DE102016102630A1

DE102016102630A1 - Verfahren zum Steuern des Stoppens und Startens einer Kraftmaschine

Info

Publication number: DE102016102630A1
Application number: DE102016102630.1A
Authority: DE
Inventors: Themi Philemon Petridis; Don Andreas Josephine Kees; Urs Christen
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-02-20
Filing date: 2016-02-15
Publication date: 2016-08-25
Also published as: RU2707180C2; CN105909395B; US9995229B2; MX361624B; RU2016105445A3; GB201502881D0; RU2016105445A; CN105909395A; GB2535521A; MX2016002099A; US20160245203A1; GB2535521B

Abstract

Es ist ein Verfahren zum Stoppen und Starten einer Kraftmaschine 10 eines Kraftfahrzeugs 5 offenbart, das ein manuell betätigtes Kupplungssystem 50 aufweist, das eine Kupplung 2 umfasst, um die Kraftmaschine 10 mit einem Getriebe 11 antriebstechnisch zu verbinden. Eine erste und zweite Kupplungseingriffsschwelle D_P, D_R werden zur Verwendung beim Steuern des Stoppens und Startens der Kraftmaschine 10 festgelegt. Die erste Schwelle D_P entspricht einem stärker ausgerückten Zustand als die zweite Kupplungseingriffsschwelle D_R. Die erste Schwelle D_P wird verwendet, wenn die Kupplung 2 ausgerückt wird, um zu entscheiden, ob die Kraftmaschine 10 sicher abgeschaltet werden kann, während das Getriebe 11 im Gang verbleibt, und die zweite Schwelle D_R wird verwendet, wenn die Kupplung 2 eingerückt wird, um zu entscheiden, ob die Kraftmaschine 10 sicher gestartet werden kann, während das Getriebe 11 im Gang verbleibt. Durch Verwenden einer weniger vorsichtigen Schwelle D_R zum Starten der Kraftmaschine 10 als zum Stoppen der Kraftmaschine 10, wird die Anzahl der verhinderten Neustarts reduziert, wodurch die Fahrerzufriedenheit erhöht wird.

Description

Dieses Verfahren betrifft Kraftfahrzeuge und insbesondere ein Verfahren zum Steuern des Stoppens und Startens einer Kraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern und Emissionen zu reduzieren.
Für Fahrzeuge mit manuellem Getriebe, die mit automatischer Stopp-/Start-Steuerung der Kraftmaschine ausgestattet sind, ist es erwünscht, den Kraftstoffverbrauch durch Einsetzen von automatischen Kraftmaschinenabschaltungen und Kraftmaschinenneustarts wenn möglich zu minimieren. Stopp-im-Leerlauf-Stopp-/Start-Systeme (SIN-Stopp-/Start-Systeme) werden derzeit auf dem Markt eingesetzt, aber diese Systeme minimieren den Kraftstoffverbrauch nicht, da viele Fahrer in einem stillstehenden Fahrzeug mit eingelegtem Gang warten. Stopp-im-Leerlauf-Stopps werden unter diesen Bedingungen nicht hervorgerufen und eine Stopp-im-Gang-Strategie (SIG-Strategie) ist erforderlich.
Um eine Stopp-im-Gang-Stopp-/Start-Strategie (SIG-Stopp-/Start-Strategie) einzusetzen, ist es allerdings notwendig, sicherzustellen, dass der Antriebsstrang ausgerückt ist, um zu verhindern, dass Unfälle passieren oder unerwünschte Fahrzeugbewegungen auftreten. Stopp-im-Gang-Stopps und -Starts können typischerweise hervorgerufen werden, wenn sowohl das Kupplungs- als auch das Bremspedal niedergedrückt ist, wobei ein Gang im Getriebe eingelegt ist. Um jedoch sicherzustellen, dass eine solche Strategie sicher ist, wenn eine vom Fahrer eingeleitete Neustartanforderung beispielsweise aus der Freigabe des Bremspedals erhalten wird, darf die Stopp-Start-Logik nur dann die Kraftmaschine anlassen, wenn der Antriebsstrang ausgerückt ist, da dies verhindert, dass sich das Fahrzeug während des Anlassens ruckartig bewegt oder überhaupt bewegt. Daher ist es derzeitige Praxis, eine sehr vorsichtige Kupplungspedalstellungsschwelle für die Kupplungspedalstellung, die erreicht werden muss, wenn das Anhalten der Kraftmaschine erlaubt werden soll, zu verwenden.
Es gibt zwei Nachteile bei der Verwendung einer solchen vorsichtigen Kupplungspedalstellungsschwelle.
Erstens kann dann, wenn der Fahrer zulässt, dass das Kupplungspedal sich zurück in eine Kupplungseinrückrichtung bewegt, während die Kraftmaschine gestoppt wird (Pedalwanderung), die Kraftmaschine in einigen Fällen nicht neu gestartet werden, da die Kupplungspedalstellung die Kupplungspedalstellungsschwelle überschritten haben wird und es somit es als unsicher angesehen wird, zu ermöglichen, dass die Kraftmaschine neu gestartet wird.
Zweitens ist es beim Starten aus dem Stillstand übliche Praxis, dass ein Fahrer zur gleichen Zeit beginnt, die Kupplung einzurücken, zu der das Bremspedal freigegeben wird und der Fahrer beginnt, das Fahrpedal zu drücken. Wenn die Zeitvorgabe dieser Ereignisse durch den Fahrer etwas aus der Reihe ist, kann der Fahrer unbeabsichtigt zulassen, dass sich das Kupplungspedal zu schnell in die Kupplungseinrückrichtung bewegt, wodurch bewirkt wird, dass die Kupplungspedalstellung die Kupplungspedalstellungsschwelle überschreitet, bevor das Anlassen begonnen hat, wodurch verhindert wird, dass die Kraftmaschine neu gestartet wird.
In beiden Fällen werden Möglichkeiten zum Starten der Kraftmaschine ausgelassen und der Fahrer kann mit dem Betrieb des Stopp-/Start-Systems in einem solchen Ausmaß unzufrieden sein, dass er sie abschalten wird.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zum Steuern des Stoppens und Startens einer Kraftmaschine bereitzustellen, das die Anzahl der ausgelassenen Möglichkeiten zum Neustarten der Kraftmaschine reduziert.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern des Stoppens und Startens einer Kraftfahrzeugkraftmaschine, die mit einem Getriebe durch eine manuell betätigte Kupplung in Antriebsverbindung ist, während das Getriebe im Gang verbleibt, bereitgestellt, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Festlegen einer ersten Kupplungsausrückschwelle zur Verwendung dann, wenn die Kupplung ausgerückt wird, Festlegen einer zweiten Kupplungsausrückschwelle zur Verwendung dann, wenn die Kupplung eingerückt wird, Verwenden der ersten Ausrückschwelle, um zu entscheiden, ob es ermöglicht werden soll, die Kraftmaschine zu stoppen, und Verwenden der zweiten Kupplungsausrückschwelle, um zu entscheiden, ob es ermöglicht werden soll, die Kraftmaschine aus dem gestoppten Zustand neu zu starten, wobei die zweite Kupplungsausrückschwelle bei einem weniger ausgerückten Zustand der Kupplung als die erste Kupplungsausrückschwelle festgelegt wird, wobei die erste Kupplungsausrückschwelle so festgelegt wird, dass die Kupplung ausreichend ausgerückt wird, damit kein Drehmoment durch die Kupplung übertragen wird, und die zweite Kupplungsausrückschwelle nahe einem Schleifpunkt der Kupplung festgelegt wird, so dass jegliches Drehmoment, das von der Kupplung übertragen wird, nicht ausreicht, um das Kraftfahrzeug zu bewegen, das mit der Kraftmaschine ausgestattet ist.
Wenn der Zustand der Kupplung weiter als die erste Kupplungsausrückschwelle ausgerückt ist, kann die Kraftmaschine gestoppt werden, wenn mindestens ein Kraftmaschinenstoppauslöser vorhanden ist.
Wenn der Zustand der Kupplung weniger als die erste Kupplungsausrückschwelle ausgerückt ist, kann das Stoppen der Kraftmaschine selbst dann verhindert werden, wenn der Kraftmaschinenstoppauslöser vorhanden ist.
Der Kraftmaschinenstoppauslöser kann vorhanden sein, wenn erfasst wird, dass ein Bremspedal des Kraftfahrzeugs gedrückt ist.
Wenn der Zustand der Kupplung weiter als die zweite Kupplungsausrückschwelle ausgerückt ist, kann das Starten der Kraftmaschine dann ermöglicht werden, wenn mindestens ein Kraftmaschinenstartauslöser vorhanden ist.
