DE102010013181A1

DE102010013181A1 - Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Stoppen und/oder Starten eines Traktions-Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102010013181A1
Application number: DE102010013181A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Kaehler
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-03-27
Filing date: 2010-03-27
Publication date: 2011-09-29

Abstract

Es wird ein Verfahren zum automatischen Stoppen und/oder Starten eines Traktions-Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs vorgestellt. Das Verfahren weist einen Freigabe-Betriebsmodus (1220) auf, bei welchem ein automatisches Stoppen und/oder Starten des Traktions-Verbrennungsmotors erfolgen kann, einen Verriegelungs-Betriebsmodus (1210), bei welchem kein automatisches Starten des Traktions-Verbrennungsmotors erfolgen kann sowie eine Festlegung (1100) des Betriebsmodus, nämlich entweder des Freigabe-Betriebsmodus (1220) oder des Verriegelungs-Betriebsmodus (1210) auf. Erfindungsgemäß erfolgt die Festlegung (1100) des Betriebsmodus in Abhängigkeit (1130) von einer Zustandsinformation einer Zurückrollerkennung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Stoppen und/oder Starten eines Traktions-Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stopp-Start-Automatiksysteme zum automatischen Stoppen und/oder Starten eines Traktions-Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges werden in heutiger Zeit vielfältig eingesetzt. Sie sind, mit dem Ziel, den Kraftstoffverbrauch zu verringern, so konzipiert, dass der Traktions-Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs automatisch abgeschaltet wird, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Solche Bedingungen sind zum Beispiel

– ein Fahrzeugstillstand bei gleichzeitiger Betätigung einer Bremse durch den Fahrer und/oder
– ein Fahrzeugstillstand bei gleichzeitiger Änderung der Fahrbetriebsstellung des Automatikgetriebes von einer Stellung für Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt in eine Neutral- oder Parkstellung und/oder
– ein Fahrzeugbetrieb ohne Vortriebsleistung des Antriebsstranges (z. B. bei Bergabfahrt).

In entsprechender Weise erfolgt nach einem automatischen Abschalten ein automatisches Starten des Traktions-Verbrennungsmotors, wenn Bedingungen erfüllt sind, welche von der Antriebssteuerung des Kraftfahrzeugs als Absicht des Fahrers zur Weiterfahrt interpretiert werden. Solche Bedingungen sind zum Beispiel

– das Lösen einer Bremse und/oder
– die Änderung einer Fahrbetriebsstellung eines Automatikgetriebes von einer Neutral- oder Parkstellung in eine Stellung für Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt und/oder
– die Betätigung eines Fahrpedals bzw. das erkennbare Vorliegen eines Fahrerwunsches nach Vortriebsleistung.

