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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft ein Verfahren und ein System zum Betreiben eines Motor-Start-Stopp-Systems in einem Kraftfahrzeug.
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HINTERGRUND
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Fahrzeuge, welche mit Start-Stopp-Systemen ausgestattet sind, werden teilweise durch konventionelle Verbrennungsmotoren angetrieben. Eine Steuerung kann unter bestimmten Betriebsbedingungen ein automatisches Abschalten oder Starten des Motors initiieren. Beispielsweise kann das Start-Stopp-System den Motor automatisch abschalten, wenn das Fahrzeug anhält oder abgebremst wird und der Motor nicht für Antrieb oder andere Zwecke benötigt wird. Zu einem späteren Zeitpunkt kann das Start-Stopp-System den Motor wieder starten, wenn dieser für Antrieb oder andere Zwecke benötigt wird, z. B. wenn das Bremspedal losgelassen und/oder das Gaspedal betätigt wird. Durch das Abschalten des Motors, wenn dies möglich ist, wird der Kraftstoffverbrauch insgesamt verringert.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Verfahren zum Steuern von Motor-Start-Stopp in einem Fahrzeug beinhaltet das Ausgeben, über eine Steuerung, eines Motorbefehls zum automatischen Starten des Motors auf der Grundlage einer Erkennung eines vorbestimmten Fahrzeugzustands, der die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs beeinflusst, einer Erkennung eines Schaltvorgangs von der Leerlauf- in eine andere Getriebestellung, und ob ein vorbestimmter Zeitschwellenwert nach dem Schaltvorgang abgelaufen ist, als Reaktion auf das Vorliegen eines automatischen Motor-Stopp-Modus und einer Leerlauf-Getriebestellung. Der vorbestimmte Fahrzeugzustand kann eine Bewegung des Fahrzeugs in einer Rückwärtsrichtung sein. Der vorbestimmte Fahrzeugzustand kann ein Batterieparameter außerhalb eines vorbestimmten Bereichs sein. Der vorbestimmte Bereich kann auf einem Batterieladestatus, einer Batterietemperatur, einer Batteriespannung oder einem Batterielaststrom basieren. Der vorbestimmte Fahrzeugzustand kann ein Einschalten einer HLK-Komponente sein. Das Einschalten der HLK-Komponente kann ein maximaler Enteisungsbefehl, ein maximaler Heizbefehl, ein maximaler Klimatisierungsbefehl oder ein maximaler Gebläsedrehzahlbefehl sein. Der vorbestimmte Fahrzeugzustand kann eine Bremsstörung, eine Fahrzeuggeschwindigkeit außerhalb eines vorbestimmten Geschwindigkeitsbereichs oder eine Fahrzeugsensorstörung sein. Der vorbestimmte Fahrzeugzustand kann sein, dass das Fahrzeug rückwärts rollt, oder ein hohes Gefälle. Der vorbestimmte Zeitschwellenwert kann 200 bis 300 Millisekunden betragen.
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Ein Verfahren zum Steuern von Motor-Start-Stopp in einem Fahrzeug beinhaltet das Ausgeben, über eine Steuerung, eines Motorbefehls zum automatischen Starten oder zum Aufrechterhalten des automatischen Stopp-Modus auf der Grundlage einer Erkennung eines vorbestimmten Fahrzeugzustands, der die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs beeinflusst, einer Erkennung eines Schaltvorgangs von der Vorwärts-Getriebestellung in eine andere Getriebestellung, und ob ein vorbestimmter Zeitschwellenwert nach dem Schaltvorgang abgelaufen ist, als Reaktion auf das Vorliegeneines automatischen Motor-Stopp-Modus und einer Vorwärts-Getriebestellung. Der Motorbefehl kann ein Befehl zum Aufrechterhalten des automatischen Stopp-Modus sein, der als Reaktion darauf, dass das Loslassen einer Bremsbetätigung vor dem Ablauf des vorbestimmten Zweitschwellenwerts und ein Schaltvorgang in eine Leerlauf-Getriebestellung erkannt werden, ausgegeben wird. Die Steuerung kann als Reaktion auf eine Erkennung eines Hemmungszustands einen Befehl zum automatischen Starten des Motors ausgeben. Der Hemmungszustand kann eine Umgebungstemperatur außerhalb eines vorbestimmten kalibrierbaren Bereichs, eine Motortemperatur außerhalb eines vorbestimmten Motortemperaturbereichs, eine Getriebefluidtemperatur außerhalb eines vorbestimmten Getriebetemperaturbereichs, eine Batterietemperatur außerhalb eines vorbestimmen Batterietemperaturbereichs oder ein fahrerabhängiger Zustand sein. Als Reaktion auf eine Nicht-Erkennung eines Hemmungszustands kann die Steuerung einen Befehl zum automatischen Starten des Motors ausgeben, wenn die Getriebestellung in Fahren geschaltet wurde. Der Motorbefehl kann ein Befehl zum automatischen Starten sein, der als Reaktion auf eine Erkennung, dass eine Bremsbetätigung nach dem vorbestimmten Zweitschwellenwert losgelassen wurde, und eines Schaltvorgangs in eine Leerlauf-Getriebestellung ausgegeben wird.