Wenn der Zustand der Kupplung weniger als die zweite Kupplungsausrückschwelle ausgerückt ist, kann das Starten der Kraftmaschine selbst dann verhindert werden, wenn der Kraftmaschinenstartauslöser vorhanden ist.
Der Kraftmaschinenstartauslöser kann vorhanden sein, wenn erfasst wird, dass ein Bremspedal des Kraftfahrzeugs entweder freigegeben ist oder freigegeben wird. Alternativ kann der Kraftmaschinenstartauslöser vorhanden sein, wenn erfasst wird, dass ein Bremspedal des Kraftfahrzeugs freigegeben ist, und erfasst wird, dass ein Fahrpedal gedrückt ist.
Die Kupplung kann durch ein Kupplungsbetätigungssystem betätigt werden, das einen Nehmerzylinder, dessen Kolben angeordnet ist, um ein Ausrücklager der Kupplung zu bewegen, und einen Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor zum Bereitstellen eines Ausgabesignals, das die Stellung des Kolbens des Nehmerzylinders angibt, umfasst, wobei die erste Kupplungsausrückschwelle kann ein erster zugeordneter Wert des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor sein und dann, wenn die Größe des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor nicht geringer ist als der erste zugeordnete Wert des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor ist, kann die Kupplung als ausreichend ausgerückt betrachtet werden, um ein Abschalten der Kraftmaschine zu ermöglichen.
Die Kupplung kann durch ein Kupplungsbetätigungssystem betätigt werden, das einen Nehmerzylinder, dessen Kolben angeordnet ist, um ein Ausrücklager der Kupplung zu bewegen, und einen Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor zum Bereitstellen eines Ausgabesignals, das die Stellung des Kolbens des Nehmerzylinders angibt, umfasst, und die zweite Kupplungsausrückschwelle kann ein zweiter zugeordneter Wert des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor sein und dann, wenn die Größe des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor nicht kleiner als der zweite zugeordnete Wert des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor ist, kann die Kupplung als ausreichend ausgerückt betrachtet werden, um ein Starten der Kraftmaschine zu ermöglichen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Kraftmaschine, die mit einem Getriebe durch eine manuell betätigte Kupplung in Antriebsverbindung ist, einen elektronischen Controller zum Steuern des Stoppens und Startens der Kraftmaschine als Antwort auf Eingaben aus einem Sensor, der dazu ausgelegt ist, ein Kraftmaschinenstoppauslösesignal bereitzustellen, einem Sensor, der dazu ausgelegt ist, ein Kraftmaschinenstartauslösesignal bereitzustellen, und einem Sensor, der dazu ausgelegt ist, ein Signal bereitzustellen, das den Eingriffszustand der Kupplung angibt, wobei der elektronische Controller betreibbar ist, um eine erste Kupplungsausrückschwelle für die Verwendung dann, wenn die Kupplung ausgerückt wird, festzulegen, eine zweite Kupplungsausrückschwelle für die Verwendung dann, wenn die Kupplung eingerückt wird, festzulegen, die erste Ausrückschwelle zu verwenden, um zu entscheiden, ob ermöglicht werden soll, dass die Kraftmaschine abgeschaltet wird, und die zweite Kupplungsausrückschwelle zu verwenden, um zu entscheiden, ob ermöglicht werden soll, dass die Kraftmaschine neu gestartet wird, und die zweite Kupplungsausrückschwelle auf einen weniger ausgerückten Kupplungszustand als die erste Kupplungsausrückschwelle festzulegen, wobei die erste Kupplungsausrückschwelle so festgelegt wird, dass die Kupplung ausreichend ausgerückt wird, damit kein Drehmoment durch die Kupplung übertragen wird, und die zweite Kupplungsausrückschwelle nahe einem Schleifpunkt der Kupplung festgelegt wird, so dass jegliches Drehmoment, das von der Kupplung übertragen wird, nicht ausreicht, um das Kraftfahrzeug zu bewegen.
Die Kupplung kann durch ein Kupplungsbetätigungssystem betätigt werden, das einen Nehmerzylinder, dessen Kolben dazu ausgelegt ist, ein Ausrücklager der Kupplung zu bewegen, und einen Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor zum Bereitstellen eines Ausgabesignals, das die Stellung des Kolbens des Nehmerzylinders angibt, umfasst.
Die erste Kupplungsausrückschwelle kann ein erster zugeordneter Wert eines Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor sein und dann, wenn die Größe des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor dann, wenn sie von dem elektronischen Controller geprüft wird, nicht kleiner als der erste zugeordnete Wert des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor ist, kann der elektronische Controller betreibbar sein, um abzuleiten, dass die Kupplung ausreichend ausgerückt ist, um das Stoppen der Kraftmaschine zu ermöglichen.
Wenn ein Stoppauslöser vorhanden ist und die Kupplung ausreichend ausgerückt ist, um das Abschalten der Kraftmaschine zu ermöglichen, dann kann die Kraftmaschine gestoppt werden.
Die zweite Kupplungsausrückschwelle kann ein zweiter zugeordneter Wert des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor sein und dann, wenn die Größe des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor dann, wenn sie von dem elektronischen Controller geprüft wird, nicht kleiner als der zweite zugeordnete Wert des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor ist, kann der elektronische Controller betreibbar sein, um abzuleiten, dass die Kupplung ausreichend ausgerückt ist, um das Starten der Kraftmaschine zu ermöglichen.
Wenn ein Startauslöser vorhanden ist und die Kupplung ausreichend ausgerückt ist, um das Starten der Kraftmaschine zu ermöglichen, dann kann die Kraftmaschine gestartet werden.
Der Sensor, der dazu ausgelegt ist, ein Kraftmaschinenstoppauslösesignal bereitzustellen, kann ein Bremspedalsensor sein, der verwendet wird, um die Stellung eines Bremspedals zu überwachen, und der elektronische Controller kann betreibbar sein, um das Drücken des Bremspedals als einen Kraftmaschinenstoppauslöser zu verwenden. Der Sensor, der dazu ausgelegt ist, ein Kraftmaschinenstartauslösesignal bereitzustellen, kann ein Bremspedalsensor, der verwendet wird, um die Stellung eines Bremspedals zu überwachen, sein und der elektronische Controller kann betreibbar sein, um das Freigeben des Bremspedals als einen Kraftmaschinenstartauslöser zu verwenden.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs, das ein Stopp-/Start-System aufweist, ist;
2 eine schematische Darstellung einer Kupplung und eines Kupplungsbetätigungssystems, die in dem in 1 gezeigten Fahrzeug verwendet werden, ist;
3 ein hochrangiges Ablaufdiagramm, das die Aktionen, die zum Steuern des Betriebs einer Brennkraftmaschine verwendet werden, die einen Teil des in 1 gezeigten Fahrzeugs bildet, ist;
4 ein hochrangiges Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern des Startens und Stoppens der in 1 gezeigten Kraftmaschine zeigt, ist;
5 eine Darstellung ist, die verschiedene Kupplungspedalstellungen und ihre Beziehungen zu drei Kupplungseingriffszonen zeigt;
6a eine Darstellung ist, die die drei Kupplungseingriffszonen von 5 im Verhältnis zu der Größe des Ausgabesignals eines Nehmerzylinder-Kolbenverschiebungssensors zeigt, wenn das Kupplungspedal verstellt ist, und die eine erste Schwelle zum Verwenden dann, wenn die Kupplung ausgerückt wird, zeigt;
6b eine Darstellung ist, die die drei Kupplungseingriffszonen von 5 im Verhältnis zu der Größe des Ausgabesignals eines Nehmerzylinder-Kolbenverschiebungssensors zeigt, wenn das Kupplungspedal verstellt ist, und die eine zweite Schwelle zum Verwenden dann, wenn die Kupplung eingerückt wird, zeigt;
7a eine graphische Darstellung ist, die die Beziehung zwischen dem Ausgabesignal des Nehmerzylinder-Kolbenstellungssensors 63 und einer Zeit für einen Kraftmaschinenneustart zeigt; und
7b eine graphische Darstellung ist, die die Beziehung zwischen einer Bremspedalsensorausgabe und einer Zeit für den in 7a gezeigten Kraftmaschinenneustart zeigt.
Unter besonderer Bezugnahme auf 1 und 2 ist ein Kraftmaschinenfahrzeug 5 gezeigt, das eine Kraftmaschine 10, die ein manuelles Mehrganggetriebe 11 antreibt, aufweist. Das Getriebe 11 ist mit der Kraftmaschine 10 durch ein Kupplungssystem 50, das manuell durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 5 durch Verwenden eines Kupplungspedals 25 eingerückt oder ausgerückt wird, in Antriebsverbindung.
