einen Riemen oder eine Kette zuführen. In einem Beispiel ist der Starter 96 in einem Basiszustand, wenn er nicht mit der Kurbelwelle des Motors in Eingriff ist. Der Brennraum 30 ist über ein Einlassventil 52 und ein Auslassventil 54 in Kommunikation mit einem Ansaugkrümmer 44 bzw. einem Abgaskrümmer 48 dargestellt. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betätigt werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden. Der Einlassnocken 51 und der Auslassnocken 53 können in Bezug auf eine Kurbelwelle 40 bewegt werden.
Eine Kraftstoffeinspritzdüse 66 ist so positioniert dargestellt, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was den Fachleuten als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann Kraftstoff in einen Einlasskanal eingespritzt werden, was den Fachleuten als Einlasskanaleinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 liefert Kraftstoff im Verhältnis zur Pulsweite eines Signals von der Steuerung 12. Der Kraftstoff wird der Kraftstoffeinspritzdüse 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht dargestellt) zugeführt, das einen Kraftstoffbehälter, eine Kraftstoffpumpe und ein Kraftstoffverteilerrohr (nicht dargestellt) umfasst. Außerdem ist ein Ansaugkrümmer 44 in Kommunikation mit einer optionalen elektronischen Drosselklappe 62 dargestellt, welche eine Position einer Drosselklappenplatte 64 anpasst, um den Luftstrom vom Lufteinlass 42 zum Ansaugkrümmer 44 zu regeln. In einem Beispiel kann ein Niederdruck-Direkteinspritzsystem verwendet werden, wobei der Kraftstoffdruck auf ungefähr 20 bis 30 bar erhöht werden kann. Alternativ kann ein zweistufiges Hochdruck-Kraftstoffsystem verwendet werden, um höhere Kraftstoffdrücke zu erzeugen. In einigen Beispielen können die Drosselklappe 62 und die Drosselklappenplatte 64 zwischen dem Einlassventil 52 und dem Ansaugkrümmer 44 positioniert sein, derart dass die Drosselklappe 62 eine Einlasskanal-Drosselklappe ist.
Ein verteilerloses Zündsystem 88 versorgt den Brennraum 30 als Reaktion auf die Steuerung 12 über eine Zündkerze 92 mit einem Zündfunken. Ein universeller Abgas-Sauerstoff(UEGO für engl. Universal Exhaust Gas Oxygen)-Sensor 126 ist so dargestellt, dass er mit dem Abgaskrümmer 48 stromaufwärts eines katalytischen Konverters 70 gekoppelt ist. Alternativ kann ein Abgas-Sauerstoffsensor mit zwei Zuständen den UEGO-Sensor 126 ersetzen.
Der Konverter 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorblöcke umfassen. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen, jeweils mit mehreren Blöcken, verwendet werden. Der Konverter 70 kann in einem Beispiel ein Dreiwege-Katalysator sein.
Die Steuerung 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer dargestellt, der umfasst: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 104, einen Festwertspeicher 106 (z. B. einen nicht-transitorischen Speicher), einen Direktzugriffsspeicher 108, einen Erhaltungsspeicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuerung 12 ist so dargestellt, dass sie neben den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren empfängt, die umfassen: eine Motor-Kühlmitteltemperatur (ECT für engl. engine coolant temperature) von einem Temperatursensor 112, der mit einer Kühlhülse 114 gekoppelt ist; einen Positionssensor 134, der mit einem Gaspedal 130 gekoppelt ist, zum Messen einer Kraft, die von einem Fahrer 132 ausgeübt wird; eine Messung von Absolutkrümmerdruck (MAP für engl. manifold pressure) von einem Drucksensor 122, der mit dem Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist; einen Motorpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 misst; eine Messung von in den Motor eintretender Luftmasse von einem Sensor 120; eine Bremspedalposition von einem Bremspedalpositionssensor 154, wenn der Fahrer 132 ein Bremspedal 150 betätigt; und eine Messung der Drosselklappenposition von einem Sensor 58. Auch der Luftdruck kann zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 gemessen werden (Sensor nicht dargestellt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118 eine vorbestimmte Anzahl von gleich beabstandeten Impulsen bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, woraus die Motordrehzahl (U/MIN) bestimmt werden kann.
In einigen Beispielen kann der Motor in einem Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor/Batteriesystem gekoppelt sein. Ferner können in einigen Beispielen andere Motorkonfigurationen, zum Beispiel ein Dieselmotor, eingesetzt werden.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder innerhalb des Motors 10 typischerweise einen Viertaktzyklus: der Zyklus umfasst den Ansaugtakt, den Kompressionstakt, den Expansionstakt und den Auspufftakt. Während des Ansaugtakts schließt im Allgemeinen das Auslassventil 54 und öffnet das Einlassventil 52. Luft wird über den Ansaugkrümmer 44 in den Brennraum 30 eingeführt, und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb des Brennraums 30 zu vergrößern. Die Position, an welcher der Kolben 36 in der Nähe des Bodens des Zylinders und am Ende seines Hubs ist (z. B. wenn der Brennraum 30 sein größtes Volumen aufweist), wird von den Fachleuten typischerweise als unterer Totpunkt (BDC für engl. bottom dead center) bezeichnet. Während des Kompressionstakts sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfs, um die Luft innerhalb des Brennraums 30 zu komprimieren. Der Punkt, an welchem der Kolben 36 am Ende seines Hubs und dem Zylinderkopf am nächsten ist (z. B. wenn der Brennraum 30 sein kleinstes Volumen aufweist), wird von den Fachleuten typischerweise als oberer Totpunkt (TDC für engl. top dead center) bezeichnet. In einem Prozess, der hierin im Folgenden als Einspritzung bezeichnet wird, wird Kraftstoff in den Brennraum eingeführt. In einem Prozess, der hierin im Folgenden als Zündung bezeichnet wird, wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie beispielsweise die Zündkerze 92, gezündet, was zu Verbrennung führt. Während des Expansionstakts stoßen Expansionsgase den Kolben 36 zum BDC zurück. Die Kurbelwelle 40 setzt die Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet während des Auspufftakts das Auslassventil 54, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum TDC zurück. Es ist zu erwähnen, dass Vorstehendes lediglich als Beispiel dient, und dass die Öffnungs- und/oder Schließzeiten der Einlass- und Auslassventile variieren können, um zum Beispiel positive oder negative Ventilüberschneidung, spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 2 ist ein erstes beispielhaftes Bremssystem dargestellt, auf welches das Verfahren von 4 und 5 angewendet werden kann. Das Bremssystem 201 von 2 kann mit dem in 1 dargestellten Motor als Systeme eines Fahrzeugs enthalten sein. Hydraulische Leitungen sind als durchgehende Linien dargestellt, elektrische Verbindungen sind als gestrichelte Linien dargestellt, und pneumatische Verbindungen sind als strichpunktierte Linien dargestellt.