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Ein Fahrzeug beinhaltet einen Motor, ein Getriebe und eine Steuerung. Das Getriebe koppelt sich selektiv mit dem Motor. Die Steuerung ist programmiert, um einen Befehl zum automatischen Starten auszugeben, um das Getriebe und den Motor zu koppeln, als Reaktion auf ein Erkennen, ob sich eine Bremsbetätigung über einen vorbestimmten Zeitschwellenwert hinaus erstreckt, und ob sich ein Gangwählhebel in einer Leerlauf-Getriebestellung befindet. Die Steuerung kann ferner programmiert sein, um einen Befehl zum automatischen Starten des Motors auszugeben, als Reaktion auf eine Erkennung des Vorliegens eines Veranlassungszustands. Der Veranlassungszustand kann eine Umgebungstemperatur außerhalb eines vorbestimmten kalibrierbaren Bereichs, eine Motortemperatur außerhalb eines vorbestimmten Motortemperaturbereichs, eine Getriebefluidtemperatur außerhalb eines vorbestimmten Getriebetemperaturbereichs, eine Batterietemperatur außerhalb eines vorbestimmen Batterietemperaturbereichs oder ein fahrerabhängiger Zustand sein. Der vorbestimmte Zeitschwellenwert kann 200 bis 300 Millisekunden betragen. Die Steuerung kann ferner programmiert sein, um einen Befehl zum automatischen Starten des Motors auszugeben, als Reaktion auf eine Erkennung eines Gangschaltvorgangs von dem Leerlaufgang in den Rückwärtsgang oder die Parkposition.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches Diagramm, welches ein Beispiel für ein Fahrzeug veranschaulicht.
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2 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Beispiel für einen Algorithmus zum Unterstützen von automatischen Start-Stopp-Motorvorgängen eines Fahrzeugs veranschaulicht.
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3 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein weiteres Beispiel für einen Algorithmus zum Unterstützen von automatischen Start-Stopp-Motorvorgängen eines Fahrzeugs veranschaulicht.
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4 ist eine Matrix, welche ein Beispiel für eine Steuerstrategie für automatische Start-Stopp-Motorvorgänge eines Fahrzeugs veranschaulicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Hier sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten von bestimmten Komponenten zu zeigen. Dementsprechend sind hierin offenbarte konkrete bauliche und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Basis, um einen Fachmann auf dem Gebiet die unterschiedlichen Verwendungen der Ausführungsformen zu lehren. Einschlägige Durchschnittsfachleute verstehen, dass diverse Merkmale, die unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, welche in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, welche nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, welche mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
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1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs, das hier als ein Fahrzeug 10 bezeichnet wird. Das Fahrzeug 10 beinhaltet einen Verbrennungsmotor 12 und ein Automatikgetriebe 14. Drehmoment, das von einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 12 bereitgestellt wird, wird durch ein Mehrgang-Räderwerk des Getriebes 14 einer Antriebswelle 16 und einer finalen Differential-und-Achs-Anordnung 18 für Antriebsräder 20 bereitgestellt. Das Räderwerk für das Getriebe 14 kann mehrere Drehmomentverhältnisse unter der Steuerung eines Ventilkörpers 22 herstellen. Die Verhältnisse können durch ein Ineinandergreifen und Lösen von Kupplungen und Bremsen auf eine konventionelle Weise hergestellt werden. Das Getriebe 14 kann für einen Leerlaufzustand durch Lösen einer Vorwärtsfahrkupplung konfiguriert werden. Ein Anlasser 24 unter der Steuerung einer Niederspannungsbatterie (nicht gezeigt) kann zum Starten des Motors 12 unter Kaltstartbedingungen verwendet werden. Das Fahrzeug 10 kann ebenfalls eine elektronische Drosselsteuerung 26 für den Motor 12 beinhalten. Obwohl das Fahrzeug 10 mit einem Automatikgetriebe dargestellt wird, können eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung ebenfalls in Fahrzeugen mit Handschaltgetrieben eingesetzt werden.
