DE102014224095B4

DE102014224095B4 - Motor-zünd-/getriebeschaltsperre

Info

Publication number: DE102014224095B4
Application number: DE102014224095.6A
Authority: DE
Inventors: Patrick K. Holub; David M. Pariseau
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2021-01-07
Anticipated expiration: 2034-11-27
Also published as: CN104670212A; DE102014224095A1; CN104670212B; US9017216B1

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines mit einem Handschaltgetriebe und Motor ausgestatteten Fahrzeugs, das umfasst:(a) automatisches Einlegen einer Bremse, Sperren des Getriebes in Leerlaufstellung und Starten des Motors in Reaktion auf ein Signal, dessen Ursprung vom Fahrzeug entfernt liegt, das einen Motorstartwunsch darstellt;(b) automatisches Einlegen einer Bremse und Sperren des Getriebes in Leerlaufstellung in Reaktion auf ein zweites Signal, das anzeigt, dass ein Fahrer bei laufendem Motor aus dem Fahrzeug aussteigt, wobei Schritt (b) ausgeführt wird, sofern das zweite Signal anzeigt, dass eine Fahrzeugtür geöffnet wurde.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Motor-Zünd-/Getriebeschaltsperre für mit Handschaltgetriebe ausgestattete Fahrzeuge.
Ein Fernstarten des Motors, wobei ein Fahrzeugführer den Motor vor Betreten des Fahrzeugs starten kann, steht zur Vorklimatisierung des Fahrzeuginnenraums und zu anderen Zwecken nur bei mit Automatikgetriebe ausgestatteten Fahrzeugen zur Verfügung.
Aufgrund einer Kombination von Bremsen-Getriebe-Schaltsperren- und Zündabschaltsteuerung sind heutige mit Automatikgetriebe ausgestattete Fahrzeuge bei ferngestartetem oder im Leerlauf wegfahrgesicherten (secure idle) Zustand der Zündung ausreichend vor unbefugtem Anfahren gesichert.
Bei Handschaltgetrieben nach dem Stand der Technik stehen im Vergleich dazu nur Zündsperren-/Zündabschaltsteuerelemente, die Kupplungspedal- und/oder Leerlauferkennungsschaltereingänge verwenden, zur Verfügung, die vor Abschalten des Motors bei einem unbefugten Wegfahrversuch ein Anfahren des Fahrzeugs nicht vollständig verhindern können. Aus diesem Grund ist es derzeit übliche Praxis in der Branche, bei mit Handschaltgetrieben ausgestatteten Fahrzeugen keine Art von Fernstart- oder Leerlaufwegfahrsicherungs(secure idle)-Funktion anzubieten - auf Kosten von verlorenem Kundenwert und der damit verbundenen Fahrzeugeinnahmen.
Ein Verfahren zum Fernstarten eines Motors ist aus der DE 101 96 253 T5 bekannt. Ähnliches geht auch bereits aus der US 2006 / 0 052 911 A1 hervor.
Ein Verfahren zur Steuerung eines mit Handschaltgetriebe und Motor ausgestatteten Fahrzeugs umfasst automatisches Einlegen einer Bremse, Sperren des Getriebes in Leerlaufstellung und Starten des Motors in Reaktion auf ein Signal, dessen Ursprung vom Fahrzeug entfernt liegt, das einen Motorstartwunsch darstellt, und automatisches Einlegen einer Bremse und Sperren des Getriebes in Leerlaufstellung in Reaktion auf ein zweites Signal, das anzeigt, dass der Fahrer bei laufendem Motor aus dem Fahrzeug ausgestiegen ist.
Das Verfahren stellt zusätzlichen Schutz gegen unbefugte Wegfahrversuche bei laufendem, mit Handschaltgetriebe ausgestattetem Fahrzeug bereit und erweitert damit die Verfügbarkeit von Fernstart- und Leerlaufwegfahrsicherungsfunktionen für mit Handschaltgetriebe ausgestattete Fahrzeuge.
Der Anwendungsbereich der bevorzugten Ausführungsform wird aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich. Es versteht sich dabei, dass die Beschreibung und konkrete Beispiele, auch wenn sie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, nur zu Illustrationszwecken angegeben sind. Für den Fachmann werden sich verschiedene Abänderungen und Modifikationen der beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele ergeben.
Die Erfindung wird durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen leichter verständlich werden. Es zeigen darin:

1 eine Querschnittsansicht in Längsrichtung durch ein Handschaltgetriebe;
2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Logik für eine Fernstartsteuerung; und
3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Logik für eine Leerlaufwegfahrsicherungssteuerung.