Das Getriebe 11 weist einen Gangwähler (nicht dargestellt) auf, der zwischen mehreren Stellungen beweglich ist, die zumindest eine Stellung, in der ein gangbildender Teil des Mehrganggetriebes ausgewählt ist, und eine neutrale Stellung, in der kein Gang des Mehrganggetriebes ausgewählt ist, umfassen. Wenn der Gangwähler in die neutrale Stellung bewegt wird, ist das Mehrganggetriebe 11, wie man sagt, in einem "neutralen" Zustand, in dem ein Antrieb nicht durch das Mehrganggetriebe übertragen werden kann, und wenn der Gangwähler in eine Gangstellung bewegt wird, ist das Mehrganggetriebe 11, wie man sagt, in einem "In-Gang-Zustand", in dem der Antrieb durch das Mehrganggetriebe übertragen werden kann.
Ein Kraftmaschinenanlasser in der Form eines in diesem Fall integrierten Anlasser-Generators (ISG) 13 ist mit der Kraftmaschine 10 in Antriebsverbindung und in diesem Fall durch einen flexiblen Antrieb in Form eines Antriebsriemens oder Kettentriebs 14 mit einer Kurbelwelle der Kraftmaschine 10 verbunden. Der ISG 13 ist mit einer elektrischen Energiequelle in Form einer Batterie 15 verbunden und wird als ein Motor verwendet, um die Kraftmaschine 10 zu starten. Die Batterie 15 wird durch den ISG 13 aufgeladen, wenn der ISG 13 als elektrischer Generator arbeitet. Es versteht sich, dass der ISG 13 durch einen Anlassermotor zum Starten der Kraftmaschine 10 ersetzt werden könnte.
Eine durch den Fahrer betätigbare Ein-Aus-Vorrichtung in Form einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI), die in diesem Fall in der Form eines durch einen Schlüssel betätigbaren Zündschalters 17 verkörpert ist, wird verwendet, um den Gesamtbetrieb der Kraftmaschine 10 zu steuern. Das heißt, dass dann, wenn die Kraftmaschine 10 in Betrieb ist, der Zündschalters 17 in einer Stellung 'Ein-Stellung' (Zündung-Ein) ist, und dann, wenn der Zündschalter 17 in einer Stellung "Aus" (Zündung-Aus) ist, die Kraftmaschine 10 nicht in Betrieb sein kann. Der Zündschalter 17 umfasst auch eine dritte momentane Stellung, die verwendet wird, um die Kraftmaschine 10 manuell zu starten. Es versteht sich, dass andere HMI-Vorrichtungen verwendet werden können, um diese Funktionalität zu bieten, und dass die Erfindung nicht auf die Verwendung durch einen Schlüssel betätigbaren Zündschalters beschränkt ist.
Ein elektronischer Controller 16 ist mit dem Anlasser-Generator 13, mit der Kraftmaschine 10, mit einem Gangwahlsensor 12, der überwacht, ob das Getriebe 11 in der neutralen Stellung oder in einem Gang ist, mit einem Fahrgeschwindigkeitssensor 21, der verwendet wird, um die Drehgeschwindigkeit eines Straßenrades 20 zu messen, mit einem Bremspedalstellungssensor 24, der verwendet wird, um die Stellung eines Bremspedals 23 zu überwachen, mit einem Kupplungsgeberzylinder-Stellungssensor 53, der verwendet wird, um die Stellung eines Geberzylinderkolbens 53 und indirekt die Stellung des Kupplungspedals 25, mit dem der Geberzylinderkolben mechanisch verbunden ist, zu überwachen, mit einem Kupplungsnehmerzylinder-Stellungssensor 53, der verwendet, um die Stellung eines Nehmerzylinderkolbens 62 zu überwachen, und mit einem Drosselstellungssensor 19, der verwendet wird, um die Stellung eines Fahrpedals 18 zu überwachen, verbunden.
Die Stellung der Geber- und Nehmerzylinderkolben 52 und 62 kann von den Sensoren 53, 63 unter Verwendung irgendeiner Anzahl von Stellungssensortechnologien, wie beispielsweise und ohne Einschränkung PLCD und Hall-Effekt, gemessen werden.
Das Fahrpedal 18 liefert eine Fahrereingabe der erforderlichen Ausgangsleistung aus der Kraftmaschine 10. Wenn das Fahrpedal 18 aus einer Ruhestellung bewegt worden ist, ist es, wie man sagt, in einer "gedrückten Stellung" oder in einem "gedrückten Zustand".
Es versteht sich, dass der Begriff Gangwahlsensor nicht auf einen Sensor, der die Stellung des Gangwählers überwacht, beschränkt ist, sondern eine beliebige Vorrichtung sein kann, die eine Rückmeldung bereitstellen kann, ob das Getriebe 11 in dem In-Gang-Zustand oder in dem neutralen Zustand ist.
In ähnlicher Weise ist der Begriff Bremspedalsensor nicht auf einen Sensor beschränkt, der die Stellung des Bremspedals überwacht, sondern kann eine beliebige Vorrichtung sein, die eine Rückmeldung bereitstellt, ob ein Führer des Kraftfahrzeugs 5 Druck auf das Bremspedal 23 ausgeübt hat, um die Bremsen des Kraftfahrzeugs 5 anzuwenden. Der Bremspedalsensor könnte beispielsweise den Druck des Fluids in einer oder mehreren Bremsleitungen überwachen. Wenn das Bremspedal 23 ausreichend gedrückt worden ist, um die Bremsen anzuwenden, ist es, wie man sagt, in einem gedrückten Zustand oder in einer gedrückten Stellung.
Besonders unter Bezugnahme auf 2 ist ersichtlich, dass das Kupplungssystem 50 eine Kupplung 2 und ein hydraulisches Betätigungssystem, das die Kupplung 2 mit dem Kupplungspedal 25 verbindet, umfasst. Das hydraulische Betätigungssystem umfasst ein mechanisches Gestänge 54, das das Kupplungspedal 25 mit dem Geberzylinderkolben 52 eines Geberzylinders 51 verbindet, eine Hydraulikverbindung oder -leitung 55, die einen Ausgang des Geberzylinders 51 mit einem Ende eines Nehmerzylinders 61, in dem der Nehmerzylinderkolben 62 gleitend montiert ist, verbindet, und eine mechanische Verknüpfung 65 von dem Nehmerzylinderkolben 62 zu einem Ausrücklager 6, die verwendet wird, um die Kupplung 2 selektiv auszurücken und einzurücken.
Es versteht sich, dass eine Verschiebung des Kupplungspedals 25 in der Richtung des Pfeils "Kupplungspedalweg" in 2 entsprechende Verschiebungen D_master und D_slave des Geberkolbens 52 bzw. des Nehmerkolbens 62 in eine Kupplungsausrückrichtung erzeugt.
Die Kupplung 2 ist daher in diesem Fall ein Druckfreigabetyp der Reibungskupplung. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch auf eine Kupplung eines Zugfreigabetyps angewendet werden könnte.
Die Kupplung 2 umfasst eine Deckel- und Federanordnung 3, eine Druckplatte 4 und eine angetriebene Platte 7, die zwischen der Druckplatte 4 und einem Schwungrad 8, das an einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Kraftmaschine 10 befestigt ist, angeordnet ist. Die Kupplung 2 ist von üblicher Konstruktion und ist nicht im Einzelnen beschrieben, es ist lediglich erforderlich, zu wissen, dass eine Bewegung des Ausrücklagers 6 in der Richtung des Pfeils D_clutch durch den Nehmerzylinderkolben 62 eine Bewegung in eine Kupplungsausrückrichtung ist und dass eine Bewegung des Ausrücklagers 6 in eine Gegenrichtung eine Bewegung in eine Kupplungseinrückrichtung ist.
An einem gewissen Punkt während des Bereichs der Bewegung des Ausrücklagers 6 wird sich der Zustand der Kupplung 2 von einem ausgerückten Zustand, in dem im Wesentlichen kein Drehmoment durch die Kupplung von der Kraftmaschine 10 an das Getriebe 11 übertragen wird, in einen teilweise eingerückten Zustand, in dem eine kleine Menge an Drehmoment übertragen werden kann, ändern. Diese Stellung des Kupplungseingriffs wird oft als der "Schleifpunkt" bezeichnet. Der Wert des Drehmoments, der an dem Schleifpunkt übertragen wird, variiert von Fahrzeug zu Fahrzeug in Abhängigkeit von vielen Faktoren einschließlich der mechanischen Übersetzung zwischen der Kraftmaschine 10 und den angetriebenen Rädern (nicht gezeigt), der Reibung zwischen den Kupplungsscheiben und in dem Antriebsstrang und der Reibung zwischen den Straßenrädern und der Straße. Jedoch kann die Größe des Drehmoments, das an dem Schleifpunkt übertragen wird, ausreichend sein, dass ein Fahrer einen kleinen Ruck spürt, aber nicht ausreichend sein, um die Bewegung des Kraftfahrzeugs 5 zu verursachen. Die Größe des übertragbaren Drehmoments an dem Schleifpunkt liegt typischerweise in dem Bereich von 3 bis 10 Nm.