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Das Fahrzeug 10 kann ein automatisches Start-Stopp-System beinhalten, das den Motor 12 automatisch abschaltet und neustartet, um eine Zeitmenge zu reduzieren, die der Motor im Leerlauf verbringt, wodurch Kraftstoffverbrauch und Emissionen reduziert werden. Automatisches Abschalten des Motors kann für Fahrzeuge vorteilhaft sein, die erhebliche Zeitmengen wartend an Verkehrsampeln verbringen oder häufig in Verkehrsstaus anhalten müssen. Während das automatische Start-Stopp-Merkmal in HEVs vorhanden ist, können automatische Start-Stopp-Systeme ebenfalls in Fahrzeugen auftreten, denen ein elektrischer Hybrid-Antriebsstrang fehlt.
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Das Fahrzeug 10 kann in einen automatischen Stopp-Modus (d. h. der Motor wird automatisch gestoppt) eintreten, wenn bestimmte Fahrzeugantriebsbedingungen erfüllt sind, wie zum Beispiel, wenn der Fahrer die Bremsen betätigt hat und die Fahrzeuggeschwindigkeit sich unter einem vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert befindet. Sobald der Fahrer eine Anforderung für Fahrzeugantrieb anzeigt (z. B. durch Loslassen des Bremspedals) kann eine Antriebsstrangsteuerung den Motor 12 automatisch wieder starten.
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Zu diesem Zweck kann der Motor 12 antriebsfähig mit einer Kurbelwellenriemenscheibe verbunden sein, welche einen riemengetriebenen integrierten Anlasser/Generator 28 in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung antreibt. Obwohl ein Riemenantrieb offenbart ist, könnten andere Antriebsarten zum Bereitstellen einer Antriebsverbindung zwischen dem Motor 12 und dem Anlasser/Generator 28 verwendet werden. Zum Beispiel könnte, in Abhängigkeit der Gestaltungsentscheidung, ein elastischer Kettenantrieb oder ein Zahnradantrieb verwendet werden. Der Anlasser/Generator 28 kann elektrisch mit einer Spannungsquelle, wie zum Beispiel eine Niederspannungsbatterie 30 oder eine Hochspannungsbatterie 32, gekoppelt sein. Die Hochspannungsbatterie 32 kann durch einen Gleichstrom/Wechselstrom-(DC/AC)-Wechselrichter 34 mit dem Anlasser/Generator 28 verbunden sein.
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Da Automobilzubehör wie Klimaanlagen und Wasserpumpen typischerweise gestaltet worden sind, um von einem Gliederkeilriemen auf einem Motor angetrieben zu werden, müssen diese Systeme neu gestaltet werden, um ordnungsgemäß zu funktionieren, wenn der Motor ausgeschaltet ist. In vollen HEVs wird stattdessen ein Elektromotor typischerweise zum Betreiben dieser Vorrichtungen verwendet. Im Fahrzeug 10 kann Hybridfahrzeugzubehör, wie zum Beispiel ein Klimaanlagenkompressor 36, eine Kraftstoffpumpe 38 und eine Servopumpe 40, durch die Niederspannungsbatterie 30 elektrisch betrieben werden. Die Spannungsquellen können durch einen Gleichstromwandler 42 getrennt sein, der den Spannungspegel einstellen oder stufenweise senken kann, um der Hochspannungsbatterie 32 das Laden der Niederspannungsbatterie 30 zu gestatten.
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Ein Fahrzeugsteuersystem, das allgemein als eine Fahrzeugsteuerung 44 gezeigt ist, kann zum Steuern verschiedener Komponenten und Teilsysteme des Fahrzeugs 10 bereitgestellt sein, einschließlich des automatischen Start-Stopp-Systems. Die Fahrzeugsteuerung 44 kann eine allgemeine Fahrzeugsteuerung sein, wie zum Beispiel eine Fahrzeugsystemsteuerung (VSC). Obwohl sie als eine einzelne Steuerung gezeigt ist, kann die Fahrzeugsteuerung 44 mehrere Steuerungen beinhalten oder sie kann mehrere Softwarekomponenten oder -module beinhalten, die in eine einzelne Steuerung eingebettet sind, um verschiedene Fahrzeugsysteme, Teilsysteme und Komponenten zu steuern. Zum Beispiel kann die Fahrzeugsteuerung 44 die Antriebsstrangsteuerung beinhalten, um verschiedene Aspekte des Mikro-Hybrid-Antriebsstrangs zu steuern. Die Antriebsstrangsteuerung könnte eine separate Hardwarevorrichtung sein oder sie könnte ein separates Antriebsstrangsteuermodul (PCM) beinhalten, das über Software in eine Allzwecksteuerung, wie zum Beispiel die VSC, eingebettet sein könnte. Die Fahrzeugsteuerung 44 kann im Allgemeinen eine beliebige Anzahl von Mikroprozessoren, ASICs, ICs, Speichern (z. B. FLASH, ROM, RAM, EPROM und/oder EEPROM) und Softwarecode beinhalten, um miteinander zusammenzuwirken, um eine Reihe von Vorgängen auszuführen.