Das Bremssystem 201 umfasst ein Bremspedal 150 und einen Bremspositionssensor 154, wie in 1 dargestellt. In einigen Beispielen kann das Bremssystem 201 außerdem einen Bremspedalkraftsensor 251 umfassen. Das Bremspedal 150 kann durch einen Fuß 152 betätigt werden, um eine Stange 213 zu bewegen. Der Fuß 152 kann durch einen Bremskraftverstärker 240 unterstützt werden, um die Stange 213 so anzutreiben, dass Fluid in einem Hauptzylinder 238 derart unter Druck gesetzt wird, dass Druck in einer ersten Bremsleitung 231 und zweiten Bremsleitung 232 zunimmt, wenn das Bremspedal 150 niedergedrückt wird. Der Bremskraftverstärker 240 umfasst eine Membran 245, die mit der Stange 213 gekoppelt ist und auf die Unterdruck Kraft anwendet, um Öl im Hauptzylinder 238 unter Druck zu setzen. Der Bremskraftverstärker 240 umfasst eine Arbeitskammer 247, eine Unterdruckkammer 248 und eine Rückstellfeder 270. In diesem Beispiel empfängt die Arbeitskammer 247 selektiv Luft von einer Hochdruckquelle, welche atmosphärischer Druck ist. Wenn das Bremspedal 150 niedergedrückt wird, nimmt Druck in der Arbeitskammer 247 zu, während Unterdruck mit Umgebungsluft verdrängt wird. Ein Drucksensor 258 misst den Druck in der Arbeitskammer 247. Ein Drucksensor 257 misst den Druck in der Unterdruckkammer 248.
Ein Unterdruckbehälter 235 versorgt den Bremskraftverstärker 240 über ein Rückschlagventil 265 mit Unterdruck. Der Druck im Unterdruckbehälter 235 wird durch einen Drucksensor 293 gemessen. In einigen Beispielen kann der Unterdruckbehälter 235 in den Bremskraftverstärker 240 integriert sein. Über ein Rückschlagventil 260 wird dem Unterdruckbehälter 235 Unterdruck zugeführt. Dem Rückschlagventil 260 wird Unterdruck über den Motor-Ansaugkrümmer 44 oder eine Vorrichtung, wie beispielsweise einen Ejektor, zugeführt.
Die zahlreichen hydraulischen Ventile, die in 2 dargestellt sind, stellen die vielen Zwecke des Bremssystems bereit. Wenn die Ventile in ihren Standardpositionen sind, arbeitet das System, als ob keine elektronische Steuerung vorhanden wäre. Ein Betätigen der Ventile und Motoren stellt die Fähigkeit zum Ausüben von hydraulischem Druck auf die und Wegnehmen des hydraulischen Drucks von den Radbremsen oder Gruppen von Radbremsen bereit, um viele Zwecke, einschließlich des Haltens des Fahrzeugs in einem gestoppten Zustand, Antiblockierbremsung und Traktionssteuerung, zu erreichen. Der Hauptzylinder 238 kann Bremsen 290 druckbeaufschlagtes Öl zum Stoppen der Drehung von Rädern 291 zuführen. Normalerweise offene Ventile 210 und normalerweise geschlossene Ventile 212 regeln den Fluss von druckbeaufschlagtem Fluid aus dem Hauptzylinder 238 und/oder hydraulischen Pumpen 204 und 206. Insbesondere können die normalerweise offenen Ventile 210 und die normalerweise geschlossenen Ventile 212 eine Ausgabe aus den hydraulischen Pumpen 204 und 206 zum Hauptzylinder 238 isolieren, wenn die hydraulischen Pumpen 204 und 206 in Betrieb sind.
Die hydraulischen Pumpen 204 und 206 werden durch einen Elektromotor 202 betrieben, und der Elektromotor 202 wird durch eine Steuerung 12 gesteuert. Der Ausgangsdruck der Pumpen 204 und 206 kann über optionale Drucksensoren 287 und 288 überwacht werden. Blenden 255 begrenzen Druckänderungen im System, und Akkumulatoren 220 ermöglichen, dass Druck in Bremsen weggenommen wird, wenn die normalerweise geschlossenen Ventile stromaufwärts der Akkumulatoren geschlossen werden. Rückschlagventile 230 begrenzen den Fluss zwischen dem Hauptzylinder 238 und den hydraulischen Pumpen 204 und 206. Der Ausgangsdruck des Hauptzylinders 238 kann über optionale Drucksensoren 281 und 282 überwacht werden. Rückschlagventile 241 verhindern, dass Fluid von den hydraulischen Pumpen 204 und 206 zum Hauptzylinder 238 fließt. Normalerweise geschlossene Durchflussregelventile 243 können geöffnet, werden, wenn gewünscht wird, um den hydraulischen Druck an den Bremsen 290 zu halten, oder wenn die Pumpen 204 und 206 aktiviert werden, um den hydraulischen Druck zu den Bremsen 290 zu erhöhen. Die Fahrzeugräder 291 sind einzeln bezeichnet, das linke Vorderrad des Fahrzeugs ist mit FL bezeichnet, das rechte Vorderrad ist mit FR bezeichnet, das rechte Hinterrad ist mit RR bezeichnet, und das linke Hinterrad ist mit RL bezeichnet.
Elektrisch betätigte Bremsen 275 sind für hintere linke und rechte Bremsen dargestellt. Die elektrisch betätigten Bremsen 275 können jedoch an allen Rädern positioniert sein.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 3 ist ein beispielhafter Fahrzeug-Antriebsstrang 300 dargestellt. Der Fahrzeug-Antriebsstrang 300 umfasst den Motor 10, wie in 1 genauer dargestellt. Der Motor 10 kann einen oder mehrere Drehmomentantriebe 304 umfassen. Der Drehmomentantrieb 304 kann eine Motor-Drosselklappe, eine regelbare Nockenwelle, eine Kraftstoffeinspritzdüse, ein Zündsystem oder eine andere Einrichtung sein, die das Motordrehmoment beeinflussen kann. Das Motordrehmoment kann durch Betätigen des Drehmomentantriebs erhöht oder herabgesetzt werden.
Der Motor 10 übermittelt Drehmoment über die Kurbelwelle 40 an einen Drehmomentwandler 306. Der Drehmomentwandler 306 koppelt den Motor 10 hydraulisch mit einer Getriebe-Eingangswelle 351. Ein automatisches Getriebe 308 umfasst eine Vorwärtskupplung 312 und Zahnradkupplungen 310. Eine mechanische Pumpe 314 liefert druckbeaufschlagtes Getriebefluid zum Drehmomentwandler 306, den Zahnradkupplungen 310 und der Vorwärtskupplung 312.
Eine Antriebswelle 353 leitet Drehmoment vom Getriebe 308 zu den Fahrzeugrädern 291. Über die hydraulischen Bremsen 290 oder gegebenenfalls elektrisch betriebene Bremsen 335 kann den Fahrzeugrädern Kraft zugeführt werden. Elektrisch betriebenen Bremsen 275 können als Parkbremsen oder Haltebremsen betrieben werden, wenn gewünscht wird, das Fahrzeug 390 in einem gestoppten Zustand zu halten. Die hydraulischen Bremsen 290 können bei Bewegung des Fahrzeugs 390 zum gewünschten Halten des Fahrzeugs in einem gestoppten Zustand und als Halte- oder Parkbremsen betätigt werden. Außerdem können die hydraulischen Bremsen 290 und die elektrische Bremse 275 betätigt werden, wenn ein Neigungsmesser 371 anzeigt, dass ein Straßengefälle größer als ein Schwellenstraßengefälle ist, wenn das Fahrzeug 390 gestoppt ist.
