DE102009010925B4

DE102009010925B4 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102009010925B4
Application number: DE102009010925.0A
Authority: DE
Inventors: Tobias Maria Berr
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2019-08-08
Anticipated expiration: 2029-02-28
Also published as: US20100222983A1; GB2468195A; GB2468195B; DE102009010925A1; US8275534B2; FR2942641A1; GB201002467D0; FR2942641B1

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (40) eines Kraftfahrzeugs, bei dem die Brennkraftmaschine (40) in Abhängigkeit mindestens einer Aktivierungsbedingung automatisch gestartet und/oder in Abhängigkeit mindestens einer Deaktivierungsbedingung automatisch deaktiviert wird, wobei die mindestens eine Aktivierungsbedingung und/oder die mindestens eine Deaktivierungsbedingung während eines Fahrzeugstillstands erfasst werden, wobei das Vorhandensein der Aktivierungsbedingungen und/oder der Deaktivierungsbedingungen gespeichert und zur Diagnose der Steuerung der Brennkraftmaschine (40) ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Zeitzähler (43) zu laufen beginnt, sobald das Kraftfahrzeug steht, und dass der erste Zeitzähler (43) angehalten wird, sobald sich das Kraftfahrzeug bewegt.

Description

Die Erfindung betrifft Start-Stopp-Verfahren eines Kraftfahrzeugs mit Brennkraftmaschine. Solch Start-Stopp-Verfahren sind beispielsweise aus der DE 10 2006 000 114 A1 und der DE 100 40 094 A1 bekannt.
Aus der DE 10 2007 009 836 A1 ist eine Steuerungseinheit zur Steuerung eines automatischen Abschaltvorgangs und/oder Einschaltvorgangs einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei die Steuerungseinheit ein Speichersignal zum Speichern zumindest eines einer Abschaltverhinderungsbedingung zugeordneten Speichereintrags an eine Speichereinheit sendet, wenn vorgegebene Bedingungen erfüllt sind.
Dabei wird immer dann, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, das heißt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gleich null ist, anhand verschiedener Deaktivierungsbedingungen geprüft, ob es möglich ist, die Brennkraftmaschine während des Stillstands abzuschalten. Wenn eine oder mehrere Deaktivierungsbedingungen erfüllt sind, wird die Brennkraftmaschine abgeschaltet und erst wieder aktiviert, sobald die Steuerung das Vorliegen mindestens einer Aktivierungsbedingung erkennt.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches aus dem Stand der Technik bekanntes Start-Stopp-Verfahren weiter zu verbessern, um die Vorteile des Start-Stopp- Verfahrens hinsichtlich Kraftstoffverbrauch und Emissionen noch weiter zu vergrößern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei dem die Brennkraftmaschine in Abhängigkeit mindestens einer Aktivierungsbedingung automatisch gestartet und/oder in Abhängigkeit mindestens einer Deaktivierungsbedingung automatisch deaktiviert wird, wobei die mindestens eine Aktivierungsbedingung und/oder die mindestens eine Deaktivierungsbedingung während eines Fahrzeugstillstands erfasst werden, dadurch gelöst, dass das Vorhandensein der Aktivierungsbedingungen und/oder der Deaktivierungsbedingungen gespeichert und zur Diagnose der Steuerung der Brennkraftmaschine ausgewertet werden.
Durch die erfindungsgemäße Speicherung der Deaktivierungs- und Aktivierungsbedingungen und zugehöriger Parameter und/oder Zeitangaben ist es am Ende eines Fahrzyklusses und/oder über die gesamte Betriebsdauer des Fahrzeugs möglich, die Effizienz des Start-Stopp-Systems zu erfassen.
So ist es beispielsweise möglich, dass am Ende eines Fahrzyklusses dem Fahrer des Fahrzeugs eine Kenngröße für den Einsatz des Start-Stopp-Systems angezeigt wird und Vorschläge unterbreitet werden, wie er die Effizienz des Systems erhöhen kann.