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Die Fahrzeugsteuerung 44 kann über ein fahrzeugweites Netzwerk, wie zum Beispiel ein Controller Area Network (CAN), mit anderen Steuerungen kommunizieren. Das CAN kann eine Hardline-Fahrzeugverbindung (z. B. Bus) sein und kann unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von Kommunikationsprotokollen umgesetzt sein. Zum Beispiel kann die Fahrzeugsteuerung 44 mit einer Getriebesteuereinheit (TCU) 46 und einem Batteriesteuermodul (BCM) 48 kommunizieren, welches elektrisch mit der Hochspannungsbatterie 32 gekoppelt ist. Alternativ können die vorstehend erwähnten Steuerungen Softwaresteuermodule sein, die innerhalb der Fahrzeugsteuerung 44 oder anderen Allzwecksteuerungen enthalten sind, die sich am Fahrzeug befinden. Einige oder alle dieser verschiedenen Steuerungen oder Softwaresteuermodule können ein Steuersystem gemäß der vorliegenden Anmeldung bilden. Es versteht sich jedoch, dass verschiedene Aspekte des offenbarten Gegenstands nicht auf einen bestimmten Typ oder eine bestimmte Konfiguration der Fahrzeugsteuerung 44 oder auf eine spezifische Steuerlogik zum Verwalten des Betriebs des Mikro-Hybrid-Antriebsstrangs oder anderer Fahrzeugsysteme beschränkt sind.
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Die Fahrzeugsteuerung 44 kann mit jedem einzelnen Fahrzeugsystem kommunizieren, um den Fahrzeugbetrieb gemäß den programmierten Algorithmen und der Steuerlogik zu überwachen und zu steuern. In diesem Zusammenhang kann die Fahrzeugsteuerung 44 beim Verwalten der unterschiedlichen verfügbaren Energiequellen und des Motorstatus helfen, um die Kraftstoffeffizienz zu optimieren und/oder die Reichweite des Fahrzeugs zu maximieren. Die Fahrzeugsteuerung 44 kann einen programmierbaren digitalen Computer und geeignete Eingang/Ausgangsschaltkreise oder dergleichen beinhalten, die zum Empfangen der verschiedenen Eingangssignale konfiguriert sind, die einen Zustand der Fahrzeugsystemkomponenten anzeigen. Die Eingangssignale können von den Fahrzeugsystemkomponenten selbst oder vorrichtungsspezifischen Steuerungen kommuniziert werden, oder sie können von verschiedenen Fahrzeugsystemsensoren, -antennen oder manuellen Eingängen, wie die oben beschriebenen, empfangen werden. Die Fahrzeugsteuerung 44 kann diese Eingangssignale und andere gemäß den Logikregeln verarbeiten, um den Betrieb des Mikro-Hybrid-Antriebsstrangs zu überwachen und zu steuern.
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Darüber hinaus kann das Fahrzeug 10 eine Benutzerschnittstelle 50 beinhalten, um Kommunikation mit einem Fahrer zu ermöglichen. Die Benutzerschnittstelle kann mit der Fahrzeugsteuerung 44 kommunizieren und dem Fahrer wichtige Fahrzeuginhalte bereitstellen. Die Fahrzeugsteuerung 44 kann zum Empfangen von Eingangssignalen konfiguriert sein, die aktuelle Betriebs- und/oder Umgebungszustände des Fahrzeugs 10 anzeigen, einschließlich Signale, die für den Betrieb des automatischen Start-Stopp-Systems wichtig sind. Zum Beispiel kann die Fahrzeugsteuerung 44 Eingangssignale von der TCU 46 und dem BCM 48 sowie von einem Gangwählhebel (PRNDL) 52, einem Gaspedalpositionssensor (APPS) 54, einem Bremspedalpositionssensor (BPPS) 56, einem Klimasteuermodul 58, einem Zündungsschalter (IGN) 60 und einem automatischen Start-Stopp-Schalter 62 oder dergleichen empfangen. Der automatische Start-Stopp-Schalter 62 kann dem Fahrer das manuelle Ausschalten des automatischen Start-Stopp-Systems gestatten, wodurch auf Anforderung des Fahrers automatische Motorabschaltungen verhindert werden. Die Fahrzeugsteuerung 44 kann eine Ausgabe an die Benutzerschnittstelle 50 bereitstellen, derart, dass die Benutzerschnittstelle 50 Fahrzeugbetriebsinformationen an den Fahrer übermittelt, wie zum Beispiel Informationen in Bezug auf den Betrieb des automatischen Start-Stopp-Systems. Die Benutzerschnittstelle 50 kann wichtige Fahrzeuginformationen visuell durch eine Anzeige 64 und/oder hörbar über einen Lautsprecher 66 an den Fahrer kommunizieren.