Demnach stellt das System von 1 bis 3 ein Fahrzeugsystem bereit, das umfasst: ein Fahrzeug, das einen Motor, ein Bremspedal, Bremshalteventile und Fahrzeugbremsen umfasst; und eine Steuerung, die nicht-transitorische Befehle umfasst, die ausgeführt werden können, um die Bremshalteventile als Reaktion auf ein wenigstens teilweises Loslassen eines Bremspedals durch einen Fahrer teilweise zu schließen. Das Fahrzeugsystem umfasst zusätzliche Befehle zum Stoppen von Drehung des Motors als Reaktion auf eine Bestätigung dessen, dass die Fahrzeugbremsen nach dem wenigstens teilweisen Loslassen des Bremspedals durch den Fahrer betätigt werden. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner eine hydraulische Bremspumpe und zusätzliche Befehle zum Aktivieren der hydraulischen Bremspumpe als Reaktion auf Fahrzeugbewegung. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner eine hydraulische Bremspumpe und zusätzliche Befehle zum Aktivieren der hydraulischen Bremspumpe als Reaktion auf Straßengefälle, Fahrzeugmasse und Kriechmoment. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner eine elektrisch betätigte Bremse und zusätzliche Befehle zum Aktivieren der elektrisch betätigten Bremse als Reaktion auf Bremsleitungsdruck, bevor der Motor zu drehen aufhören gelassen wird. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner Befehle zum Freigeben der Bremshalteventile als Reaktion auf eine Betätigung eines Gaspedals, und wobei die Bremshalteventile Fluss von Bremsfluid zu den Fahrzeugbremsen beschränken oder ermöglichen.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 4 und 5 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Motors dargestellt. Die Verfahren von 4 und 5 kann als ausführbare Befehle in der Steuerung 12 für das System von 1 bis 3 gespeichert werden. Ferner kann das Verfahren von 4 und 5 die beispielhafte Folge bereitstellen, die in 6 dargestellt ist.
Bei 402 bestimmt das Verfahren 400 das Straßengefälle. In einem Beispiel kann das Straßengefälle basierend auf einer Ausgabe des Neigungsmessers 371 geschätzt werden. Der Neigungsmesser 371 gibt einen Wert, Strom oder Spannung, aus, der für das Straßengefälle repräsentativ ist. Das Straßengefälle kann alternativ als ein Winkel in Bezug auf eine horizontale Ebene ausgegeben werden. Alternativ kann das Straßengefälle durch eine bei 403 beschriebene Gleichung geschätzt werden, wenn die Fahrzeugmasse bekannt ist. Das Verfahren 400 geht nach dem Bestimmen des Straßengefälles zu 404 über.
Bei 404 schätzt das Verfahren 400 die Fahrzeugmasse. In einem Beispiel wird die Fahrzeugmasse basierend auf Folgendem geschätzt:
Das Motor-/Antriebsstrang-Drehmoment ist ungefähr gleich dem fahrwiderstands- + gefällebasierten Drehmoment. Twh₁ = Rrr·Mv·g·sin(θ₁) + Trl₁ wobei Twh₁ das Radmoment bei Gefälle θ₁ ist, Rrr der Antriebsrad-Rollradius ist, Mv die Fahrzeugmasse ist, g die Gravitationskonstante ist, θ₁ der erste Winkel des Straßengefälles ist, und Trl₁ das Fahrwiderstandsmoment am Antriebsrad bei Gefälle θ₁ ist. Demnach ist die Schätzung der Fahrzeugmasse wie folgt:
wobei Twh₂ das Radmoment bei Gefälle θ₂ ist, θ₂ der zweite Winkel des Straßengefälles ist, und Trl₂ das Fahrwiderstandsmoment am Antriebsrad bei Gefälle θ₂ ist. Das Verfahren 400 schätzt die Fahrzeugmasse und geht zu 406 über.
Bei 406 beurteilt das Verfahren 400, ob das Fahrzeugbremspedal betätigt wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als eine Schwellenfahrzeuggeschwindigkeit ist. Das Verfahren 400 beurteilt basierend auf einer Position eines Bremspedals, dass das Fahrzeugbremspedal betätigt wird. Das Verfahren 400 beurteilt basierend auf einer Ausgabe eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als eine Schwellenfahrzeuggeschwindigkeit ist. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass das Fahrzeugbremspedal betätigt wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als eine Schwellengeschwindigkeit ist, ist die Antwort „Ja“, und das Verfahren 400 geht zu 408 über. Andernfalls ist die Antwort „Nein“, und das Verfahren 400 geht zur Beendigung über.
Bei 408 schätzt das Fahrzeug 400 die auf das Fahrzeugrad ausgeübte Bremskraft. In einem Beispiel kann die Bremskraft an jedem Rad durch die hydraulische Kraft geschätzt werden, welche die Radbremskolben auf die Bremsklötze ausüben (z. B. π / 4 ·d²·P, wobei d der Bremskolbendurchmesser ist, P der Druck im Bremszylinder ist, und π eine Konstante ist). Die Bremskraft kann über den Radius vom Rollradius zum Bremssattel in ein Drehmoment umgewandelt werden. Das Verfahren 400 geht nach dem Schätzen der Bremskraft zu 410 über.
Außerdem kann bei 408 das Kriechmoment des Fahrzeugs basierend auf Motordrehmoment, Drehmomentwandler-Drehmomentvervielfachung, Antriebsstrang-Übersetzungsverhältnissen und dem Radradius bestimmt werden. Das Motordrehmoment kann basierend auf Motordrehzahl, Motor-Luftmenge und Motor-Zündzeitpunkteinstellung geschätzt werden. In einem Beispiel indizieren Motordrehzahl, Luftmenge und Zündzeitpunkeinstellung eine Tabelle oder eine Funktion, die ein empirisch bestimmtes Motordrehmoment ausgibt. Das Motodrehmoment wird basierend auf einer Drehmomentwandler-Transferfunktion, dem Getriebe-Übersetzungsverhältnis, dem Rad-Rollradius und Übertragungsverlusten angepasst, um das Kriechmoment des Fahrzeugs zu schätzen.
Bei 410 beurteilt das Verfahren 400, ob die hydraulisch betätigten Bremsen des Fahrzeugs durch den Fahrer gelöst werden, indem er ein Bremspedal wenigstens teilweise loslässt. Das Verfahren 400 kann basierend auf einer Position eines Bremspedals beurteilen, dass die Fahrzeugbremsen gelöst werden. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass die Bremsen gelöst werden, ist die Antwort „Ja“, und das Verfahren 400 geht zu 420 über. Andernfalls ist die Antwort „Nein“, und das Verfahren 400 geht zu 412 über.
Bei 412 stoppt das Verfahren 400 den Motor, wenn Bedingungen für automatischen Motorstopp erfüllt werden, während die Bremse betätigt wird. In einem Beispiel stoppt das Verfahren 400 den Motor durch Stoppen von Kraftstofffluss zum Motor, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit null ist, der Motor auf Leerlaufdrehzahl ist, die Bremse betätigt wird, und eine vorbestimmte Zeitdauer seit der Erfüllung der Motorstoppbedingungen vergangen ist. Das Verfahren 400 geht nach dem automatischen Stoppen des Motors (der Motor z. B. gestoppt wird, ohne dass der Fahrer über eine Eingabe, welche einzig und allein die Funktion des Stoppens und Startens des Motors hat, wie beispielsweise ein Zündschalter, einen Motorstopp anfordert) zur Beendigung über.