Des Weiteren ist es möglich, bei einer Inspektion des Kraftfahrzeugs im Zuge einer On-Board-Diagnose die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelten Kenngrößen auszulesen und durch geschultes Fachpersonal auszuwerten. Dies kann entweder dazu führen, dass Verbesserungspotentiale technischer Komponenten des Kraftfahrzeugs erkannt und realisiert werden können. Des Weiteren ist es auch möglich, dass das geschulte Werkstattpersonal dem Fahrer des Kraftfahrzeugs Hinweise gibt, wie er das Start-Stopp-System effizienter nutzen kann und dadurch den Kraftstoffverbrauch mindert und Betriebskosten einspart. Schließlich gewinnt der Kraftfahrzeughersteller Informationen darüber wie häufig das Start-Stopp-System genutzt wurde und ggf., warum es trotz Fahrzeugstillstands nicht genutzt werden konnte.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein erster Zeitzähler zu laufen beginnt, sobald das Kraftfahrzeug steht, und dass der erste Zeitzähler angehalten wird, sobald sich das Kraftfahrzeug wieder bewegt. Dadurch ist es möglich, die Stillstandszeiten des Fahrzeugs zu erfassen, welche eine wichtige Ausgangsgröße für die Beurteilung der Effizienz des Start-Stopp-Systems sind.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, eine erste Gruppe von Bedingungen für den Stopp der Brennkraftmaschine abzufragen und einen ersten Zähler um einen Wert zu inkrementieren, wenn alle Bedingungen der ersten Gruppe erfüllt sind.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird eine zweite Gruppe von Bedingungen für das Deaktivieren der Brennkraftmaschine abgefragt und ein zweiter Zähler um einen Wert inkrementiert, wenn alle Bedingungen der zweiten Gruppe von Bedingungen erfüllt sind. Daraufhin wird die Deaktivierung der Brennkraftmaschine eingeleitet.
Aus dem Verhältnis der Werte zwischen dem ersten Zähler, der das Vorliegen der ersten Gruppe von Bedingungen erfasst, und dem Wert des zweiten Zählers, der das Vorliegen der erweiterten Bedingungen der zweiten Gruppe von Bedingungen erfasst, kann schon ein erster Rückschluss auf die Effizienz des Start-Stopp-Systems gezogen werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein zweiter Zeitzähler zu laufen beginnt, sobald die Brennkraftmaschine deaktiviert ist, und dass der zweite Zeitzähler angehalten wird, sobald die Brennkraftmaschine wieder aktiviert wird. Aus dem Verhältnis des ersten Zeitzählers, der die Dauer des Fahrzeugstillstands erfasst, und des zweiten Zeitzählers, der die Dauer der Deaktivierung der Brennkraftmaschine erfasst, lässt sich ein weiterer sehr wesentlicher Rückschluss auf die Effizienz des Start-Stopp-Systems ziehen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verbot der Deaktivierung der Brennkraftmaschine erlassen, wenn der Wert des ersten Zeitzählers größer ist als ein vorgegebener Grenzwert. Dadurch wird sichergestellt, dass es nicht zu fehlerhaften Deaktivierungen der Brennkraftmaschine kommen kann.
Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Ursache für das Verbot des Stopps der Brennkraftmaschine zusammen mit einer Zeitangabe abzuspeichern.
Um die Brennkraftmaschine nach einer erfolgten Deaktivierung wieder zu aktivieren, wird die Brennkraftmaschine bei Vorliegen mindestens einer Aktivierungsbedingung automatisch gestartet und die Ursache für das Vorliegen der mindestens einen Aktivierungsbedingung zusammen mit einer Zeitangabe abgespeichert.
Durch das Bilden von Verhältnissen zwischen dem ersten Zeitzähler und dem zweiten Zeitzähler sowie zwischen dem Wert des ersten Zählers und dem Wert des zweiten Zählers können wichtige Rückschlüsse auf die Effizienz des Start-Stopp-Systems gezogen werden. Diese Verhältnisse geben auch einen Hinweis auf die Ursachen für eine niedrige Effizienz des Start-Stopp-Systems und können auch zur Verbesserung der Effizienz eingesetzt werden.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Verfahren am Ende jedes Fahrzyklus, das heißt, wenn das Fahrzeug abgestellt wird und der Zündschlüssel abgezogen wird, durchzuführen. Dann kann unmittelbar nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine eine Auswertung erfolgen und dem Fahrer, noch bevor er das Fahrzeug verlassen hat, ein Hinweis auf ein eventuelles Verbesserungspotenzial gegeben werden.
Zusätzlich ist es auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren für die gesamte Betriebsdauer des Fahrzeugs durchzuführen, so dass über die gesamte Fahrstrecke des Fahrzeugs eine Aussage über die Effizienz des Start-Stopp-Systems gemacht werden können.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung in den Patentansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Figurenliste
In der Zeichnung zeigen:

1 und 2 Flussdiagramme einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und
3 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine.

Das Funktionsprinzip einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit Start-Stopp-System wird anhand der 3 erläutert auf die hiermit verwiesen wird und die weiter unten erläutert wird.
Anhand der 1 und 2 wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt und erläutert.
Nach dem Start des Verfahrens wird in einem ersten Funktionsblock 41 überprüft, ob sich das Fahrzeug in Bewegung befindet oder stillsteht. Wenn ein Fahrzeugstillstand erkannt wird, beginnt ein erster Zeitzähler 43 zu laufen. Dieser erste Zeitzähler 43 erfasst somit die Stillstandsdauer des Fahrzeugs, während eines Fahrzyklusses und über die gesamte Betriebsdauer der Brennkraftmaschine.
Wenn im ersten Funktionsblock 41 ein Fahrzeugstillstand erkannt wurde, dann wird in einem zweiten Funktionsblock 45 überprüft, ob eine erste Gruppe von Bedingungen für die Deaktivierung der Brennkraftmaschine 40 erfüllt sind.
Es handelt sich hierbei um Basisbedingungen, die unbedingt erfüllt sein müssen, um die Brennkraftmaschine 40 deaktivieren zu können. Beispiele für solche Basisbedingungen sind:

- Fahrer bringt Fahrzeug über Bremsvorgang zum Stillstand
- Fahrzeug wurde eine definierte Zeit über Geschwindigkeit bewegt
- Fahrzeug wurde eine Mindestwegstrecke bewegt
- Freigabe über Wählhebelposition liegt an

Wenn die Basisbedingungen nicht erfüllt sind, verzweigt das Programm wieder zurück, vor den ersten Funktionsblock 41.
Wenn die erste Gruppe von Bedingungen für die Deaktivierung der Brennkraftmaschine erfüllt sind, wird ein erster Zähler 47 um einen Wert 1 inkrementiert. Des Weiteren wird in einem dritten Funktionsblock 49 abgeprüft, ob eine zweite Gruppe von Bedingungen für die Deaktivierung der Brennkraftmaschine 40 erfüllt sind. Wenn diese erweiterten Bedingungen für die Deaktivierung der Brennkraftmaschine 40 erfüllt sind, dann wird die Brennkraftmaschine 40 deaktiviert und ein zweiter Zähler 51 aktiviert, der die Zahl der Deaktivierungen erfasst. In einem zweiten Zeitzähler 52 wird die Dauer der Deaktivierung der Brennkraftmaschine 40 erfasst.
Wenn die zweite Gruppe von Bedingungen für den Motorstopp nicht erfüllt sind, wird die Ursache, das heißt die Bedingung, die nicht erfüllt wurde, zusammen mit einer Zeitangabe in einem dritten Speicher 55 abgespeichert.
Des Weiteren verzweigt das Programm dann wieder vor den ersten Funktionsblock 41. Wenn die zweite Gruppe von Bedingungen für die Deaktivierung der Brennkraftmaschine erfüllt sind, dann wird (siehe 3) in einem vierten Funktionsblock 57 die Brennkraftmaschine deaktiviert.