Der elektronische Controller 16 empfängt mehrere Signale aus der Kraftmaschine 10 einschließlich eines Signals von einem Geschwindigkeitssensor (nicht gezeigt), das die Drehzahl der Kraftmaschine 10 angibt, und sendet Signale an die Kraftmaschine, die zum Steuern der Abschaltung und des Anfahrens der Kraftmaschine 10 verwendet werden. In diesem Fall ist die Kraftmaschine 10 eine funkengezündete Brennkraftmaschine 10 und die Signale, die von der elektronischen Steuereinheit 16 gesendet werden, werden verwendet, um ein Kraftstoffzufuhrsystem (nicht dargestellt) für die Kraftmaschine 10 und ein Zündsystem (nicht dargestellt) für die Kraftmaschine 10 zu steuern. Wenn die Kraftmaschine 10 eine Dieselkraftmaschine wäre, dann würde nur die Kraftstoffzufuhr zu der Kraftmaschine gesteuert werden. Der elektronische Controller 16 kann verschiedene Komponenten einschließlich einer zentralen Verarbeitungseinheit, Speichervorrichtungen, Zeitgeber und Signalverarbeitungsvorrichtungen umfassen, um die Signale von den Sensoren, die mit dem elektronischen Controller 16 verbunden sind, in Daten umzuwandeln, die von dem elektronischen Controller 16 verwendet werden, um den Betrieb und insbesondere das automatische Stoppen und Starten der Kraftmaschine 10 zu steuern. Es ist zu beachten, dass der elektronische Controller 16 aus mehreren diskreten elektronischen Steuereinheiten ausgebildet sein kann, die miteinander kommunizieren, um die gewünschte Funktionalität zu erzielen.
Während des normalen Kraftmaschinenbetriebs ist der elektronische Controller 16 betreibbar, um den der Kraftmaschine 10 zugeführten Kraftstoff zu steuern und das Zündsystem so einzustellen, dass die Funken der Kraftmaschine 10 von den Zündkerzen mit der richtigen Zeitvorgabe zugeführt werden, um das gewünschte Kraftmaschinendrehmoment zu erzeugen.
Der elektronische Controller 16 steuert den Betrieb der Kraftmaschine 10, die in zwei Betriebsarten betreibbar ist, einer ersten oder Start-Stopp-Betriebsart und einer zweiten oder manuellen Betriebsart.
Der primäre Faktor, der in dem Fall dieses Beispiels dazu verwendet wird, um zu bestimmen, ob die Kraftmaschine 10 in der zweiten Betriebsart oder in der ersten Betriebsart betrieben wird, ist, ob sich das Kraftfahrzeug 5 bewegt. Wenn sich das Kraftfahrzeug 5 bewegt, wird die Kraftmaschine in der zweiten Betriebsart betrieben und die Kraftmaschine 10 wird fortlaufend betrieben werden, bis sie manuell durch den Fahrer ausgeschaltet wird, und dann, wenn sich das Kraftfahrzeug 5 nicht bewegt, wird die Kraftmaschine 10 in der ersten Betriebsart betrieben werden, in der der automatische Start-Stopp-Betrieb der Kraftmaschine auftreten wird, insofern andere Faktoren wie unten beschrieben angeben, dass der Start-Stopp-Betrieb möglich ist. Es versteht sich, dass die Erfindung auch auf ein Kraftfahrzeug, bei dem die Kraftmaschine mit in dem eingelegtem Gang verbleibenden Getriebe abgeschaltet wird, während sich das Kraftfahrzeug noch bewegt, was manchmal als Fahrzeug mit rollendem Start-Stopp bezeichnet wird, angewendet werden könnte.
Zusätzlich zu der Anforderung, dass das Fahrzeug 5 stationär sein soll, können andere Faktoren verwendet werden, um zu entscheiden, ob der Betrieb in der ersten Betriebsart möglich ist. Beispielsweise muss vielleicht der Ladezustand der Batterie 15 über einem vorbestimmten Pegel liegen, muss vielleicht die Temperatur der Kraftmaschine 10 über einem vorbestimmten Pegel liegen, muss vielleicht die Umgebungstemperatur über einem vorbestimmten Wert liegen oder muss sich vielleicht ein Nachbehandlungssystem auf einer Temperatur (Anspringtemperatur) befinden.
In der ersten oder Start-Stopp-Betriebsart wird die Kraftmaschine 10 durch den elektronischen Controller 16 ohne Zutun des Fahrers selektiv gestoppt und gestartet, wenn eine oder mehrere vorbestimmte Kraftmaschinenstopp- und Kraftmaschinenstartbedingungen, die als "Auslöser" bekannt sind, vorhanden sind. Diese Stopp- und Start-Auslöser basieren auf Signalen, die von dem elektronischen Controller 16 aus dem Drosselsensor 19, dem Bremssensor 24, dem Kupplungssystem 50 und dem Gangwahlsensor 12 empfangen werden. Die Stellung oder der Zustand der Kupplung 2, des Fahrpedals 18, des Bremspedals 23 und des Getriebes 11 sind alles verschiedene Kraftfahrzeuggrößen, die verwendet werden, um den Betrieb der Kraftmaschine 10 zu steuern. Es versteht sich, dass auch viele andere Variablen verwendet werden können, einschließlich des Zustands einer Parkbremse und der Tatsache, ob ein manueller Stopp-Start-Verhinderungsschalter durch den Fahrer aktiviert ist, aber nicht beschränkt darauf.
Wenn die Kraftmaschine 10 wird in der zweiten Betriebsart betrieben wird, wird sie fortlaufend betrieben, solange das Zündschloss 17 in der "Ein"-Stellung bleibt, und die Kraftmaschine 10 wird durch manuelle Betätigung des Zündschalters 17 durch den Fahrer gestoppt und gestartet.
Obwohl die Messung der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit oben mit Bezug auf die Verwendung eines Straßenradsensors 21 beschrieben ist, weil solche Sensoren oft bereits in einem Kraftfahrzeug als Teil eines Bremsenantiblockiersystems vorhanden sind, ist zu beachten, dass andere geeignete Mittel verwendet werden können, um die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 5 zu bestimmen, wie beispielsweise ein Sensor, der die Drehzahl einer Ausgangswelle des Getriebes 11 misst.
Das Kraftfahrzeug 5 wird in der folgenden Weise arbeiten.
Wenn die Bedingungen für einen Start-Stopp-Betrieb nicht erfüllt sind, wird die Kraftmaschine fortlaufend in Betrieb sein, während das HMI 17 in einem "Zündung-Ein"-Zustand bleibt, und wird dann gestoppt, wenn der Zustand des HMI 17 in einen Zündung-Aus-Zustand geändert wird.
Wenn der Start-Stopp-Betrieb möglich ist, d. h. die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 5, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 21 erfasst wird, im Wesentlichen gleich null ist und alle anderen Bedingungen erfüllt sind, steuert der elektronische Controller 16 das Stoppen und Starten der Kraftmaschine 10 wie folgt.
Bei laufender Kraftmaschine 10 und mit dem Getriebe 11 im eingelegten Gang wird geprüft, ob der aktuelle Eingriffszustand der Kupplung 2 so ist, dass es sicher ist, die Kraftmaschine 10 zu stoppen.
Dies erfolgt durch Vergleichen des Ausgabesignals (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 mit einer vorgegebenen und festgelegten ersten Schwelle D_P.
Die erste Schwelle D_P ist eine sehr vorsichtige Schwelle. Das heißt, dass unter Berücksichtigung von Toleranzen und Rauschfaktoren gewährleistet werden kann, dass die Kupplung 2 ausgerückt wird, wenn OS ≥ D_P.
Es versteht sich, dass der Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 eine interne Signalverarbeitung umfassen könnte und dass das Ausgabesignal (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 ein analoges Signal oder ein digitales Signal sein könnte. Es versteht sich auch, dass das Ausgabesignal (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 fallen könnte, wenn das Kupplungspedal 25 gedrückt wird, wobei in diesem Fall der obige Test mit "Ist OS ≤ D_P?" ersetzt werden würde.