Bei 420 schließt das Verfahren 400 Bremsdruckhalteventile als Reaktion auf ein Lösen der Fahrzeugbremsen durch den Fahrer. Zum Beispiel können die Ventile 243 von 2 geschlossen werden, um hydraulischen Druck an den Fahrzeugbremsen 290 zu halten, während der Fahrer das Fahrzeugbremspedal 150 nicht betätigt. Durch vollständiges Schließen der Bremsdruckhalteventile als Reaktion auf das Loslassen des Bremspedals durch den Fahrer kann das Fahrzeug in einem gestoppten Zustand bleiben, während die Fahrzeugbremsen vom Fahrer nicht betätigt werden. Ferner bleibt der Motor bei 420 in Betrieb.
In einigen Beispielen kann das Öffnungsmaß des Bremsdruckhalteventils anstatt eines vollständigen Schließens verkleinert werden. Das mittlere Öffnungsmaß des Bremsdruckhalteventils kann durch Modulieren des Bremsdruckhalteventils mittels eines elektrisch modulierten Steuersignals verkleinert werden. Alternativ kann eine Blende, die den Fluss in die und aus den Fahrzeugbremsen 290 begrenzt, in die Hydraulikbremsschaltung geschaltet werden, um den Fluss von Bremsfluid aus den und in die Fahrzeugbremsen 290 zu verringern, aber nicht zu stoppen. Durch teilweise Schließen der Bremsdruckhalteventile kann der Fahrer die Bremskraft weiter verstärken, wenn der Fahrer die Bremse schnell neu betätigt. Ferner wird die Rate, mit der Druck an den Fahrzeugbremsen verringert wird, so reduziert, dass die hydraulisch betätigten Bremsen das Fahrzeug für eine längere Zeitdauer gestoppt halten können. Auf diese Weise kann es möglich sein, die Möglichkeit zu verringern, dass ein Fahrer ein hartes Bremspedalgefühls erfährt. Das Verfahren 400 geht nach dem Anpassen der Bremsdruckhalteventile zu 422 über.
Bei 422 beurteilt das Verfahren 400, ob genügend Kraft auf die Fahrzeugbremsen ausgeübt wird, um das Fahrzeug in Stellung zu halten, oder nicht. In einem Beispiel vergleicht das Verfahren 400 die durch die Bremsen auf die Räder ausgeübte Kraft, die bei 408 bestimmt wird, einschließlich der Position der Radbremse in Bezug auf die Radnabe, mit der zum Bewegen des Fahrzeugs aufgebrachten Kraft. Die zum Bewegen des Fahrzeugs aufgebrachte Kraft ist die Summe von Kriechmoment (z. B. Motordrehmoment mal Drehmomentwandler-Vervielfachung mal Antriebsstrang-Übersetzungsverhältnisse minus Antriebsstrang-Drehmomentverlust) und m·g·r·sin(θ), wobei m die Fahrzeugmasse ist, g die Gravitationskonstante ist, r der Reifen-Rollradius ist, und θ der Winkel der Straße ist. Wenn die auf die Fahrzeugbremsen ausgeübte Kraft größer als die zum Bewegen des Fahrzeugs aufgebrachte Kraft ist, dann ist die Antwort „Ja“, und das Verfahren 400 geht zu 490 über. Andernfalls ist die Antwort „Nein“, und das Verfahren 400 geht zu 424 über.
In einigen Beispielen beurteilt das Verfahren 400 bei 422, ob sich das Fahrzeug bewegt oder nicht. Wenn dies der Fall ist, geht das Verfahren 400 zu 424 über. Andernfalls geht das Verfahren 400 zu 490 über. Durch Bewerten, ob sich das Fahrzeug bewegt oder nicht, kann bestimmt werden, ob die aufgebrachte Bremskraft für die aktuellen Fahrzeugbetriebsbedingungen ausreicht, um das Fahrzeug in einem gestoppten Zustand zu halten.
In noch anderen Beispielen nimmt das Verfahren 400 vorbestimmte Maße für Fahrzeugmasse, Straßengefälle und Kriechmoment an, um zu bewerten, ob die aufgebrachte Bremskraft ausreicht, um das Fahrzeug auf Stopp zu halten. Die vorbestimmten Werte von Fahrzeugmasse, Straßengefälle und Kriechmoment sind eine Basis zum Bestimmen einer vorbestimmten Bremskraft, und die vorbestimmte Bremskraft wird ohne Beurteilen von tatsächlicher Fahrzeugmasse, tatsächlichem Straßengefälle oder tatsächlichem Kriechmoment aufgebracht. Daher bestimmt das Verfahren 400 einfach, ob die Bremskraft größer als eine vorbestimmte Bremskraftschwelle ist oder nicht. Wenn dies der Fall ist, geht das Verfahren 400 zu 490 über. Andernfalls geht das Verfahren 400 zu 424 über. Auf diese Weise kann das Verfahren 400 alternative Möglichkeiten zum Bestimmen bereitstellen, ob der Motor nach dem Erfüllen der Bedingungen für automatischen Stopp/Start zu drehen aufhören gelassen wird, oder ob alterative Maßnahmen ergriffen werden können.
Bei 490 lässt das Verfahren 400 den Motor automatisch zu drehen aufhören, wenn die ausgewählten Start-/Stoppbedingungen erfüllt werden. Zum Beispiel kann Drehung des Motors gestoppt werden, wenn die Motortemperatur höher als eine Schwellentemperatur ist, und eine Katalysatortemperatur höher als eine Schwellentemperatur ist, und wenn der Motor auf Leerlaufdrehzahl ist, und wenn der Batterieladestand höher als ein Schwellenladestand ist. Andere, verschiedene oder weniger Fahrzeugbetriebsbedingungen können vor dem Stoppen von Drehung des Motors ebenfalls berücksichtigt werden. Wenn die ausgewählten Bedingungen für automatischen Stopp nicht erfüllt werden, kann der Motor weiterlaufen gelassen werden. Wenn die ausgewählten Bedingungen für automatischen Start/Stopp erfüllt werden, wird Drehung des Motors gestoppt. Das Verfahren 400 geht zu 492, nach dem der Motor zu drehen aufhören gelassen wird.
Bei 492 beurteilt das Verfahren 400, ob das Gaspedal betätigt wird oder nicht oder ob das Fahreranforderungsdrehmoment (z. B. das von einem Fahrer angeforderte Drehmoment) größer als ein Schwellendrehmoment ist. Das Fahreranforderungsdrehmoment und die Betätigung des Gaspedals können aus der Position des Gaspedals bestimmt werden. Wenn das Verfahren 400 beurteilt. dass das Gaspedal betätigt wird und dass das Fahreranforderungsdrehmoment größer als ein Schwellendrehmoment ist, ist die Antwort „Ja“, und das Verfahren 400 geht zu 470 über. Andernfalls ist die Antwort „Nein“, und das Verfahren 400 kehrt zu 490 zurück.
Bei 470 startet das Verfahren 400 den Motor neu, wenn der Motor zu drehen aufgehört hat. Der Motor kann durch Einspuren eines Starters, Drehen des Motors und Zuführen von Kraftstoff und Zündfunken zum Motors neu gestartet werden. Außerdem werden die Fahrzeugbremsen, einerlei ob hydraulisch oder elektrisch bestätigt, nach dem Starten des Motors gelöst. Wenn der Motor bereits gestartet ist, werden die Fahrzeugbremsen gelöst. Das Verfahren 400 endet nach dem Starten des Motors und Lösen der Bremsen.