- Freigabe Stopp Betrieb durch externe Steuergeräte
- Freigabe Stopp Betrieb durch Diagnosebedingungen Motorsteuergerät
- Freigabe Stopp Betrieb, wenn beteiligte Sensorik und Aktuatorik fehlerfrei
- Freigabe Stopp Betrieb, wenn beteiligte CAN-Kommunikation fehlerfrei

In einem fünften Funktionsblock 59 wird überprüft, ob mindestens eine Aktivierungsbedingung für die Brennkraftmaschine vorliegt. Sobald dies der Fall ist, wird die Brennkraftmaschine 40 in dem fünften Funktionsblock 59 wieder aktiviert. In einem zweiten Speicher 61 wird die Ursache für die Aktivierung der Brennkraftmaschine zusammen mit einer Zeitangabe abgespeichert. Gleichzeitig wird der zweite Zeitzähler 53, der die Dauer der Deaktivierung der Brennkraftmaschine erfasst, angehalten.
In einem sechsten Funktionsblock 63 wird erfasst, ob sich das Fahrzeug nach wie vor im Stillstand befindet oder mittlerweile bewegt. Sobald sich das Fahrzeug bewegt, wird der erste Zeitzähler 43 angehalten. Schließlich wird beispielsweise am Ende jedes Fahrzyklusses für den unmittelbar vorangegangenen Fahrzyklus oder die gesamte Betriebsdauer der Brennkraftmaschine in einem sechsten Funktionsblock 65 das Verhältnis zwischen den Werten des zweiten Zählers 51 und dem ersten Zähler 47 gebildet.
Des Weiteren ist es möglich, ein Verhältnis aus dem Wert des ersten Zeitzählers 43 und dem zweiten Zeitzähler 53 zu bilden. Aus diesen Verhältnissen ist es möglich, die Kenngrößen zur Bewertung der Effizienz des Start-Stopp-Systems zu gewinnen. Diese Kenngrößen können entweder zur Fehlerdiagnose von Hardwarekomponenten des Kraftfahrzeugs herangezogen werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Speicher 55 und 61 ausgelesen werden und die Ursachen für die Stoppverhinderung beziehungsweise das erneute Deaktivieren der Brennkraftmaschine bei der Auswertung berücksichtigt werden.
Des Weiteren ist es möglich, aus der Effizienz des Start-Stopp-Systems auch dem Fahrer des Fahrzeugs Handlungsvorschläge zu machen, wie er die Effizienz erhöhen und dadurch den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs reduzieren kann.
3 zeigt das technische Umfeld der Erfindung, Im Einzelnen zeigt die 3 die Brennkraftmaschine 40 mit dem Brennraum 42, der von einem Kolben 44 beweglich abgedichtet wird. Ein Wechsel der Füllungen des Brennraums 42 wird durch wenigstens ein Einlassventil 46 und ein Auslassventil 48 gesteuert, die dazu von entsprechenden Aktoren 50, 52 betätigt werden. In der Ausgestaltung der 3 dient ein Injektor 54 zur Dosierung von Kraftstoff in eine Luftfüllung des Brennraums 42. Das resultierende Gemisch aus Kraftstoff und Luft wird von einer Zündkerze 56 gezündet. Die Füllung des Brennraums 42 mit Luft erfolgt aus einem Ansaugrohr 58, das eine Drosselklappe 62, die von einem Drosselklappen-Steller 64 betätigt wird, sowie einen Luftmassenmesser 66 aufweist.
Die Brennkraftmaschine 40 wird von der Steuer- und Regeleinrichtung 72 gesteuert, die dazu Signale verarbeitet, in denen sich verschiedene Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 40 abbilden. In der Darstellung der 3 sind das vor allem Signale mL des Luftmassenmessers 66, das Signal FW eines Fahrerwunschgebers 74, der eine Drehmomentanforderung des Fahrers erfasst, und das Signal n eines Drehzahlgebers 76, der eine Drehzahl n einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 40 erfasst.
Es versteht sich, dass moderne Brennkraftmaschinen 40 mit einer Vielzahl weiterer Geber und/oder Sensoren ausgerüstet sind, die hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. Beispiele solcher Sensoren sind Temperatursensoren, Drucksensoren, Abgassensoren, et cetera. Die Aufzählung der Geber 66,74 und 76 ist insofern nicht abschließend gemeint. Es muss auch nicht für jeden von der Steuer- und Regeleinrichtung 72 verarbeiteten Betriebsparameter ein eigener Sensor vorhanden sein, weil die Steuer- und Regeleinrichtung 72 verschiedene Betriebsparameter mithilfe von Rechenmodellen aus anderen, gemessenen Betriebsparametern modellieren kann.