In jedem Fall prüft der elektronische Controller 16 dann, wenn bestätigt worden ist, dass die Kupplung 2 ausgerückt ist, ob mindestens ein Kraftmaschinenstoppauslöser vorhanden ist. Wenn beispielsweise die Ausgabe aus dem Bremspedalsensor 24 angibt, dass das Bremspedal gedrückt wird, dann wäre dies ein Kraftmaschinenstoppauslöser und das Stoppen der Kraftmaschine 10 ist wünschenswert, um Kraftstoff zu sparen und die Emissionen der Kraftmaschine 10 zu reduzieren.
Deshalb wird dann, wenn ein Kraftmaschinenstoppauslöser vorhanden ist, die Kraftmaschine 10 gestoppt und die Kraftmaschine 10 ansonsten in dem Laufzustand belassen.
Der Kraftmaschine 10 wird dann aus dem gestoppten Zustand gestartet, wenn mindestens ein vorhandener Kraftmaschinenstartauslöser gefunden wird, wenn dies von dem elektronischen Controller 16 überprüft wird, und zweitens der Eingriffszustand der Kupplung 2 so ist, dass die Kraftmaschine 10 sicher gestartet werden kann. Bezüglich dieser zweiten Anforderung wird das Ausgabesignal (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 mit der zweiten vorgegebenen Schwelle D_R verglichen. Die zweite Schwelle D_R ist so festgelegt, dass sie etwa dem Schleifpunkt der Kupplung 2 entspricht, und ist daher eine relativ offensive Schwelle.
Wenn OS ≥ D_R, wird ein erneutes Starten der Kraftmaschine 10 ermöglicht und der ISG 13 wird verwendet, um die Kraftmaschine 10 anzulassen. Wenn das Ausgabesignal (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 fällt, wenn das Kupplungspedal 25 niedergedrückt wird, dann würde der obige Test durch Folgendes ersetzt werden:
Ist OS ≤ D_R?
In jedem Fall verwendet der elektronische Controller 16 dann, wenn bestätigt worden ist, dass die Kupplung 2 nicht ausreichend eingerückt ist, um ein Problem zu verursachen, wenn die Kraftmaschine 10 gestartet werden würde, den ISG 13 dazu, die Kraftmaschine 10 anzulassen.
Daher werden zusammenfassend zwei verschiedene Schwellenwerte für die Verwendung beim Bestimmen, wann die Kraftmaschine 10 gestartet und gestoppt werden soll, festgelegt. Die erste Schwelle D_P ist wirksam, wenn die Kupplung 2 ausgerückt wird, und die zweite Schwelle D_R wird verwendet, wenn die Kupplung 2 eingerückt wird.
Weil die erste Schwelle D_P vorsichtiger ist als die zweite Schwelle D_R, kann der Fahrer das Kupplungspedal 25 leicht freigeben, während die Kraftmaschine 10 angehalten ist, ohne die Fähigkeit des elektronischen Controllers 16 zu beeinträchtigen, die Kraftmaschine 10 neu zu starten, wenn ein Kraftmaschinenstartauslöser auftritt. Zusätzlich bietet die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Schwelle D_P und D_R dem Fahrer einen größeren Spielraum für Fehler in Bezug auf die Synchronisation des Freigebens des Kupplungspedals 25 mit dem Auslösen des Neustarts.
7a und 7b zeigen jeweils das Freigeben des Kupplungspedals 25 und das Freigeben des Bremspedals 23 während eines Versuchs durch einen Fahrer nach einem Kraftmaschinenstopp anzufahren.
In dem Fall dieses Beispiels wird ein Kraftmaschinenstartauslöser bereitgestellt, wenn die Ausgabe aus dem Bremspedalsensor 24 zu einem Zeitpunkt "T" auf null fällt. Es versteht sich, dass andere Startauslöser verwendet werden könnten und dass die Erfindung nicht auf die Verwendung eines Auslösers mit Bremspedalsensor gleich null beschränkt ist. Beispielsweise und ohne Einschränkung wäre es möglich, eine Strategie zu verwenden, um eine Freigabeabsicht für das Bremspedal frühzeitig zu erfassen, bevor es vollständig freigegeben worden ist, indem eine schnelle Bewegung in die Freigaberichtung aus einer Stellung mit gehaltener Bremse erfasst wird.
Wie in 7a gezeigt ist das Ausgabesignal (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 aufgrund dessen, dass der Fahrer beginnt, das Kupplungspedal 25 freizugeben, bereits zu dem Zeitpunkt "T" unter das Niveau D_P gefallen, und somit würde die Kraftmaschine 10 dann, wenn nur ein Schwellenwert bereitgestellt werden würde, nicht neu gestartet werden, da angenommen werden würde, dass die Kupplung 2 zu eingerückt ist, um einen Kraftmaschinenneustart zu ermöglichen. Da jedoch der Wert des Ausgabesignals (OS) zu dem Zeitpunkt "T" größer als die zweite Schwelle D_R ist, wird das Starten der Kraftmaschine ermöglicht.
Wenn daher die gleiche vorsichtige Schwelle D_P (eine Schwelle, die der Schwelle ähnlich ist, die festgelegt werden würde, wenn es nur eine einzelne Schwelle gäbe) sowohl für das Einrücken als auch das Ausrücken der Kupplung 2 verwendet werden würde, dann würde die Kraftmaschine 10 in dem Fall dieses Beispiels davon abgehalten werden, zu starten, da das Ausgabesignal (OS) zu dem Zeitpunkt T kleiner als die erste Schwelle D_P ist, wogegen, da eine offensivere zweite Schwelle D_R verwendet wird, dann, wenn die Kupplung 2 eingerückt wird (das Kupplungspedal freigegeben wird), das Ausgabesignal (OS) größer als die zweite Schwelle D_R zu dem Zeitpunkt T ist und damit das Starten der Kraftmaschine 10 ermöglicht wird.
Deshalb kann durch Verwenden von zwei Schwellen D_P und D_R in Übereinstimmung mit dieser Erfindung eine Möglichkeit zum Starten der Kraftmaschine nicht verloren gehen.
Unter Bezugnahme nun auf 3 ist ein hochrangiges Ablaufdiagramm der Methodologie gezeigt, die zum Bestimmen, ob das Kraftfahrzeug in der ersten Betriebsart oder der zweiten Betriebsart betrieben werden soll, verwendet wird.
Das Verfahren beginnt bei Box 110 damit, dass der Zündschlüssel 17 in einer Stellung "Aus" (Zündung-Aus) ist und in diesem Zustand bleiben wird, bis in Box 115 der Zündschlüssel 17 in eine Stellung "Ein" (Zündung-Ein) bewegt wird, was die Kraftmaschine 10 starten wird, wie bei Box 120 angedeutet ist.
Dann wird bei Box 130 bestimmt, ob die Bedingungen für Stopp-Start erfüllt sind. Das heißt, dass in Box 130 entschieden wird, ob die erste oder die zweite Betriebsart verwendet werden soll. Eine dieser Bedingungen, die für diese Entscheidung im Falle dieses Beispiels verwendet wird, ist, ob sich das Fahrzeug 5 mit mehr als einer vorbestimmten Geschwindigkeit bewegt und, soweit es die Erfindung betrifft, wird angenommen, dass dann, wenn das Fahrzeug sich mit mehr als einer vorbestimmten Geschwindigkeit bewegt, die manuelle oder zweite Betriebsart verwendet wird. Dies liegt daran, dass dieses Beispiel zur Verwendung beim Steuern des Start-Stopp-Betriebs der Kraftmaschine 10 dann, wenn das Fahrzeug 5 stationär ist, dient. Es versteht sich jedoch, dass, wie zuvor erwähnt, die Erfindung auf ein Kraftfahrzeug angewendet werden könnte, bei dem die Kraftmaschine mit dem in einem eingelegtem Gang verbleibenden Getriebe abgeschaltet wird, während sich das Kraftfahrzeug noch bewegt (ein Fahrzeug mit rollendem Start-Stopp).
Andere Bedingungen, die verwendet werden könnten, um diese Entscheidung bezüglich der ersten bzw. zweiten Betriebsart zu treffen, sind, ob die Umgebungstemperatur höher als eine vorgegebene Temperatur ist, ob ein vordefiniertes Niveau des Fahrgastkabinenkomforts erreicht worden ist, ob der aktuelle Zubehörstrombedarf kleiner als ein vordefinierter Pegel ist oder ob Sensorplausibilitätsprüfungen abgeschlossen worden sind.