Bei 424 beurteilt das Verfahren 400, ob eine aktive Bremsung vorliegt oder nicht. In diesem Beispiel ist eine aktive Bremsung eine Bremsung, die automatisch ohne Betreibereingabe zum Verstärken der Bremskraft und zum Bereitstellen einer Haltefunktion (z. B. Abhalten eines Fahrzeugs von Bewegung bei losgelassenem Bremspedal) getätigt werden kann. Die aktive Bremsung kann getätigt werden, während der Fahrer die Bremsen betätigt, oder wenn der Fahrer die Bremsen nicht betätigt. Die aktive Bremsung kann über hydraulische, mechanische, Unterdruck- oder elektrische Aktivierung erfolgen. In einem Beispiel kann ein Speicherplatz im Speicher der Steuerung auf einen Wert gesetzt sein, der darstellt, ob aktive Bremsung vorliegt oder nicht. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass aktive Bremsung vorliegt, ist die Antwort „Ja“, und das Verfahren 400 geht zu 450 über. Andernfalls ist die Antwort „Nein“, und das Verfahren 400 geht zu 426 über.
Bei 426 verhindert oder stoppt das Verfahren 400 automatisches Stoppen des Motors (z. B. Stoppen des Motors ohne Fahrereingabe in eine Vorrichtung, deren Zweck einzig und allein das Stoppen und/oder Starten des Motors ist). Das Verfahren 400 geht nach dem Verhindern von automatischem Motorstopp bei 5 zu 428 über.
Bei 428 beurteilt das Verfahren 400, ob die Fahrzeugbremsen betätigt werden oder nicht. In einem Beispiel beurteilt das Verfahren 400 basierend auf einer Bremspedalposition, ob die Fahrzeugbremsen betätigt werden oder nicht. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass die Fahrzeugbremsen betätigt werden, ist die Antwort „Ja“, und das Verfahren 400 geht zu 430 über. Andernfalls ist die Antwort „Nein“, und das Verfahren 400 geht zu 432 über.
Bei 430 gibt das Verfahren 400 die Bremsdruckhalteventile frei oder öffnet sie (z. B. wird das Ventil 243 von 2 aus einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand freigegeben, wodurch der Fahrer die Bremsen betätigen oder lösen kann). Die Bremsdruckhalteventile werden aus einem geschlossenen Zustand freigegeben, während der Motor läuft, und während die Bremsen betätigt werden, damit der Fahrer kein hartes Bremspedalgefühl erfährt, und damit der Fahrer den auf die Fahrzeugbremsen ausgeübten Druck erhöhen kann. Das Verfahren 400 kehrt nach dem Freigeben der Bremsdruckhalteventile zu 408 zurück.
Bei 432 beurteilt das Verfahren 400, ob das Gaspedal oder das Fahreranforderungsdrehmoment zunimmt oder nicht. Die Gaspedalposition und das Fahreranforderungsdrehmoment können aus einer Position des Gaspedals bestimmt werden. Wenn das Gaspedal betätigt wird, ist die Antwort „Ja“, und das Verfahren 400 geht zu 434 über. Andernfalls ist die Antwort „Nein“, und das Verfahren 400 kehrt zu 428 zurück.
Bei 434 gibt das Verfahren 400 die Bremsdruckhalteventile frei oder öffnet sie. Die Bremsdruckhalteventile werden freigegeben, wenn das Gaspedal betätigt wird, so dass Drehmoment gemäß der Absicht des Fahrers auf die Fahrzeugräder übertragen wird. Das Verfahren 400 geht nach dem Freigeben der Bremsdruckhalteventile zur Beendigung über.
Bei 450 beurteilt das Verfahren 400, ob aktive hydraulische Bremsung vorliegt oder nicht. In einem Beispiel kann das Verfahren 400 basierend auf einem Wert einer im Speicher der Steuerung gespeicherten Variablen identifizieren, ob hydraulische Bremsung vorliegt oder nicht. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass aktive hydraulische Bremsung vorliegt, ist die Antwort „Ja“, und das Verfahren 400 geht zu 460 über. Andernfalls ist die Antwort „Nein“, und das Verfahren 400 geht zu 452 über.
Bei 452 aktiviert das Verfahren 400 elektrisch betriebene Radbremsen. Die elektrisch betriebenen Radbremsen können durch Zuführen von Strom zu den Radbremsen aktiviert werden. Ein Betätigen der elektrisch betriebenen Radbremsen übt eine vorbestimmte Kraft auf die Radbremsen aus. Das Verfahren 400 geht nach dem Aktivieren der elektrisch betriebenen Radbremsen zu 454 über.
Bei 454 lässt das Verfahren 400 nach einer Bestätigung, dass das Fahrzeug angehalten wird, automatischen Motorstopp zu. In einem Beispiel wird bestätigt, dass das Fahrzeug angehalten wird, wenn die elektrisch betätigten Radbremsen voll betätigt werden, und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit null ist. Der Motor kann durch Stoppen eines Kraftstoffflusses zum Motor gestoppt werden. Die volle Betätigung der elektrisch betriebenen Radbremsen kann über einen Begrenzungsschalter oder eine andere Einrichtung zur Erfassung der Position von Betätigungselementen bestätigt werden. Wenn nicht bestätigt wird, dass das Fahrzeug in einem angehaltenen Zustand ist, dreht der Motor weiter. Die Drehung des Motors kann gestoppt werden, wenn Bedingungen für automatisches Stoppen vorliegen (z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit null, Motortemperatur höher als eine Schwellentemperatur usw.) Das Verfahren 400 geht zu 456 über.
Bei 456 beurteilt das Verfahren 400, ob das Gaspedal betätigt wird oder nicht oder ob das Fahreranforderungsdrehmoment (z. B. das von einem Fahrer angeforderte Drehmoment) größer als ein Schwellendrehmoment ist. Das Fahreranforderungsdrehmoment und die Betätigung des Gaspedals können aus der Position des Gaspedals bestimmt werden. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass das Gaspedal betätigt wird und dass das Fahreranforderungsdrehmoment größer als ein Schwellendrehmoment ist, ist die Antwort „Ja“, und das Verfahren 400 geht zu 470 über. Andernfalls ist die Antwort „Nein“, und das Verfahren 400 kehrt zu 454 zurück.
Bei 460 aktiviert das Verfahren 400 eine hydraulische Bremspumpe, die den Fahrzeugbremsen druckbeaufschlagtes Bremsfluid zuführt, ohne dass der Fahrer das Fahrzeugbremspedal betätigt. Zum Beispiel kann dem Elektromotor 202 elektrische Leistung zugeführt werden, um die Pumpen 204 und 206 zu aktivieren, die in 2 dargestellt sind. Der Bremsdruck kann auf einen vorbestimmten Druck ansteigen, der ausreicht, um das Fahrzeug auf einer vorbestimmten Steigung (z. B. 15 Grad) und einem vorbestimmten Sicherheitsfaktor zu halten (z. B. einem Multiplikator, um die Bremskraft auf eine Bremskraft zu verstärken, die größer ist als notwendig, um das unbelastete Fahrzeug auf der Steigung von 15 Grad zu halten). Außerdem können Zustände von Bremsventilen geändert werden, um zunehmende Bremskraft zu unterstützen, während der Fahrer die Fahrzeugbremse nicht betätigt. Das Verfahren 400 geht nach dem Aktivieren der hydraulischen Bremspumpe zu 462 über.