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Die Anzeige 64 kann elektrisch mit einer Anzeigesteuerung (nicht gezeigt) verbunden sein. Die Anzeigesteuerung kann mit der Antriebsstrangsteuerung, der TCU 46, dem BCM 48 und anderen dedizierten oder Allzwecksteuerungen wie der Fahrzeugsteuerung 44 kommunizieren. Die Anzeigesteuerung kann Daten von verschiedenen Fahrzeugsystemen und -komponenten sammeln, auf die über das CAN zugegriffen werden kann. Darüber hinaus kann die Anzeigesteuerung der Anzeige 64 Daten zum Übermitteln von Fahrzeugbetriebsinformationen an den Fahrer in einer aussagekräftigen Weise bereitstellen. Signale, die von den verschiedenen Fahrzeugsystemen und -komponenten ausgegeben werden, können verarbeitet werden und Anzeigeberechnungen können in der Fahrzeugsteuerung 44, der Anzeigesteuerung oder der Anzeige 64 oder einer Kombination davon ausgeführt werden. Die Anzeigesteuerung kann eine separate Steuerung sein oder sie kann in die Fahrzeugsteuerung 44 oder eine andere Allzweck- oder dedizierte Fahrzeugsteuerung integriert sein. Wie bei der Antriebsstrangsteuerung können hier somit alle Überwachungs-, Verarbeitungs- und Steuerungsvorgänge, die durch eine separate Anzeigesteuerung durchgeführt werden können, so beschrieben sein, dass sie durch die Fahrzeugsteuerung 44 ausgeführt werden. Zusätzlich zu dem automatischen Start-Stopp-Schalter 62 kann die Fahrzeugsteuerung 44 automatische Motorabschaltungen während bestimmter Betriebszustände automatisch verhindern.
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Steuerstrategien können beim Anweisen der Einleitung von Start-Stopp-Motorbefehlen auf der Grundlage einer Erkennung bestimmter Zustände helfen. 2 zeigt ein Beispiel für einen Algorithmus zum Unterstützen von automatischen Start-Stopp-Vorgängen eines Fahrzeugs, der hier als ein Algorithmus 200 bezeichnet wird. Der Algorithmus 200 kann mit verschiedenen Fahrzeugkonfigurationen verwendet werden, wie zum Beispiel ein Fahrzeug, welches ein traditionelles PRNDL-System, ein Nicht-Drucktasten-Shift-by-Wire-System und ein Drucktasten-Shift-by-Wire-System beinhaltet.
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Der Algorithmus 200 kann repräsentativ für das Programmieren einer Steuerung zum Bedienen des Fahrzeugs sein. Zum Beispiel kann die Steuerung des Fahrzeugs bei Vorgang 204 bestimmen, ob der Motor in einem automatischen Stopp-Modus aktiv ist, und ob das Fahrzeug in einer Leerlauf-Getriebestellung arbeitet. Einer oder mehrere Sensoren können im gesamten Fahrzeug angeordnet sein, um eine Vielzahl von Zuständen der Fahrzeugkomponenten zu erkennen. Der eine oder die mehreren Sensoren können in Kommunikation mit der Steuerung stehen, um Signale abzugeben, welche eine Erkennung oder Nicht-Erkennung der Zustände anzeigen. Falls der automatische Stopp-Modus des Motors aktiv ist und das Fahrzeug sich in einer Leerlauf-Getriebeposition befindet, kann die Steuerung bestimmen, ob bei Vorgang 206 ein oder mehrere identifizierte Fahrzeugzustände vorliegen. Identifizierte Fahrzeugzustände beinhalten Zustände, bei welchen zusätzliche Leistung für Fahrzeugvorgänge benötigt werden kann, und zwar als ein Ergebnis des Auftretens des identifizierten Fahrzeugzustands. Beispiele für die identifizierten Fahrzeugzustände beinhalten, ob das Fahrzeug beginnt, rückwärts zu rollen oder nicht, oder ob ein Gefälle über einem vorbestimmten Gefälleschwellenwert vorhanden ist. Ein Beispiel für den vorbestimmten Gefälleschwellenwert beinhaltet ein Gefälle von 15 % oder ein Gefälle von 20 %. Falls einer der identifizierten Fahrzeugzustände erkannt wird, kann die Steuerung bei Vorgang 210 die Aktivierung des automatischen Starts des Motors anweisen.