Bekannt ist weiterhin, dass derartige Stopp-Start-Automatiksysteme bei bestimmten Betriebsbedingungen deaktiviert werden müssen.
Die gattungsgemäße DE 10 2008 001 691 A1 beschreibt ein Verfahren zum Steuern einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, welche eine Stopp-Start-Automatiksystem aufweist. Bei diesem Verfahren wird ein automatischer Stopp einer Brennkraftmaschine der Antriebseinheit unterbunden, wenn sich das Kraftfahrzeug beim Fahrzeugstopp auf einem ansteigenden Untergrund befindet, wobei der automatische Stopp der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Steigung des ansteigenden Untergrundes unterbunden wird.
Nachteilig an diesem Verfahren ist die Tatsache, dass an starken Steigungen überhaupt kein automatischer Stopp der Brennkraftmaschine erfolgt, was sich negativ auf den Kraftstoffverbrauch des mit diesem Verfahren ausgerüsteten Kraftfahrzeuges auswirken kann.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Start-Stopp-Automatiksystems vorzuschlagen, welches im Hinblick auf Anfahrvorgänge an einer Steigung hinsichtlich Kraftstoffverbrauch, Sicherheit und Komfort optimiert ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum automatischen Stoppen und/oder Starten eines Traktions-Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Anspruch 1.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass durch eine Festlegung eines entsprechenden Betriebsmodus das automatische Stoppen und/oder Starten des Traktions-Verbrennungsmotors freigegeben oder verriegelt werden kann. Eine Freigabe des automatischen Stoppens und/oder Starten des Traktions-Verbrennungsmotors bedeutet dabei, dass ein Stopp-Start-Automatiksystem überhaupt erst aktiviert wird oder dass eine Anforderung von automatischen Stopps und/oder Starts durch das Stopp/Start-Automatiksystem wirksam wird, d. h. tatsächlich zur Ausführung gelangt.
Automatische Stopps und automatische Starts sind solche, bei denen der Traktions-Verbrennungsmotor aufgrund der Anforderung durch ein Stopp-Start-Automatiksystem gestartet oder gestoppt wird. Die Anforderung eines automatischen Stopps oder eines automatischen Starts erfolgt dabei im Wesentlichen nach einem Anforderungsteilverfahren als Teil eines Stopp-Start-Verfahrens, bei welchem Kriterien zur Emissionsreduzierung oder zur Komfortverbesserung zu einem Anforderungsergebnis verarbeitet werden.
Die Festlegung des Betriebsmodus erfolgt durch ein Festlegungsteilverfahren als Teil des Stopp-Start-Verfahrens. Beim Festlegungsteilverfahren werden im Wesentlichen Kriterien zur Sicherstellung der Betriebssicherheit und/oder zur Komfortverbesserung verarbeitet. Ergebnis des Festlegungsteilverfahrens ist es, die durch das Anforderungsteilverfahren anzufordernden automatischen Stopps und/oder automatischen Starts durch eine Freigabe wirksam werden zu lassen oder durch eine Verriegelung nicht wirksam werden zu lassen. Die Freigabe bzw. die Verriegelung kann dabei sowohl durch Freigabe oder Verriegelung des gesamten Anforderungsteilverfahrens erfolgen oder auch durch Freigabe oder Verriegelung der als Ergebnis des Anforderungsteilverfahrens erfolgenden Anforderung von automatischen Stopps und/oder Starts.
Im Falle der Verriegelung erfolgen Stopps und/oder Starts des Traktions-Verbrennungsmotors ausschließlich manuell, d. h. durch die Betätigung einer Startvorrichtung (Zündschloss oder Startschalter) durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs.
Erfindungsgemäß erfolgt die Festlegung des Betriebsmodus in Abhängigkeit von einer Zustandsinformation einer Zurückrollerkennung. Dabei bedeutet Zurückrollerkennung, dass in dem Kraftfahrzeug mittels geeigneter Sensoren und Steuergeräte geeignete Informationen zum Zwecke der Erkennung eines Zurückrollens des Kraftfahrzeuges rechnerisch verarbeitet werden.
Dadurch entsteht die Möglichkeit, in dem besonders sicherheits- und komfortkritischen Zustand des Zurückrollens des Kraftfahrzeuges insbesondere auf automatische Stopps des Traktions-Verbrennungsmotors zu verzichten. Andererseits bleiben automatische Stopps des Traktions-Verbrennungsmotors grundsätzlich auch dann möglich, wenn sich das Kraftfahrzeug auf einer ansteigenden Fahrbahn befindet und dort nicht rückwärts rollt.
Vorteilhafter Weise wird die Zustandsinformation der Zurückrollerkennung in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und von einer Fahrbahnneigung gebildet. Dabei wird vorteilhafter Weise die Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Signal eines oder mehrerer Raddrehzahlsensoren abgeleitet. Die Fahrbahnneigung wird vorteilhafter Weise von einem Signal eines Neigungssensors abgeleitet.