Bei 462 lässt das Verfahren 400 nach einer Bestätigung, dass das Fahrzeug angehalten wird, automatischen Motorstopp zu. Das Anhalten des Fahrzeugs kann bestätigt werden, wenn der hydraulische Bremsdruck einen vorbestimmten Bremsdruck überschreitet, und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit null ist. Der hydraulische Bremsdruck kann durch die Ausgabe eines Drucksensors (z. B. 287 von 2) bestätigt werden. Wenn nicht bestätigt wird, dass das Fahrzeug in einem angehaltenen Zustand ist, dreht der Motor weiter. Die Drehung des Motors kann gestoppt werden, wenn Bedingungen für automatisches Stoppen vorliegen (z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit null, Motortemperatur höher als eine Schwellentemperatur usw.). Das Verfahren 400 geht zu 464 über.
Bei 464 beurteilt das Verfahren 400, ob das Gaspedal betätigt wird oder nicht, oder ob das Fahreranforderungsdrehmoment (z. B. das von einem Fahrer angeforderte Drehmoment) größer als ein Schwellendrehmoment ist. Das Fahreranforderungsdrehmoment und die Betätigung des Gaspedals können aus der Position des Gaspedals bestimmt werden. Wenn das Verfahren 400 beurteilt. dass das Gaspedal betätigt wird und dass das Fahreranforderungsdrehmoment größer als ein Schwellendrehmoment ist, ist die Antwort „Ja“, und das Verfahren 400 geht zu 470 über. Andernfalls ist die Antwort „Nein“, und das Verfahren 400 kehrt zu 462 zurück.
Auf diese Weise ermöglicht es das Verfahren von 4 und 5, ein Fahrzeug in Stellung zu halten, und beurteilt, ob Haltbedingungen zum Stoppen von Motodrehung wünschenswert sind. Der Fahrzeughaltebetrieb kann als Reaktion auf die Betätigung eines Gaspedals oder als Reaktion auf eine Zunahme des Fahreranforderungsdrehmoments freigegeben ausgeschaltet werden.
Demnach ermöglicht das Verfahren von 4 und 5 ein Betreiben eines Motors, das umfasst: Verbrennen eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in einem Motor; Stoppen von Fahrzeugbewegung als Reaktion auf ein Betätigen eines Bremspedals durch einen Fahrer; Fortsetzen der Betätigung von Fahrzeugbremsen ohne Betätigen des Bremspedals als Reaktion auf ein wenigstens teilweises Loslassen des Bremspedals durch den Fahrer, wobei die Fahrzeugbremsen automatisch betätigt werden können, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als eine Schwellengeschwindigkeit ist; und Stoppen von Motordrehung als Reaktion auf eine Anzeige, dass die aufgebrachte Bremskraft ausreicht, um das Fahrzeug davon abzuhalten, sich zu bewegen. Das Verfahren umfasst, dass die Fahrzeugbremsen hydraulisch betätigt werden. Das Verfahren umfasst, dass die Fahrzeugbremsen elektrisch betätigt werden, und dass die elektrisch betätigten Bremsen als Reaktion darauf, dass hydraulisch betätigte Bremsen durch Loslassen des Bremspedals durch den Fahrer gelöst werden, aktiviert werden. Das Verfahren umfasst, dass Motordrehung durch Stoppen von Kraftstofffluss zum Motor gestoppt wird, und dass ein Drucksensor eine Anzeige dessen bereitstellt, ob die aufgebrachte Bremskraft ausreichend ist, um das Fahrzeug davon abzuhalten, sich zu bewegen, oder nicht. Das Verfahren umfasst, dass vor dem Stoppen von Motordrehung bestätigt wird, dass eine elektrische Bremse in einem betätigten Zustand ist. Das Verfahren umfasst ferner ein Neustarten des Motors als Reaktion auf die Betätigung eines Gaspedals. Das Verfahren umfasst ferner ein Lösen von Fahrzeugbremsen als Reaktion auf die Betätigung des Gaspedals.
In einem anderen Beispiel stellt das Verfahren von 4 und 5 ein Verfahren zum Betreiben eines Motors bereit, das umfasst: Verbrennen eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in einem Motor; Stoppen von Fahrzeugbewegung als Reaktion auf ein Betätigen eines Bremspedals durch einen Fahrer; Betätigen von Fahrzeugbremsen als Reaktion auf ein wenigstens teilweises Loslassen des Bremspedals durch den Fahrer, Fahrzeugmasse, Straßengefälle und Kriechmoment; und Stoppen von Motordrehung als Reaktion auf eine Anzeige, dass eine aufgebrachte Bremskraft ausreicht, um das Fahrzeug davon abzuhalten, sich zu bewegen.
In einigen Beispielen umfasst das Verfahren, dass Fahrzeugmasse, Straßengefälle und Kriechmoment auf vorbestimmten Werten basieren, und dass Fahrzeugbremsen mit einer vorbestimmten Kraft betätigt werden, die auf den vorbestimmten Werten basiert. Das Verfahren umfasst ferner ein Verstärken der aufgebrachten Bremskraft, wenn Fahrzeugbewegung bestimmt wird. Das Verfahren umfasst, dass die aufgebrachte Bremskraft durch eine hydraulische Pumpe verstärkt wird. Das Verfahren umfasst ferner ein Betätigen einer elektrischen Bremse als Reaktion auf Fahrzeugbewegung. Das Verfahren umfasst, dass Fahrzeugbremsen durch Ändern eines Zustands von Bremsdruckhalteventilen betätigt werden, um einen Bremsdruck aufrechtzuerhalten, der vom Fahrer ausgeübt wird. Das Verfahren umfasst, dass die Bremsdruckhalteventile teilweise geschlossen werden.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 6 ist eine beispielhafte prophetische Motorbetriebsfolge gemäß dem Verfahren von 4 und 5 dargestellt. Vertikale Markierungen T0 bis T8 stellen Zeiten von Interesse während der Folge dar. Der erste Graph von oben von 6 ist ein Graph von Fahrzeuggeschwindigkeit gegenüber Zeit. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 6 zur rechten Zeit von 6 zu. Die Y-Achse stellt die Fahrzeuggeschwindigkeit dar, und die Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt in Richtung der Y-Achse zu.
Der zweite Graph von oben von 6 ist ein Graph von Bremspedalposition gegenüber Zeit. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 6 zur rechten Zeit von 6 zu. Die Y-Achse stellt die Bremspedalposition dar, und das Bremspedal wird in Richtung der Y-Achse stärker (z. B. mit größerem Kraftaufwand) betätigt.
Der dritte Graph von oben von 6 ist ein Graph von Bremshalteventilzustand oder alternativ Elektrobrems(E-Brems)-Zustand gegenüber Zeit. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 6 zur rechten Zeit von 6 zu. Die Y-Achse stellt den Bremshalteventilzustand oder alternativ den E-Bremszustand dar. Das Bremshalteventil ist geschlossen, wobei der Bremsdruck und die Bremskraft, die auf die hydraulischen Bremsen ausgeübt werden, auf ihrem gegenwärtigen Pegel gehalten werden, wenn der Bremshalteventilzustand auf einem höheren Pegel ist.