Das in 1 dargestellte Handschaltgetriebe 10 umfasst eine Eingangswelle 12, die durch eine (nicht gezeigte) Kupplung lösbar mit einer (nicht gezeigten) Motorwelle verbunden ist; eine Ausgangswelle 14; eine Vorgelegewelle 16; eine 5-6-Synchronisiereinrichtung 18 zur abwechselnden Antriebsverbindung des Ritzels des fünften und des sechsten Gangs mit der Ausgangswelle 14; eine 3-4 Synchronisiereinrichtung zur abwechselnden Antriebsverbindung des Ritzels des dritten und vierten Gangs mit der Vorgelegewelle 16, eine 2-1 Synchronisiereinrichtung 22 zur abwechselnden Antriebsverbindung des Ritzels des zweiten und ersten Gangs mit der Ausgangswelle 14, eine R-Synchronisiereinrichtung 24 zur Antriebsverbindung eines Rückwärtsgangs mit der Ausgangswelle 14; und Schaltstangen 26 zur Lagerung von Schaltgabeln, die in Reaktion auf eine Bewegung des Schalthebels zur Erzeugung des gewählten Vorwärtsgangs 1-6, Rückwärtsgangs und Leerlaufs, in dem das Getriebe 10 keine Antriebsverbindung zwischen Eingangswelle 12 und Ausgangswelle 14 erzeugt, die Synchronisiereinrichtungen axial bewegen.
Das Handschaltgetriebe 10 umfasst einen solenoidbetätigten, federrückgestellten Schaltsperrenmechanismus 28, der die Getriebeschaltstange axial und/oder drehend in der Leerlaufstellung sperrt, einen Schalter/Sensor im Mechanismus 28 zum Überwachen des Schließens der Schaltsperre, und das Fahrzeug umfasst eine Parkbremse mit Schließrückmeldung. Ein Anfahren des Fahrzeugs kann ausreichend gesteuert werden, um das Hinzufügen von Fernstart und Leerlaufwegfahrsicherung in solchen mit Handschaltgetriebe ausgestatteten Fahrzeugen zu gestatten.
Die Steuerungsstrategie wird unter Steuerung eines elektronischen Systems ausgeführt, das ein elektronisches Steuergerät umfasst, welches einen Mikroprozessor und einen elektronischen Speicher zum Speichern von Steuerungsalgorithmen und einen den Mikroprozessor und den Speicher miteinander verbindenden Kommunikationsbus umfasst. Das Steuergerät kommuniziert mit dem Solenoid und Sensor des Schaltsperrenmechanismus 28.
2 zeigt den Logikfluss für die Initialisierung der Fernstartsteuerung 50 (i) für ein Fahrzeug mit schlüssellosem Zugangs- und Startsystem (Passive Entry, Passive Start = PEPS), d.h. ein Fahrzeug, das die Anwesenheit eines befugten Fahrers elektronisch durch kontaktloses Erkennen (z. B. Hochfrequenz(HF)-Kommunikation) eines PEPS-Schlüsselanhängers in dessen Besitz erkennt, zum Zweck der Türverriegelung/- entriegelung und Motorstartsteuerung, oder für (ii) ein Fahrzeug, bei dem ein Schlüssel mit Bart in ein Zündschloss eingeführt werden muss, um den Motor zu starten.
Die Ausgangsbedingungen für den Versuch einer Fernstartsteuerung 50 für ein mit einem Schaltgetriebe 10 ausgestattetes Fahrzeug umfassen, dass der Motor AUS ist, das Fahrzeug stillsteht und die Türen verriegelt sind.
In Schritt 52 wird durch einen Transponder, Schlüsselanhänger oder eine sonstige vom Fahrzeug entfernte Vorrichtung, wie etwa einem Handy, eine Aufforderung zu einem Motorfernstart erzeugt.
In Schritt 54 wird überprüft, ob das Fahrzeug mit einer elektrischen Parkbremse ausgestattet ist. Wenn das Ergebnis der Überprüfung 54 logisch positiv ist, wird in Schritt 56 die elektrische Parkbremse betätigt, d.h. die Bremse wird angezogen.
Wenn das Ergebnis der Überprüfung 54 logisch negativ ist, oder nach Ausführen von Schritt 56, wird in Schritt 58 überprüft, ob die elektrische (oder manuelle) Parkbremse angezogen ist.
Wenn das Ergebnis der Überprüfung 58 negativ ist, wird in Schritt 60 der Versuch, die Fernstartsteuerung zu initialisieren, beendet.
Wenn das Ergebnis der Überprüfung 58 positiv ist, wird in Schritt 62 das Leerlaufsperrensolenoid 28 betätigt, wodurch das Getriebe 10 in der Leerlaufstellung gehalten wird und sein Sensor ein Signal erzeugt, das anzeigt, dass das Getriebe vollständig in der Leerlaufstellung gesperrt ist.