Vorausgesetzt, dass alle Bedingungen, die erfüllt werden müssen sind, vorliegen, wenn sie in Box 130 überprüft werden, wird das Verfahren von Box 130 zu Box 135 voranschreiten, wo die erste Betriebsart gewählt wird, und dann weiter zu Box 205 fortschreiten. Wenn aber alle der Bedingungen, die erfüllt werden müssen, nicht vorliegen, wenn sie in Box 130 überprüft werden, wird das Verfahren zu Box 134 voranschreiten, wo die zweite oder normale Betriebsart gewählt wird. Nach Box 134 schreitet das Verfahren zu Box 140 fort, um zu bestimmen, ob der Zündschlüssel 17 sich noch in der Stellung Ein befindet. Wenn sich der Zündschlüssel 17 immer noch in der Stellung Ein (Zündung-Ein) befindet, dann kehrt das Verfahren mit laufender Kraftmaschine zu Box 130 zurück, aber dann, wenn bestimmt wird, dass der Zündschlüssel 17 in der Stellung Aus (Zündung-Aus) ist, endet das Verfahren bei Box 199.
Es versteht sich, dass das Verfahren immer enden wird, wenn ein Zündung-Aus-Ereignis auftritt.
Unter Bezugnahme auf 4 bis 6b ist das Verfahren von Box 135 zu Box 205 fortgeschritten, wo Kupplungseingriffszustandsschwellen festgelegt werden. Die Kupplungseingriffszustandsschwellen werden basierend auf dem Ausgabesignal von dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63, der die Stellung des Nehmerzylinderkolbens 62 misst, festgelegt.
Der Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 ist so kalibriert, dass dann, wenn das Kupplungspedal 25 nicht berührt wird, das Ausgabesignal (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 gleich S_Min ist und dann, wenn das Kupplungspedal 25 vollständig durchgedrückt ist, das Signal aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 gleich S_max ist. Drei Zonen des Kupplungseingriffszustands, die als Freigegeben (R), Gedrückt (P) und Durchgedrückt (D) bekannt sind, werden in 5 so gezeigt, wie sie mit der Stellung des Kupplungspedals 25 in Beziehung stehen, und entsprechende Nehmerzylinderkolbenzonen sind basierend auf einer Beziehung zwischen der Kupplungspedalstellung und dem Nehmerzylinderhubraum (D_Slave) definiert. Die entsprechenden Werte des Ausgabesignals (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 für die Zonen "R", "P" und "D" sind in 6a und 6b gezeigt.
Wenn das Kupplungspedal 25 in der freigegebenen Zone (R) ist, ist die Kupplung 2 stets vollständig eingerückt.
Wenn das Kupplungspedal 25 in der gedrückten Zone (P) ist, ist das Kupplungspedal 25 aus seiner Ruheposition verschoben worden und jeglicher Schlupf oder jegliches freies Spiel in dem Kupplungsbetätigungssystem sind absorbiert worden und das Ausrücken oder Einrücken der Kupplung 2 wird begonnen. Der Schleifpunkt der Kupplung 2 befindet sich in der gedrückten Zone "P" und liegt in dem Fall dieses Beispiels in der Nähe der Grenze zwischen der gedrückten Zone "P" und der durchgedrückten Zone "D".
Wenn das Kupplungspedal 25 in der durchgedrückten Zone (D) ist, ist das Kupplungspedal 25 deutlich aus seiner Ruhestellung verschoben worden und nähert sich einer vollständig verschobenen Stellung. Daher wird in der durchgedrückten Zone die Kupplung 2 ausgerückt und ist nicht in der Lage, ein Drehmoment zu übertragen.
In dem Fall dieser Erfindung werden zwei Steuerschwellen D_P und D_R verwendet, und zwar abhängig davon, ob die Bewegung des Kupplungspedals 25 in Richtung der vollständig durchgedrückten Stellung oder in Richtung der vollständig freigegebenen Stellung verläuft. Das heißt, dass es eine erste Schwelle D_P gibt, wenn die Kupplung 2 ausgerückt wird (das Kupplungspedal 25 nach unten gedrückt wird), und eine zweite Schwelle D_R gibt, wenn die Kupplung 2 eingerückt wird (das Kupplungspedal 25 freigegeben wird).
Wenn sich das Kupplungspedal 25 in Richtung der vollständig durchgedrückten Stellung bewegt, wodurch verursacht wird, dass die Kupplung 2 ausgerückt wird, wird eine sehr vorsichtige Schwelle, die erste Schwelle D_P, verwendet. Die äquivalente Nehmerzylinderkolbenverschiebung (D_Slave) von der vollständig freigegebenen Stellung in Bezug auf das Ausgabesignal (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63, die als die erste Schwelle D_P definiert ist, ist in 6a dargestellt. Wenn das Ausgabesignal (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 gleich der, aber vorzugsweise größer als die, erste(n) Schwelle (D_P) ist, ist sichergestellt, dass die Kupplung 2 ausgerückt ist und kein Drehmoment von der Kupplung 2 übertragen werden kann. Die erste Schwelle D_P definiert daher den Umfang der durchgedrückten Zone "D".
Wenn sich das Kupplungspedal 25 in Richtung der vollständig freigegebenen Stellung bewegt, um die Kupplung 2 einzurücken, d. h. weg von der vollständig durchgedrückten Stellung bewegt, wird eine weniger vorsichtige Schwelle, die zweite Schwellet D_R, verwendet werden, die in dem Fall in diesem Beispiel etwa dem Schleifpunkt der Kupplung 2 entspricht. D_R ist der letzte garantierte Punkt, an dem es nicht möglich ist, ein ausreichendes Drehmoment über die Kupplung zu übertragen, um für eine Toleranzsummierung im schlimmsten Fall eine unsichere Fahrzeugbewegung zu verursachen.
Die äquivalente Nehmerzylinderkolbenverschiebung (D_Slave) aus der vollständig freigegebenen Stellung in Bezug auf das Ausgabesignal (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63, die als Schwelle D_R definiert ist, ist in 6b gezeigt. Es versteht sich, dass die genaue Lage dieser Schwelle D_R davon abhängen wird, wie nahe der Schleifpunkt an der Verbindungsstelle zwischen der gedrückten und der durchgedrückten Zone "P" und "D" liegt.
Wenn das Ausgabesignal (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 gleich dieser, vorzugsweise jedoch größer als diese, zweite(n) Schwelle D_R ist, wird angenommen, dass die Kupplung 2 ausreichend ausgerückt ist, so dass kein signifikantes Drehmoment durch die Kupplung 2 übertragen werden kann. Bei oder nahe der Schwelle D_R ändert sich der Zustand der Kupplung 2 aufgrund der Nähe der Schwelle D_R zu dem Schleifpunkt der Kupplung 2 von einem ausgerückten in einen teilweise eingerückten Zustand. Daher ist es möglich, dass etwas Drehmoment von der Kupplung 2 übertragen werden kann, wenn die erfasste Verschiebung des Nehmerzylinderkolbens 62 die zweite Schwelle D_R erreicht. Dies wird von Toleranzen in dem Kupplungssystem eines bestimmten Fahrzeugs wie beispielsweise Fertigungstoleranzen sowie dem Verschleißzustand des Kupplungssystems und Betriebstemperaturen der verschiedenen Komponenten des Kupplungssystems abhängen. Die Kalibrierung der zweiten Schwelle D_R ist derart, dass die Größe von jeglichem Drehmoment, das übertragen wird, wenn OS = D_R ist, nicht ausreicht, um eine unerwünschte Bewegung des Kraftfahrzeugs 5 zu erzeugen.
Es versteht sich, dass es eine kalibrierte Beziehung zwischen der Ist-Verschiebung D_Slave des Nehmerzylinderkolbens 62 und der äquivalenten Sensorausgabe (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 gibt. Die Kalibrierung des Nehmerzylinderkolben-Stellungssensors 63 muss daher diese Beziehung zusammen mit all den verschiedenen Toleranzen und Rauschfaktoren für die Kupplung 2 und das Betätigungssystem für die Kupplung 2 berücksichtigen.
Es versteht sich auch, dass die spezifischen Werte, die für die erste und zweite Schwelle D_P und D_R ausgewählt werden, möglicherweise keine festen Werte sind, sondern variiert werden können, um einen Verschleiß der Kupplung 2 wie etwa einen Verschleiß der angetriebenen Scheibe 7 sowie Änderungen des Kupplungsausrückmechanismus selbst zu berücksichtigen bzw. zu kompensieren. Wenn die Stopp-Start- oder erste Betriebsart gewählt ist, werden daher die erste und zweite Schwelle D_P und D_R in Box 205 so festgelegt, dass sie eine Anpassung dieser Werte im Laufe der Zeit ermöglichen, wenn eine solche Kompensationstechnik verwendet wird.
Die zu der ersten und zweiten Schwelle D_P und D_R äquivalenten Kupplungspedalstellungen CP_P und CP_R sind in 5 als gestrichelte Umrisse dargestellt.