Wenn eine E-Bremse vorhanden ist, wird die E-Bremse betätigt, wenn das Bremssignal auf einem höheren Pegel ist. Das Halteventil ist offen und ermöglicht, dass der Bremsleitungsdruck der Bremspedalposition folgt, wenn der Bremshalteventilzustand auf einem niedrigeren Pegel (z. B. offen) ist. Wenn eine E-Bremse vorhanden ist, wird die E-Bremse nicht betätigt, wenn das Bremssignal auf einem niedrigeren Pegel ist.
Der vierte Graph von oben von 6 ist ein Graph von Straßengefälle gegenüber Zeit. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 6 zur rechten Zeit von 6 zu. Die Y-Achse stellt das Straßengefälle dar, und das Straßengefälle nimmt in Richtung der Y-Achse zu. Wenn das Straßengefälle zunimmt, kann zusätzliche Bremskraft erforderlich sein, um das Fahrzeug in einem gestoppten Zustand zu halten.
Der fünfte Graph von oben von 6 ist ein Graph von Bremshaltekraft gegenüber Zeit. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 6 zur rechten Zeit von 6 zu. Die Y-Achse stellt die Bremshaltekraft gegenüber der Zeit dar, und die Bremshaltekraft nimmt in Richtung der Y-Achse zu. Eine strichpunktierte Linie 606 stellt ein Maß der Bremshaltekraft zum Halten des Fahrzeugs in einem gestoppten Zustand dar. Die Bremshaltekraft 606 wird aus dem Kriechmoment, der Fahrzeugmasse und dem Straßengefälle bestimmt. Wenn die Bremshaltekraft niedriger als die Bremshaltekraft 606 ist, kann sich das Fahrzeug bewegen. Eine durchgehende Linie 602 stellt die Bremshaltekraft dar, die durch das hydraulische Bremssystem bereitgestellt wird. Eine kurz gestrichelte Linie 610 stellt die Bremshaltekraft dar, wenn aktive Bremsung durch eine hydraulische Pumpe bereitgestellt wird. Eine lang gestrichelte Linie 604 stellt die Bremskraft einer betätigten E-Bremse dar.
Der sechste Graph von oben von 6 ist ein Graph von Motorzustand gegenüber Zeit. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 6 zur rechten Zeit von 6 zu. Die Y-Achse stellt den Motorzustand dar, und der Motor verbrennt ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, wenn der Motorzustand auf einem höheren Pegel ist. Der Motor wird gestoppt, wenn der Motorzustand auf einem niedrigeren Pegel ist. Eine Motorzustandslinie 620 stellt einen Motorzustand für ein System dar, das aktive Bremsung oder eine E-Bremse umfasst. Eine Motorzustandslinie 622 (gestrichelte Linie) stellt einen Motorzustand für ein System dar, das keine aktive Bremsung umfasst.
Die Motorzustandslinien 620 und 622 sind gleichwertig, wenn nur die Motorzustandslinie 620 dargestellt ist.
Der siebte Graph von oben von 6 ist ein Graph von Gaspedalposition gegenüber Zeit. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 6 zur rechten Zeit von 6 zu. Die Y-Achse stellt die Gaspedalposition dar, und das Gaspedal wird in Richtung der Y-Achse stärker betätigt.
Bei Zeitpunkt T0 ist die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einer mittleren Stufe, und die Bremspedalposition zeigt an, dass die Bremse nicht betätigt wird. Das Bremshalteventil hält keinen Bremsleitungsdruck, und für Systeme, die das Fahrzeug durch eine E-Bremse in einem gestoppten Zustand halten, wird die E-Bremse nicht betätigt. Das Straßengefälle ist null, was anzeigt, dass die Straße eben ist. Die Bremskraft ist null, da die Bremsen nicht betätigt werden. Der Motor ist in Betrieb, und das Gaspedal ist auf mittlerer Stufe; allerdings wird das Gaspedal unmittelbar vor Zeitpunkt T1 losgelassen.
Bei Zeitpunkt T1 betätigt der Fahrer die Fahrzeugbremse, wie durch die Bremspedalposition angezeigt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit beginnt als Reaktion auf die Betätigung der Fahrzeugbremsen abzunehmen, und das Bremshalteventil ist in einem offenen Zustand und ermöglicht, dass die Bremskraft der Bremspedalbetätigung folgt. Für Systeme mit E-Bremse wird die E-Bremse nicht betätigt. Das Straßengefälle bleibt auf null, und die Bremskraft beginnt stärker zu werden. Die Bremskraft nimmt mit zunehmendem Bremsfluiddruck, der den Fahrzeugbremsen zugeführt wird, zu. Der Motor bleibt in Betrieb, und das Gaspedal wird nicht betätigt.
Bei Zeitpunkt T2 lässt der Fahrer nach dem Stoppen des Fahrzeugs das Bremspedal los. Es tritt eine kleine Abschwächung der Bremskraft auf, wenn der Fahrer die Fahrzeugbremsen löst und bevor das Bremshalteventil geschlossen wird, um ein Austreten von Bremsfluid aus den Bremsen zu stoppen. In Systeme mit einer E-Bremse wird die E-Bremse betätigt. Das Straßengefälle bleibt auf null, und die Bremskraft bleibt über dem Maß der Bremshaltekraft zum Halten des Fahrzeugs in einem gestoppten Zustand 606. Der Motor bleibt in Betrieb, und das Gaspedal bleibt in einem nicht betätigten Zustand.
Bei Zeitpunkt T3 wird eine Bestätigung bereitgestellt, dass die Bremskraft größer als das Maß der Bremshaltekraft zum Halten des Fahrzeugs in einem gestoppten Zustand ist. Die Bestätigung kann durch Vergleichen eines Bremsleitungsdrucks mit einem Schwellendruck bereitgestellt werden. Die Drehung des Motors wird als Reaktion auf den Empfang der Bestätigung dessen gestoppt, dass die Bremskraft größer als ein Maß der Bremskraft zum Halten des Fahrzeugs in einem gestoppten Zustand ist. Die Fahrzeuggeschwindigkeit bleibt auf null, und die Bremse wird nicht betätigt. Das Bremshalteventil bleibt geschlossen. Die E-Bremse bleibt für Systeme betätigt, die eine E-Bremse umfassen. Der Motor bleibt gestoppt, und das Gaspedal bleibt nicht aktiviert.
Bei Zeitpunkt T4 betätigt der Fahrer das Gaspedal, um eine Absicht zum Bewegen des Fahrzeugs anzuzeigen. Der Motor wird als Reaktion auf das Betätigen des Gaspedals neu gestartet, und die Bremsen werden gelöst, was eine Verringerung der Bremskraft ermöglicht. Das Straßengefälle bleibt auf null, und das Bremspedal wird nicht betätigt.
Zwischen Zeitpunkt T4 und Zeitpunkt T5 nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit zu, und die Bremsen werden nicht betätigt, wie dadurch angezeigt, dass das Bremspedal auf null ist. Der Motor läuft weiter, und das Straßengefälle beginnt zuzunehmen. Kraft, die notwendig ist, um das Fahrzeug in einem gestoppten Zustand 606 zu halten, nimmt mit zunehmenden Straßengefälle zu.