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Wenn keiner der identifizierten Fahrzeugzustände erkannt wird, kann die Steuerung bei Vorgang 214 bestimmen, ob einer von einer Gruppe von vorausgewählten HLK-Vorgängen angeschaltet wurde. Vorausgewählte HLK-Vorgänge beinhalten Vorgänge, bei welchen zusätzliche Leistung für Fahrzeugvorgänge benötigt werden kann, und zwar als ein Ergebnis des Auftretens des vorausgewählten HLK-Vorgangs. Beispiele für vorausgewählte HLK-Vorgänge beinhalten einen maximalen Enteisungsbefehl, einen maximalen Heizbefehl, einen maximalen Klimatisierungsbefehl oder einen maximalen Gebläsedrehzahlbefehl. Jeder dieser Befehle wird typischerweise durch einen Fahrer eingeleitet, obwohl einer oder mehrere der Befehle als ein Ergebnis eines Fahrzeugereignisses eingeleitet werden können, wie zum Beispiel ein Fahrzeugstart über eine Fernbedienung. Falls das Einschalten eines der vorausgewählten HLK-Vorgänge erkannt wird, kann die Steuerung bei Vorgang 210 die direkte Aktivierung des automatischen Starts des Motors anweisen.
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Wenn keiner der vorausgewählten HLK-Vorgänge als eingeschaltet erkannt wird, kann die Steuerung bei Vorgang 216 bestimmen, ob ein Batteriezustand außerhalb von vorbestimmten Batteriezustandsschwellenwerten vorliegt. Vorbestimmte Batteriezustandsschwellenwerte können Wärme- und Ladezustände einer Hochspannungsfahrzeugbatterie betreffen, bei welchen zusätzliche Leistung für Fahrzeugvorgänge als ein Ergebnis des Auftretens eines der Batteriezustände benötigt werden kann. Beispiele für die Batteriezustände können einen Batterieenergiepegel außerhalb eines vorbestimmten Energiepegelschwellenwerts, einen SOC der Batterie außerhalb eines vorbestimmten Ladezustandsschwellenwerts oder einen Gesundheitszustand der Batterie außerhalb eines vorbestimmten Gesundheitsschwellenwerts beinhalten. Ein Beispiel für den vorbestimmten Energieschwellenwert kann einen Strombelastungswert der Batterie beinhalten, der größer oder gleich 70 Ampere ist, oder einen Spannungswert der Batterie, der größer oder gleich 11,3 Volt ist. Ein Beispiel für den vorbestimmten SOC-Schwellenwert kann ein SOC-Wert sein, der kleiner oder gleich 67 % ist. Ein Beispiel für den vorbestimmten Gesundheitszustandsschwellenwert kann auf einer Funktion einer verfügbaren Energie oder dem SOC-Pegel beruhen. Jeder dieser Schwellenwerte kann auf der Grundlage eines Getriebe- und Bremssystemtyps kalibrierbar sein. Falls erkannt wird, dass sich einer der Batteriezustände außerhalb des entsprechenden Schwellenwerts befindet, kann die Steuerung bei Vorgang 210 die Aktivierung des automatischen Starts des Motors anweisen.
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Wenn erkannt wird, dass sich keiner der Batteriezustände außerhalb des entsprechenden Schwellenwertes befindet, kann die Steuerung bei Vorgang 220 bestimmen, ob ein Fahrzeugstörungszustand aufgetreten ist. Fahrzeugstörungszustände sind Zustände, welche das Fahrverhalten und/oder die Leistungsfähigkeit beeinträchtigen. Beispiele für Fahrzeugstörungszustände beinhalten eine Bremsstörung, eine Teilsystemstörung und eine Systemsteuerungsstörung. Falls ein Fahrzeugstörungszustand erkannt wird, kann die Steuerung bei Vorgang 210 die Aktivierung des automatischen Starts des Motors anweisen.
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3 zeigt ein Beispiel für einen weiteren Algorithmus zum Einleiten von automatischen Start-Stopp-Motorvorgängen auf der Grundlage einer Erkennung bestimmter Zustände, der hier als ein Algorithmus 300 bezeichnet wird. Der Algorithmus 300 kann mit verschiedenen Fahrzeugkonfigurationen verwendet werden, wie zum Beispiel ein Fahrzeug, welches ein traditionelles PRNDL-System, ein Nicht-Drucktasten-Shift-by-Wire-System und ein Drucktasten-Shift-by-Wire-System beinhaltet.