Aus den empfangenen Gebersignalen bildet die Steuer- und Regeleinrichtung 72 unter anderem Stellgrößen zur Einstellung des von der Brennkraftmaschine 40 zu erzeugenden Drehmoments. In der Ausgestaltung der 3 sind dies insbesondere eine Stellgröße S_K zur Ansteuerung des Injektors 54, eine Stellgröße S_Z zur Ansteuerung der Zündkerze 56 und eine Stellgröße S_L_DK zur Ansteuerung des Drosselklappen-Stellers.
Im Übrigen ist die Steuer- und Regeleinrichtung 72 dazu eingerichtet, insbesondere dazu programmiert, das erfindungsgemäße Verfahren oder eine seiner Ausgestaltungen durchzuführen und/oder den entsprechenden Verfahrensablauf zu steuern.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (40) eines Kraftfahrzeugs, bei dem die Brennkraftmaschine (40) in Abhängigkeit mindestens einer Aktivierungsbedingung automatisch gestartet und/oder in Abhängigkeit mindestens einer Deaktivierungsbedingung automatisch deaktiviert wird, wobei die mindestens eine Aktivierungsbedingung und/oder die mindestens eine Deaktivierungsbedingung während eines Fahrzeugstillstands erfasst werden, wobei das Vorhandensein der Aktivierungsbedingungen und/oder der Deaktivierungsbedingungen gespeichert und zur Diagnose der Steuerung der Brennkraftmaschine (40) ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Zeitzähler (43) zu laufen beginnt, sobald das Kraftfahrzeug steht, und dass der erste Zeitzähler (43) angehalten wird, sobald sich das Kraftfahrzeug bewegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gruppe von Bedingungen für die Deaktivierung abgefragt wird (45), und dass ein erster Zähler (47) um einen Wert inkrementiert wird, wenn alle Bedingungen der ersten Gruppe von Bedingungen erfüllt sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Gruppe von Bedingungen für die Deaktivierung der Brennkraftmaschine (49) abgefragt wird, dass ein zweiter Zähler (51) um einen Wert inkrementiert wird, wenn alle Bedingungen der zweiten Gruppe von Bedingungen erfüllt sind, und dass die Deaktivierung der Brennkraftmaschine eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Zeitzähler (53) zu laufen beginnt, sobald die Brennkraftmaschine (40) deaktiviert ist, und dass der zweite Zeitzähler (51) angehalten wird, sobald die Brennkraftmaschine (40) wieder aktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbot der Deaktivierung der Brennkraftmaschine (40) erfolgt, wenn der Wert des ersten Zeitzählers (53) größer als ein vorgegebener Grenzwert ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ursache für das Verbot der Deaktivierung der Brennkraftmaschine (40) zusammen mit einer Zeitangabe abgespeichert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (40) bei Vorliegen mindestens einer Aktivierungsbedingung automatisch aktiviert wird, und dass die Ursache für das Vorliegen mindestens einer Aktivierungsbedingung zusammen mit einer Zeitangabe abgespeichert wird,
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Wert des ersten Zeitzählers (43) und dem Wert des zweiten Zeitzählers (53) ein Verhältnis gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Wert des ersten Zählers (47) und dem Wert des zweiten Zählers (51) ein Verhältnis gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren für jeden Fahrzyklus und/oder für den gesamten Fahrzeugbetrieb ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Bedingungen gebildet werden in Abhängigkeit einer oder mehrerer Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (40) und/oder eines die Brennkraftmaschine (40) enthaltenden Kraftfahrzeugs und/oder eines Systems des Kraftfahrzeugs oder von Umgebungsbedingungen, insbesondere Temperatur, Luftdruck, geodätische Höhe.