In Schritt 64 wird überprüft, ob von dem Steuermodul, das die Fernstartabfolge steuert, ein Signal, das anzeigt, dass das Getriebe vollständig in Leerlaufstellung gesperrt ist, empfangen wurde. Dieses Steuermodul kann zum Beispiel ein mit dem Fernsteuerungshochfrequenz-Empfänger verbundenes Karosserie-Steuermodul sein.
Wenn das Ergebnis der Überprüfung 64 negativ ist, geht die Steuerung zum Schritt 60 über.
Wenn das Ergebnis der Überprüfung 64 positiv ist, wird in Schritt 66 ein unbeweglicher Fernstart erzeugt, d.h. der Motor wird gestartet, aber das Fahrzeug kann nicht bewegt werden, da das Getriebe 10 in der Leerlaufstellung gesperrt bleibt. Die Initialisierung der Fernstartsteuerung endet in Schritt 68. Der Fahrzeugzustand kann beweglich werden, wenn der PEPS-Schlüsselanhänger das Fahrzeug betritt oder der Schlüssel mit Bart in das Motorzündschloss eingeführt wird.
3 zeigt den Logikfluss für die Initialisierung der bei einem Fahrzeug mit schlüssellosem Zugangs- und Startsystem (Passive Entry, Passive Start = PEPS), d.h. einem Fahrzeug, aus dem der Fahrzeugführer bei laufendem Motor aussteigen und sich von diesem entfernen kann, während er den Schlüsselanhänger für das Fahrzeug bei sich trägt, anwendbaren Leerlaufwegfahrsicherungs-Steuerung 70.
Die Ausgangsbedingungen für den Versuch der Leerlaufwegfahrsicherungs-Steuerung 70 für ein mit Schaltgetriebe 10 ausgestattetes Fahrzeug umfassen, dass der Motor AN und der Fahrzeugzustand beweglich ist, d.h. in der Lage, wegzufahren.
In Schritt 72 befindet sich der Fahrzeugzustand in beweglichem Modus.
In Schritt 73 wird überprüft, ob eine Änderung des Betriebsmodus des Fahrzeugs erforderlich ist, die aus einem Signal 74 resultieren kann, das elektronisch das Nichtvorhandensein des PEPS- Schlüsselanhängers im Fahrzeug anzeigt, oder von einem Sitzbelegungssensor oder -schalter, der anzeigt, dass der Fahrzeugführer im Begriff ist, bei laufendem Motor aus dem Fahrzeug auszusteigen bzw. ausgestiegen ist. Wenn das Ergebnis der Überprüfung 73 negativ ist, fährt das System in Schritt 75 fort, auf eine erforderliche Änderung des Betriebsmodus des Fahrzeugs zu überwachen, in welchem Fall die Steuerung zu Schritt 73 zurückkehrt.
In Schritt 76 wird überprüft, ob das Fahrzeug mit einer elektrischen Parkbremse ausgestattet ist. Wenn das Ergebnis der Überprüfung 76 positiv ist, wird in Schritt 78 die elektrische Parkbremse betätigt, d.h. die Parkbremse wird angezogen.
Wenn das Ergebnis der Überprüfung 76 negativ ist, oder nach Schritt 78, wird in Schritt 80 überprüft, ob die elektrische (oder manuelle) Parkbremse angezogen ist. Wenn das Ergebnis der Überprüfung 80 negativ ist, schaltet das Steuerungssystem in Schritt 82 den Motor AUS und die Leerlaufwegfahrsicherungssteuerung wird nicht initialisiert.
Wenn das Ergebnis der Überprüfung 80 positiv ist, wird in Schritt 84 das Leerlaufsperrensolenoid 28 betätigt, wodurch das Getriebe 10 in der Leerlaufstellung gehalten wird und ein Signal erzeugt wird, das anzeigt, dass das Getriebe vollständig in der Leerlaufstellung gesperrt ist.
In Schritt 86 wird überprüft, ob ein Signal 87, das anzeigt, dass das Getriebe vollständig in der Leerlaufstellung gesperrt ist, erzeugt wurde.
Wenn das Ergebnis der Überprüfung 86 negativ ist, schreitet die Steuerung zu Schritt 82 voran.
Wenn das Ergebnis der Überprüfung 86 positiv ist, wird in Schritt 88 die erforderliche Änderung des Betriebsmodus durchgeführt, d.h. die Leerlaufwegfahrsicherungssteuerung initialisiert (das Fahrzeug wird in den unbeweglichen Zustand versetzt, indem das Getriebe 10 in Leerlaufstellung gehalten wird), woraufhin die Initialisierung der Leerlaufwegfahrsicherungssteuerung in Schritt 90 endet.