Unter Rückbezug auf Box 205 schreitet das Verfahren zu Box 210 fort, wo die Kraftmaschine 10 in Betrieb ist und bei dem Getriebe 11 ein Gang eingelegt ist. Es ist zu erkennen, dass die Reihenfolge der Boxen 205 und 210 umgekehrt werden könnte.
Von Box 210 schreitet das Verfahren zu Box 215 fort, wo das aktuelle Ausgabesignal (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 mit der ersten Kupplungsausrückschwelle D_P verglichen wird. Es versteht sich, dass bei normalem Betrieb des Kraftfahrzeugs 5 die Kupplung 2 vollständig eingerückt werden wird, während bei dem Getriebe 11 ein Gang eingelegt ist, und somit für den Fahrer nur die Möglichkeit besteht, die Kupplung 2 auszurücken. Daher wird die relevante Schwelle immer die erste Schwelle D_P sein, wenn das Fahrzeug zum Stillstand gebracht wird. Es könnte jedoch einen zusätzlichen Schritt geben, um zu bestimmen, welche Schwelle verwendet werden soll, und dieser wäre insbesondere im Fall eines Fahrzeugs mit rollendem Start-Stopp anwendbar. Wenn beispielsweise das Signal aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 anwächst, dann kann abgeleitet werden, dass die Kupplung 2 ausgerückt wird, und wenn umgekehrt das Signal aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 sinkt, dann wird die Kupplung 2 eingerückt. Es ist auch zu verstehen, dass die entgegengesetzte Änderung des Ausgabesignals (OS) verwendet werden könnte, wenn die Größe des Signals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 sinkt, während die Kupplung 2 ausgerückt wird.
Unter Rückbezug auf Box 215 wird dann, wenn der Wert des Ausgabesignals (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 kleiner als D_P ist, davon ausgegangen, dass die Kupplung 2 eingerückt ist, und somit kehrt das Verfahren zu Box 210 zurück. Das heißt, es gibt aktuell keine Möglichkeit, die Kraftmaschine 10 zu stoppen oder abzuschalten. Wenn das Ausgabesignal (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 jedoch gleich oder vorzugsweise größer als D_P ist, dann wird angenommen, dass die Kupplung 2 ausgerückt ist, und somit gibt es eine Gelegenheit, die Kraftmaschine 10 zu stoppen oder abzuschalten, und das Verfahren schreitet von Box 215 zu Box 220 fort.
In Box 220 wird geprüft, ob mindestens ein Kraftmaschinenstoppauslöser vorhanden ist. Beispiele von Kraftmaschinenstopp- oder Kraftmaschineabschaltungsauslösern sind, dass das Bremspedal 23 gedrückt wird, dass das Fahrpedal 18 nicht gedrückt wird oder dass eine Parkbremse angewendet worden ist. Wenn mindestens einer dieser Auslöser vorhanden ist, dann schreitet das Verfahren von Box 220 zu Box 225 fort, wo die Kraftmaschine 10 abgeschaltet wird, so dass sie wie durch Box 230 angedeutet stoppt.
Ansonsten kehrt das Verfahren von Box 220 zu Box 210 zurück, wobei die Kraftmaschine 10 noch läuft.
Es versteht sich, dass die Boxen 215 und 220 kombiniert werden könnten, indem gefordert wird, dass beide Anforderungen, die in den Boxen 215 und 220 gegeben sind, vorliegen sollen, damit das Verfahren zu Box 225 voranschreitet. Wenn eine Anforderung nicht vorliegt, dann würde das Verfahren zu Box 210 zurückkehren.
Bei der Rückkehr zu Box 230 schreitet das Verfahren von Box 230 bei gestoppter Kraftmaschine zu Box 240 fort, um zu prüfen, ob mindestens ein Startauslöser vorhanden ist.
Beispiele für diese Startauslöser sind, dass das Bremspedal 23 nicht gedrückt wird, freigegeben wird, schneller als eine vorgegebene Rate freigegeben wird oder freigegeben worden ist, dass das Gaspedal 18 gedrückt wird oder dass eine Parkbremse gelöst worden ist. Wenn mindestens einer dieser Startauslöser vorhanden ist, schreitet das Verfahren von Box 240 zu Box 250 fort, ansonsten kehrt das Verfahren von Box 240 zu Box 230 zurück, wobei die Kraftmaschine 10 immer noch gestoppt ist.
Wenn mindestens einer der Neustartauslöser vorhanden ist, wenn sie in Box 240 überprüft werden, schreitet das Verfahren von Box 240 zu Box 250 voran, wo das aktuelle Ausgabesignal (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 mit der zweiten Kupplungsausrückschwelle D_R verglichen wird. Es ist zu erkennen, das zum Erreichen von Box 250 die Kupplung 2 ausgerückt worden sein wird und zum Anfahren aus dem Stillstand oder zum erneuten Starten der Kraftmaschine, während sie noch rollt, der Fahrer die Kupplung 2 einrücken muss. Daher wird die relevante Schwelle die zweite Schwelle D_R sein. Wie jedoch bereits erwähnt könnte es einen zusätzlichen Schritt geben, um zu bestimmen, welche Schwelle verwendet werden soll.
Wenn das aktuelle Ausgabesignal (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 beim Vergleichen in Box 250 größer oder gleich der zweiten Schwelle D_R ist, dann schreitet das Verfahren zu Block 260 fort, wo die Kraftmaschine neu gestartet wird, und kehrt dann zu Box 210 zurück, wobei die Kraftmaschine 10 läuft und bei dem Getriebe 11 ein Gang eingelegt ist. Wenn aber beim Vergleichen in Box 250 das aktuelle Ausgabesignal (OS) aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor 63 kleiner als die zweite Schwelle D_R ist, kehrt das Verfahren zu Box 230 zurück, wobei die Kraftmaschine 10 immer noch gestoppt ist. Dies liegt daran, dass die Kupplung 2 ausreichend eingerückt sein könnte, um ein Problem zu verursachen, wenn die Kraftmaschine 10 neu gestartet werden würde.
Es versteht sich, dass dann, wenn ein Zündung-Aus-Ereignis zu irgendeiner Zeit während der Ausführung des Verfahrens auftritt, das Verfahren enden wird.
Es versteht sich, dass das Verfahren, das in 3 und 4 gezeigt ist, als ausführbare Schritte in dem elektronischen Controller 16 codiert sein könnte.
Daher wird zusammengefasst eine erste vorsichtige Kupplungsausrückschwelle verwendet, wenn die Kupplung ausgerückt wird, und eine zweite, weniger vorsichtige Kupplungsausrückschwelle verwendet, wenn die Kupplung eingerückt wird. Durch Verwenden von zwei unterschiedlichen Schwellen abhängig davon, ob die Kupplung eingerückt oder ausgerückt wird, bietet die Erfindung ein sicheres Stoppen und Starten der Kraftmaschine, während die Anzahl der ausgefallenen Neustarts reduziert wird.
Obwohl in dem bereitgestellten Beispiel die erste und die zweite Kupplungsausrückschwellen als Werte eines Ausgabesignals aus einem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor, der einem Nehmerzylinder wie etwa einem konzentrischen Nehmerzylinder zugeordnet ist, festgelegt werden, versteht es sich, dass die beiden Schwellen auf andere Weise festgelegt und verglichen werden könnten.
Zum Beispiel und ohne Einschränkung könnte die Bewegung des Ausrücklagers durch einen Stellungssensor erfasst werden und das Ausgabesignal aus dem Ausrücklagersensor könnte zum Vergleich mit Signalwerten, die der ersten und der zweiten Schwelle entsprechen, verwendet werden, oder eine Kupplungsgeberzylindererfassung, Kupplungspedalstellungserfassung oder Kupplungsleitungsdruckerfassung könnten mit den jeweiligen Ausgabesignalen verwendet werden, wobei sie mit Signalwerten verglichen werden, die der ersten und der zweiten Schwelle entsprechen.