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Der Algorithmus 300 kann repräsentativ für das Programmieren einer Steuerung zum Betreiben von Motor-Start-Stopp des Fahrzeugs sein. Die Steuerung kann mit verschiedenen Sensoren verbunden sein, welche Zustände von Fahrzeugkomponenten überwachen. Zum Beispiel kann die Steuerung bei Vorgang 304 bestimmen, ob der Motor in einem automatischen Stopp-Modus aktiv ist, und ob sich das Fahrzeug in einer Fahr-Getriebestellung oder einer anderen Vorwärts-Getriebestellung befindet. Beispiele für andere Vorwärtsgänge beinhalten Fahren, Sport oder einen beliebigen Vorwärtsantriebsfahrmodus. Bei Vorgang 308 kann die Steuerung bestimmen, ob eine Getriebestellung von Fahren in Rückwärts, Leerlauf oder Parken geschaltet wurde. Falls ein Gangschaltvorgang in Rückwärts aufgetreten ist, kann die Steuerung bei Vorgang 310 bestimmen, ob eine Bremse vor dem Schalten in Rückwärts losgelassen wurde. Bei Vorgang 312 kann die Steuerung den Motor anweisen, automatisch abgeschaltet zu bleiben, wenn die Bremse vor dem Schalten in Rückwärts losgelassen wurde. Bei Vorgang 316 kann die Steuerung den Motor anweisen, automatisch zu starten, wenn die Bremse vor dem Schalten in Rückwärts nicht losgelassen wurde.
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Falls die Steuerung bei Vorgang 308 einen Schaltvorgang in den Leerlauf ermittelt hat, kann die Steuerung dann bei Vorgang 320 bestimmen, ob die Bremse vor dem Ablauf eines vorbestimmten Zeitschwellenwerts losgelassen wurde. Der vorbestimmte Zeitschwellenwert kann kalibrierbar oder einstellbar sein. Ein Beispiel für den vorbestimmten Zeitschwellenwert beinhaltet 200 oder 300 Millisekunden. Die Steuerung kann den Motor bei Vorgang 324 anweisen, automatisch zu starten, wenn die Bremse vor dem Ablauf des vorbestimmten Zeitschwellenwerts losgelassen wurde. Die Steuerung kann den Motor bei Vorgang 326 anweisen, automatisch abgeschaltet zu bleiben, wenn die Bremse nach dem Ablauf des vorbestimmten Zeitschwellenwerts losgelassen wird.
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Bei Vorgang 328 kann die Steuerung bestimmen, ob ein Hemmungs- oder Veranlassungszustand erkannt wird, welcher die Aktivierung des automatischen Starts hemmt. Zum Beispiel sind mit fahrerunabhängigen Hemmungszuständen jene gemeint, über welche ein Fahrzeugbediener keine direkte Kontrolle hat. Fahrerunabhängige Hemmungszustände beinhalten unter anderem eine Umgebungstemperatur außerhalb eines kalibrierbaren Bereichs, eine Motortemperatur außerhalb eines zulässigen Bereichs, eine Getriebefluidtemperatur außerhalb eines zulässigen Bereichs und eine Batterietemperatur außerhalb eines zulässigen Bereichs. Wenn einer oder alle dieser Zustände erfüllt ist/sind, können automatische Motorabschaltungen durch die Fahrzeugsteuerung 44 automatisch verhindert werden.
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Als ein weiteres Beispiel beziehen sich fahrerabhängige Hemmungszustände auf jene, auf welche ein Fahrer direkte Kontrolle ausüben kann. Fahrerabhängige Hemmungszustände beinhalten unter anderem eine aktive Fahrzeugklimasteuerung, einen Verbrauch von elektrischem Strom von Zubehör, der einen zulässigen Schwellenwert übersteigt, einen Lenkraddrehwinkel, der einen zulässigen Schwellenwert übersteigt, und einen Bremspedaldruck unterhalb eines zulässigen Schwellenwerts. Wenn einer oder alle dieser fahrerabhängigen Zustände vorliegen, können automatische Motorabschaltungen durch die Fahrzeugsteuerung 44 automatisch verhindert werden.
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Die Steuerung kann den Motor bei Vorgang 330 anweisen, automatisch zu starten, wenn ein Veranlassungszustand erkannt wird. Wenn kein Veranlassungszustand erkannt wird, kann die Steuerung bei Vorgang 334 bestimmen, ob die Getriebestellung in Fahren geschaltet wurde. Die Steuerung kann den Motor bei Vorgang 336 anweisen, automatisch zu starten, wenn die Getriebestellung in Fahren geschaltet wurde. Die Steuerung kann den Motor bei Vorgang 338 anweisen, automatisch abgeschaltet zu bleiben, wenn die Getriebestellung nicht in Fahren geschaltet wurde. Falls die Steuerung bei Vorgang 308 einen Schaltvorgang in Parken identifiziert hat, kann die Steuerung den Motor bei Vorgang 340 anweisen, automatisch zu starten.