Um ein solcherart ausgestattetes Fahrzeug für die Nutzung des Fernstarts oder der Leerlaufwegfahrsicherung bereitzumachen, bedarf es nur, das Getriebe 10 in die Leerlaufstellung zu schalten und vor dem Verlassen des Fahrzeugs eine Parkbremse zu aktivieren. Wenn die Motorzündung AN ist und das Fahrzeug stationär ist, wenn die Fahrertür geöffnet wird, wird die Getriebeschaltsperre 28 aktiviert, um die Leerlaufwegfahrsicherungsfunktion zu ermöglichen. Bei Nichtvorhandensein einer positiven Getriebesperrzustands-Rückmeldung oder Parkbremsenaktivierung würde die Leerlaufwegfahrsperre nicht aktiviert werden und es würden entsprechende Warnmeldungen/Alarme und/oder eine Zündabschaltung resultieren. Durch Verlassen des Leerlaufwegfahrsicherungsmodus würde das Getriebeschaltsperrensolenoid 28 deaktiviert werden und das Fahrzeug in den normalen Betrieb zurückversetzt.
Wenn die Motorzündung AUS ist wenn die Fahrertür geöffnet wird, würde die Getriebeschaltsperre 28 erst dann aktiviert, wenn sie benötigt wird. Wenn später ein Fernstartereignis angefordert wird, wären dieselbe Abfolge von Parkbremsen- und Getriebeschaltsperrenaktivierung und Rückmeldungen Voraussetzung für die Aktivierung der Fernstart-Zündungsaktivierung. Durch die Verwendung dieser elektromechanischen Anordnung und Steuerlogik wird die erforderliche elektrische Belastung minimiert und die Entsperrungszuverlässigkeit der Sperrvorrichtung maximiert.
Für mit elektrischer Parkbremse ausgestattete Fahrzeuge kann die in diese Leerlaufwegfahrsicherungs- und/oder Fernstart-Aktivierungssequenzen eingebaute automatische Parkbremsenaktivierung Funktionsaktivierungsstörungen in Situationen ausschließen, in denen es der Fahrer unterlässt, die Parkbremse manuell zu aktivieren.
Gemäß den patentrechtlichen Bestimmungen wurde die bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch anzumerken, dass die alternativen Ausführungsformen auch anders als spezifisch dargestellt und beschrieben ausgeführt werden können.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines mit einem Handschaltgetriebe und Motor ausgestatteten Fahrzeugs, das umfasst: (a) automatisches Einlegen einer Bremse, Sperren des Getriebes in Leerlaufstellung und Starten des Motors in Reaktion auf ein Signal, dessen Ursprung vom Fahrzeug entfernt liegt, das einen Motorstartwunsch darstellt; (b) automatisches Einlegen einer Bremse und Sperren des Getriebes in Leerlaufstellung in Reaktion auf ein zweites Signal, das anzeigt, dass ein Fahrer bei laufendem Motor aus dem Fahrzeug aussteigt, wobei Schritt (b) ausgeführt wird, sofern das zweite Signal anzeigt, dass eine Fahrzeugtür geöffnet wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (a) ausgeführt wird, sofern Türen des Fahrzeugs verriegelt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (b) ferner umfasst, ein drittes Signal zu erzeugen, das anzeigt, dass die Bremse eingelegt ist und das Getriebe in Leerlaufstellung gesperrt ist.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner umfasst, den Motor automatisch auszuschalten, sofern das dritte Signal nicht vorliegt.
Verfahren zur Steuerung eines mit einem Handschaltgetriebe und Motor ausgestatteten Fahrzeugs, das umfasst: (a) automatisches Sperren des Getriebes in Leerlaufstellung und Starten des Motors, in Reaktion auf ein Signal, dessen Ursprung vom Fahrzeug entfernt liegt, das einen Motorstartwunsch darstellt; (b) automatisches Sperren des Getriebes in Leerlaufstellung in Reaktion auf ein zweites Signal, das anzeigt, dass ein Fahrer bei laufendem Motor aus dem Fahrzeug aussteigt, wobei Schritt (b) ausgeführt wird, sofern das zweite Signal anzeigt, dass eine Fahrzeugtür geöffnet wurde.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei Schritt (a) ausgeführt wird, sofern Türen des Fahrzeugs verriegelt sind.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei Schritt (b) ferner umfasst, ein drittes Signal zu erzeugen, das anzeigt, dass das Getriebe in Leerlaufstellung gesperrt ist.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst, den Motor automatisch auszuschalten, sofern das dritte Signal nicht vorliegt.