Bei Zeitpunkt T5 betätigt der Fahrer die Fahrzeugbremsen, und das Fahrzeug beginnt als Reaktion auf die Betätigung der Fahrzeugbremsen langsamer zu werden. Außerdem wird die Position des Gaspedals durch den Fahrer reduziert. Der Motor läuft weiter, und die Bremskraft beginnt als Reaktion auf das Betätigen des Bremspedals durch den Fahrer zuzunehmen. Das Bremshalteventil bleibt offen, und die E-Bremse wird für Systeme mit einer E-Bremse nicht betätigt.
Bei Zeitpunkt T6 hat das Fahrzeug angehalten, während der Motor in Betrieb ist, und der Fahrer lässt das Bremspedal los, ohne das Gaspedal zu betätigen. Das Bremshalteventil wird als Reaktion auf das Loslassen des Bremspedals durch den Fahrer geschlossen. Die Bremskraft ist jedoch geringer als die Bremskraft zum Halten des Fahrzeugs in einem gestoppten Zustand.
Bei Zeitpunkt T7 ist ein unterschiedliches Ergebnis für verschiedene Systeme dargestellt. Für Systeme mit der E-Bremse wird die E-Bremse betätigt, und die Bremskraft 604 nimmt auf eine Bremskraft zu, die größer als die Bremskraft zum Halten des Fahrzeugs in einem gestoppten Zustand 606 ist. Daher geht für ein Fahrzeug mit einer E-Bremse der Motorzustand 620 auf einen niedrigen Pegel über, um einen gestoppten Motor anzuzeigen.
Ähnlich wird für Systeme mit den aktiven hydraulischen Bremsen die hydraulische Bremspumpe aktiviert, und die Bremskraft 610 nimmt auf eine Bremskraft zu, die größer als die Bremskraft zum Halten des Fahrzeugs in einem gestoppten Zustand 606 ist. Daher geht für ein Fahrzeug mit aktiven hydraulischen Bremsen der Motorzustand 620 auf einen niedrigen Pegel über, um einen gestoppten Motor anzuzeigen.
Für Fahrzeuge ohne aktive hydraulische Bremsen oder E-Bremsen bleibt die Bremskraft niedriger als die Bremskraft zum Halten des Fahrzeugs in einem gestoppten Zustand 606. Folglich bleibt der Motor aktiviert, wie durch die Linie 622 angezeigt. Die Differenz der Bremskraft und der Bremskraft zum Halten des Fahrzeugs in einem gestoppten Zustand resultiert aus dem größeren Straßengefälle.
Bei Zeitpunkt T8 betätigt der Fahrer das Gaspedal, um eine Absicht zum Bewegen des Fahrzeugs anzuzeigen. Die Bremsen werden als Reaktion auf die Betätigung des Gaspedals gelöst, und der Motor wird für Systeme neu gestartet, bei welchen die Bremskraft ausreichend war, um das Fahrzeug in einem gestoppten Zustand zu halten. Das Bremshalteventil wird geöffnet, so dass die Bremskraft verringert wird.
Auf diese Weise kann das Verfahren von 4 und 5 die Möglichkeit von Fahrzeugbewegung verringern, während es ermöglicht, dass der Motor gestoppt bleibt, selbst wenn ein Fahrer ein Bremspedal loslässt. Folglich kann der Motor länger gestoppt bleiben, so dass Kraftstoffeinsparung erhöht wird.
Wie für einen Durchschnittsfachmann zu erkennen ist, kann das in 4 und 5 beschriebene Verfahren eine oder mehrere von einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie beispielsweise ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Entsprechend können verschiedene veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel ausgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht unbedingt erforderlich, um die hier beschriebenen Aufgaben, Merkmale und Vorteile zu erreichen, sondern dient der Vereinfachung der Veranschaulichung und Beschreibung. Obgleich nicht explizit dargelegt, liegt es für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass ein oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden können. Ferner können die beschriebenen Aktionen, Operationen, Verfahren und/oder Funktionen Code grafisch darstellen, der in den nicht-transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuersystem zu programmieren ist.
Damit endet die Beschreibung. Fachleuten werden bei ihrer Lektüre viele Änderungen und Modifikationen einfallen, ohne vom Wesen und Schutzbereich der Beschreibung abzuweichen. Zum Beispiel könnten I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen funktionieren, von der vorliegenden Beschreibung profitieren.
Bezugszeichenliste
Fig. 4START

402: BESTIMMEN VON STRASSENGEFÄLLE
404: BESTIMMEN VON FAHRZEUGMASSE
406: BREMSE BETÄTIGT UND FAHRZEUGGESCHWINDIGKEIT NIEDRIGER ALS SCHWELLE?
408: SCHÄTZEN VON BREMSKRAFT UND KRIECHMOMENT
410: WIRD BREMSE GELÖST?
412: STOPPEN VON MOTOR NACH ERFÜLLEN VON BEDINGUNGEN FÜR AUTOMATISCHEN MOTORSTOPP
420: SCHLIESSEN VON BREMSDRUCKHALTEVENTILEN
422: REICHT BREMSHALTEDRUCK ZUM HALTEN VON FAHRZEUG?
424: LIEGT AKTIVE BREMSUNG VOR?
426: VERHINDERN VON MOTORSTOPP
450: LIEGT AKTIVE HYDRAULISCHE BREMSUNG VOR?
452: AKTIVIEREN VON ELEKTRISCH BETRIEBENER BREMSE
454: STOPPEN VON MOTOR NACH BESTÄTIGEN VON FAHRZEUGHALT
456: GASPEDAL BETÄTIGT?
460: AKTIVIEREN VON HYDRAULISCHER PUMPE UND ERHÖHEN VON BREMSLEITUNGSDRUCK
462: STOPPEN VON MOTOR NACH BESTÄTIGEN VON FAHRZEUGHALT
464: GASPEDAL BETÄTIGT?
470: STARTEN VON MOTOR UND LÖSEN VON BREMSE NACH MOTORSTART
490: STOPPEN VON MOTOR NACH ERFÜLLEN VON BEDINGUNGEN FÜR AUTOMATISCHEN STOP
492: GASPEDAL BETÄTIGT?

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Motors, umfassend: Verbrennen eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in einem Motor; Stoppen von Fahrzeugbewegung als Reaktion auf ein Betätigen eines Bremspedals durch einen Fahrer; Betätigen von Fahrzeugbremsen ohne Betätigen des Bremspedals als Reaktion auf ein wenigstens teilweises Loslassen des Bremspedals durch den Fahrer; und Stoppen von Motordrehung als Reaktion auf eine Anzeige, dass die aufgebrachte Bremskraft ausreicht, um das Fahrzeug davon abzuhalten, sich zu bewegen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugbremsen hydraulisch betätigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugbremsen elektrisch betätigt werden, und wobei die elektrisch betätigten Bremsen als Reaktion darauf, dass hydraulisch betätigte Bremsen durch Loslassen des Bremspedals durch den Fahrer gelöst werden, aktiviert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Motordrehung durch Stoppen von Kraftstofffluss zum Motor gestoppt wird, und wobei ein Drucksensor eine Anzeige dessen bereitstellt, ob die aufgebrachte Bremskraft ausreicht, um das Fahrzeug davon abzuhalten, sich zu bewegen, oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor dem Stoppen von Motordrehung bestätigt wird, dass eine elektrische Bremse in einem betätigten Zustand ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Neustarten des Motors als Reaktion auf die Betätigung eines Gaspedals.