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4 zeigt ein Beispiel für eine Matrix einer Steuerstrategie für automatische Start-Stopp-Motorvorgänge eines Fahrzeugs, welche im Allgemeinen als eine Matrix 400 bezeichnet wird. Die Matrix 400 beinhaltet Vorzustände 404 und aktuelle Zustände 410 des Fahrzeugs. Die Vorzustände 404 können verschiedene Beispiele für Fahrzeugzustände während einer Leerlauf-Getriebestellung darstellen. Die aktuellen Zustände 410 können verschiedene Beispiele für Motorbefehle auf der Grundlage des Schaltens des Fahrzeugs von der Leerlauf-Getriebestellung in eine andere Getriebestellung oder ob eine Bremse betätigt ist oder nicht darstellen. Eine Steuerung kann Zustände des Fahrzeugs überwachen, um einen Status der Vorzustände 404 zu ermitteln und den Betrieb eines Motor-Start-Stopp-Systems als Reaktion darauf anzuweisen.
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Die Vorzustände 404 beinhalten einen Getriebestellungsstatus, einen Motorlaufzustandsstatus und einen Bremszustandsstaus. Die Matrix 400 zeigt, dass sich der Getriebezustandsstatus in einer Leerlauf-Getriebestellung befindet. Der Motorlaufzustandsstatus kann entweder einen laufenden Status oder einen automatisch abgeschalteten Zustand anzeigen. Der Bremszustandsstatus kann anzeigen, ob eine Bremse betätigt oder losgelassen ist.
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Die aktuellen Zustände 410 beinhalten einen Getriebestellungsstatus, einen Bremszustandsstatus und zwei Motorbefehlsspalten. Der Getriebestellungsstatus zeigt an, ob das Fahrzeug vom Leerlauf in Parken, Rückwärts, Fahren, Sport geschaltet hat oder ob das Fahrzeug im Leerlauf bleibt. Der Bremszustandsstatuszeigt an, ob die Bremse betätigt oder losgelassen ist. Die beiden Motorbefehlsspalten zeigen an, ob die Steuerung den Motor angewiesen hat, automatisch abzuschalten oder automatisch zu starten, auf der Grundlage, ob ein vorbestimmter Zeitschwellenwert abgelaufen ist. Der vorbestimmte Zeitschwellenwert kann kalibrierbar oder einstellbar sein. Ein Beispiel für den vorbestimmten Zeitschwellenwert beinhaltet 200 oder 300 Millisekunden.
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Zum Beispiel befindet sich der Motor bei Zeilenelement 1 im automatischen Stopp-Modus mit einer Leerlauf-Getriebestellung und einer betätigten Bremse. Die Steuerung kann einen Schaltvorgang in eine Parken-Getriebestellung erkennen, während die Bremse weiter betätigt bleibt. In diesem Beispiel kann die Steuerung den Motor anweisen, im automatischen Stopp-Modus zu bleiben, und zwar auf der Grundlage der Erkennung und unabhängig davon, ob der vorbestimmte Zeitschwellenwert abgelaufen ist. Das Zeilenelement 21 zeigt ein Beispiel, in welchem der Motor in einer Leerlauf-Getriebestellung läuft und die Bremse betätigt ist. Die Steuerung kann einen Schaltvorgang in die Parken-Getriebestellung erkennen, während die Bremse weiter betätigt bleibt. Als Reaktion auf die Erkennung kann die Steuerung den Motor anweisen, weiter zu laufen, wenn der Schaltvorgang in Parken vor dem Ablauf des vorbestimmten Zeitschwellenwerts auftrat, oder sie kann den Motor anweisen, automatisch abzuschalten, falls der Schaltvorgang in Parken nach dem Ablauf des vorbestimmten Zeitschwellenwerts auftrat. Das Zeilenelement 35 zeigt ein Beispiel, in welchem der Motor in einer Leerlauf-Getriebestellung läuft und die Bremse losgelassen ist. Die Steuerung kann erkennen, dass der Gang im Leerlauf bleibt, die Bremse jedoch nachträglich betätigt wird. Als Reaktion auf die Erkennung kann die Steuerung den Motor anweisen, weiter zu laufen, wenn die Betätigung der Bremse vor dem Ablauf des vorbestimmten Zeitschwellenwerts auftrat, oder sie kann den Motor anweisen, automatisch abzuschalten, falls die Betätigung der Bremse nach dem Ablauf des vorbestimmten Zeitschwellenwerts auftrat.
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Während vorstehend verschiedene Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Patentansprüche umfasst werden. Die in der Patentschrift verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende Ausdrücke als einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Offenbarung zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Obwohl verschiedene Ausführungsformen so beschrieben sein können, dass sie gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen auf dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften Vorteile bereitstellen oder bevorzugt sind, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erreichen, welche von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Attribute können unter anderem Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Konsistenz, Robustheit, Verbraucherakzeptanz, Zuverlässigkeit, Genauigkeit usw. umfassen, sind aber nicht hierauf beschränkt. Insofern liegen Ausführungsformen, welche in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen aus dem Stand der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