Es wird von Fachleuten auf dem Gebiet erkannt werden, dass, obwohl die Erfindung zwar beispielhaft unter Bezugnahme auf eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben worden ist, sie nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist und dass eine oder mehrere Abwandlungen an den offenbarten Ausführungsformen oder alternative Ausführungsformen erstellt werden könnten, ohne von dem Umfang der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist, abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Steuern des Stoppens und Startens einer Kraftfahrzeugkraftmaschine, die mit einem Getriebe durch eine manuell betätigte Kupplung in Antriebsverbindung ist, während das Getriebe im Gang verbleibt, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Festlegen einer ersten Kupplungsausrückschwelle zur Verwendung dann, wenn die Kupplung ausgerückt wird, Festlegen einer zweiten Kupplungsausrückschwelle zur Verwendung dann, wenn die Kupplung eingerückt wird, Verwenden der ersten Ausrückschwelle, um zu entscheiden, ob ermöglicht werden soll, die Kraftmaschine zu stoppen, und Verwenden der zweiten Kupplungsausrückschwelle, um zu entscheiden, ob ermöglicht werden soll, die Kraftmaschine aus dem gestoppten Zustand neu zu starten, wobei die zweite Kupplungsausrückschwelle bei einem weniger ausgerückten Zustand der Kupplung als die erste Kupplungsausrückschwelle festgelegt wird, wobei die erste Kupplungsausrückschwelle so festgelegt wird, dass die Kupplung ausreichend ausgerückt werden wird, dass kein Drehmoment durch die Kupplung übertragen wird, und die zweite Kupplungsausrückschwelle nahe einem Schleifpunkt der Kupplung festgelegt wird, so dass jegliches Drehmoment, das von der Kupplung übertragen wird, nicht ausreicht, um das Kraftfahrzeug, das mit der Kraftmaschine ausgestattet ist, zu bewegen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei dann, wenn der Zustand der Kupplung weiter ausgerückt als die erste Kupplungsausrückschwelle ist, ermöglicht wird, die Kraftmaschine zu stoppen, wenn mindestens ein Kraftmaschinenstoppauslöser vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei dann, wenn der Zustand der Kupplung weniger ausgerückt als die erste Kupplungsausrückschwelle ist, das Stoppen der Kraftmaschine selbst dann verhindert wird, wenn der Kraftmaschinenstoppauslöser vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei der Kraftmaschinenstoppauslöser vorhanden ist, wenn erfasst wird, dass ein Bremspedal des Kraftfahrzeugs gedrückt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei dann, wenn der Zustand der Kupplung weiter ausgerückt als die zweite Kupplungsausrückschwelle ist, das Starten der Kraftmaschine dann ermöglicht wird, wenn mindestens ein Kraftmaschinenstartauslöser vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei dann, wenn der Zustand der Kupplung weniger ausgerückt als die zweite Kupplungsausrückschwelle ist, das Starten der Kraftmaschine selbst dann verhindert wird, wenn der Kraftmaschinenstartauslöser vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei der Kraftmaschinenstartauslöser vorhanden ist, wenn erfasst wird, dass ein Bremspedal des Kraftfahrzeugs entweder freigegeben ist oder freigegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei der Kraftmaschinenstartauslöser vorhanden ist, wenn erfasst wird, dass ein Bremspedal des Kraftfahrzeugs freigegeben ist, und erfasst wird, dass ein Fahrpedal gedrückt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Kupplung durch ein Kupplungsbetätigungssystem betätigt wird, das einen Nehmerzylinder, dessen Kolben dazu ausgelegt ist, ein Ausrücklager der Kupplung zu bewegen, und einen Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor zum Bereitstellen eines Ausgabesignals, das die Stellung des Kolbens des Nehmerzylinders angibt, umfasst, wobei die erste Kupplungsausrückschwelle ein erster zugeordneter Wert des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor ist und dann, wenn die Größe des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor nicht geringer als der erste zugeordnete Wert des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor ist, die Kupplung als ausreichend ausgerückt betrachtet wird, um das Abschalten der Kraftmaschine zu ermöglichen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kupplung durch ein Kupplungsbetätigungssystem betätigt wird, das einen Nehmerzylinder, dessen Kolben dazu ausgelegt ist, ein Ausrücklager der Kupplung zu bewegen, und einen Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor zum Bereitstellen eines Ausgabesignals, das die Stellung des Kolbens des Nehmerzylinders angibt, umfasst, wobei die zweite Kupplungsausrückschwelle ein zweiter zugeordneter Wert des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor ist und dann, wenn die Größe des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor nicht kleiner als der zweite zugeordnete Wert des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor ist, die Kupplung als ausreichend ausgerückt betrachtet wird, um das Starten der Kraftmaschine zu ermöglichen.
Kraftfahrzeug, das Folgendes aufweist: eine Kraftmaschine, die mit einem Getriebe durch eine manuell betätigte Kupplung in Antriebsverbindung ist, einen elektronischen Controller zum Steuern des Stoppens und Startens der Kraftmaschine als Antwort auf Eingaben aus einem Sensor, der dazu ausgelegt ist, ein Kraftmaschinenstoppauslösesignal bereitzustellen, einem Sensor, der dazu ausgelegt ist, ein Kraftmaschinenstartauslösesignal bereitzustellen, und einem Sensor, der dazu ausgelegt ist, ein Signal bereitzustellen, das den Eingriffszustand der Kupplung angibt, wobei der elektronische Controller betreibbar ist, um eine erste Kupplungsausrückschwelle für die Verwendung dann, wenn die Kupplung ausgerückt wird, festzulegen, eine zweite Kupplungsausrückschwelle für die Verwendung dann, wenn die Kupplung eingerückt wird, festzulegen, die erste Ausrückschwelle zu verwenden, um zu entscheiden, ob ermöglicht werden soll, dass die Kraftmaschine abgeschaltet wird, und die zweite Kupplungsausrückschwelle zu verwenden, um zu entscheiden, ob ermöglicht werden soll, dass die Kraftmaschine neu gestartet wird, und die zweite Kupplungsausrückschwelle auf einen weniger ausgerückten Kupplungszustand als die erste Kupplungsausrückschwelle festzulegen, wobei die erste Kupplungsausrückschwelle so festgelegt wird, dass die Kupplung ausreichend ausgerückt sein wird, dass kein Drehmoment von der Kupplung übertragen wird, und die zweite Kupplungsausrückschwelle nahe einem Schleifpunkt der Kupplung festgelegt wird, so dass jegliches Drehmoment, das von der Kupplung übertragen wird, nicht ausreicht, um das Kraftfahrzeug zu bewegen.
Fahrzeug nach Anspruch 11, wobei die Kupplung durch ein Kupplungsbetätigungssystem betätigt wird, das einen Nehmerzylinder, dessen Kolben dazu ausgelegt ist, ein Ausrücklager der Kupplung zu bewegen, und einen Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor zum Bereitstellen eines Ausgabesignals, das die Stellung des Kolbens des Nehmerzylinders angibt, umfasst.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die erste Kupplungsausrückschwelle ein erster zugeordneter Wert eines Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor ist und dann, wenn die Größe des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor dann, wenn sie von dem elektronischen Controller geprüft wird, nicht kleiner als der erste zugeordnete Wert des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor ist, der elektronische Controller betreibbar ist, um abzuleiten, dass die Kupplung ausreichend ausgerückt ist, um das Stoppen der Kraftmaschine zu ermöglichen.
Fahrzeug nach Anspruch 13, wobei dann, wenn ein Stoppauslöser vorhanden ist und die Kupplung ausreichend ausgerückt ist, um das Abschalten der Kraftmaschine zu ermöglichen, die Kraftmaschine gestoppt wird.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die zweite Kupplungsausrückschwelle ein zweiter zugeordneter Wert eines Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor ist und dann, wenn die Größe des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor dann, wenn sie von dem elektronischen Controller geprüft wird, nicht kleiner als der zweite zugeordnete Wert des Ausgabesignals aus dem Nehmerzylinderkolben-Stellungssensor ist, der elektronische Controller betreibbar ist, um abzuleiten, dass die Kupplung ausreichend ausgerückt ist, um das Starten der Kraftmaschine zu ermöglichen.
Fahrzeug nach Anspruch 15, wobei dann, wenn ein Startauslöser vorhanden ist und die Kupplung ausreichend ausgerückt ist, um das Starten der Kraftmaschine zu ermöglichen, die Kraftmaschine gestartet wird.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei der Sensor, der dazu ausgelegt ist, ein Kraftmaschinenstoppauslösesignal bereitzustellen, ein Bremspedalsensor ist, der verwendet wird, um die Stellung eines Bremspedals zu überwachen, und der elektronische Controller betreibbar ist, um das Drücken des Bremspedals als einen Kraftmaschinenstoppauslöser zu verwenden.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei der Sensor, der dazu ausgelegt ist, ein Kraftmaschinenstartauslösesignal bereitzustellen, ein Bremspedalsensor ist, der verwendet wird, um die Stellung eines Bremspedals zu überwachen, und der elektronische Controller betreibbar ist, um das Freigeben des Bremspedals als einen Kraftmaschinenstartauslöser zu verwenden.
Verfahren zum Steuern des Startens und Stoppens einer Kraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, das im Wesentlichen so ist, wie es hier unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben ist.
Kraftfahrzeug, das im Wesentlichen so ist, wie es hier unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben ist.