Besonders vorteilhaft ist es, einen Zustand für ein Zurückrollen festzulegen, wenn zumindest die Fahrbahnneigung größer ist als ein Schwellwert und die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als null und sich ein Getriebe in einer Stellung für einen Vorwärtsbetrieb befindet. Eine Information über den auf diese Weise festgelegten Zustand bzw. eine Information über das Verschwinden des auf diese Weise festgelegten Zustandes wird erfindungsgemäß innerhalb einer Antriebssteuerung des Kraftfahrzeuges gebildet und zur Verfügung gestellt. Erfindungsgemäß wertet ein Stopp-Start-Automatiksystem des Kraftfahrzeuges diese Information dahingehend aus, dass bei dem Zustand für das Zurückrollen der Verriegelungs-Betriebsmodus des Stopp-Start-Automatiksystems festgelegt wird, wobei nach einem Beendigen des Zustandes für das Zurückrollen der Verriegelungs-Betriebsmodus für eine vorgegebene Zeitspanne weiter aufrecht erhalten bleibt. Somit erfolgt erfindungsgemäß während eines Zurückrollens des Kraftfahrzeugs an einer Steigung sowie für eine gewisse Zeit nach dem Zurückrollen kein automatischer Stopp des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges. Dadurch wird eine schnelle Manövrierbarkeit des Kraftfahrzeuges im Falle eines Zurückrollens an einer Steigung sichergestellt. Erst wenn für eine bestimmte Zeit nach dem Zurückrollen des Kraftfahrzeuges kein Vortriebswunsch eines Fahrers des Kraftfahrzeuges erkannt wird, wird durch das Stopp-Start-Automatiksystem wieder ein Freigabe-Betriebsmodus festgelegt, so dass wiederum automatische Stopps des Verbrennungsmotors durchgeführt werden können wenn die sonstigen Bedingungen für automatische Stopps erfüllt sind.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung.
Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Software-Funktionalität für ein Verfahren zur erfindungsgemäßen Festlegung eines Betriebsmodus für ein Stopp-Start-Automatiksystem in Abhängigkeit von einer Zustandsinformation einer Zurückrollerkennung.
Die Software-Funktionalität ist in mehrere Software-Module unterteilt. In einem Stopp-Start-Automatik-Modul 1000 werden die wesentlichen Funktionen für eine Steuerung und Regelung von automatischen Stopps und Starts eines Traktions-Verbrennungsmotors gebündelt. Das Stopp-Start-Automatik-Modul 1000 besitzt nicht dargestellte Schnittstellen, zum Beispiel Schnittstellen zu Steller-Modulen, welche den Betrieb von Stellern des Traktions-Verbrennungsmotors, wie zum Beispiel Einspritzventilen, Zündung, elektrischem Starter usw., steuern.
Das Stopp-Start-Automatik-Modul 1000 weist eine Strukturierung in Untermodule auf.
In einem Stopp-Start-Management-Modul 1200 wird eine Anforderung von einzelnen Stopps und Starts des Traktions-Verbrennungsmotors 2 gesteuert. Die Anforderung der Stopps und Starts erfolgt dabei im Wesentlichen in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Traktions-Verbrennungsmotors, Betriebsparametern eines automatischen Getriebes, einer Bremsvorrichtung oder einer Fahrbetätigungseinrichtung des Kraftfahrzeugs. Zum Beispiel wird ein automatischer Stopp des Traktions-Verbrennungsmotors angefordert, wenn die Bremse betätigt wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit null ist.
Ein weiteres Teilverfahren innerhalb des Stopp-Startautomatik-Moduls 1000, nämlich die Festlegung eines Betriebsmodus, erfolgt in einem gesonderten Software-Modul 1100. Das Modul 1100 der Festlegung des Betriebsmodus weist Untermodule für die Verarbeitung von jeweils gesonderten Kriterien auf, welche für die Festlegung des Betriebsmodus berücksichtigt werden. Der im Modul 1100 festgelegte Betriebsmodus wird im Stopp-Start-Management-Modul 1200 für die Freigabe von automatischen Motorstopps und/oder -starts oder deren Verriegelung verwendet.
Zum Beispiel werden in einem Modul 1110 für die Berücksichtigung einer Niveauregulierung elektronische Informationen über eine Aktivierung oder Deaktivierung einer Niveauregulierung berücksichtigt. Eine Niveauregulierung ist dabei ein System, das bei wechselnder Beladung die optimale Bodenfreiheit eines Kraftfahrzeugs wiederherstellt. Dazu wird die Luftfederung an allen Achsen des Fahrzeugs auf einem konstanten Niveau gehalten.
Erfindungsgemäß werden in einem Modul 1130 für die Berücksichtigung einer Zurückrollerkennung zwei Zustandsparameter (B_ZRB und B_NZRB) ausgewertet, welche in einem Modul 2000 für die Zurückrollerkennung gebildet werden. Der Zustandsparameter (B_ZRB) für die Zurückrollerkennung wird in einem Untermodul 2100 gebildet und kann 2 verschiedene Werte annehmen: Ein Wert 0 für den Zustandsparameter (B_ZRB) für die Zurückrollerkennung zeigt kein Vorliegen eines Zurückroll-Zustandes an, und ein Wert 1 für den Zustandsparameter (B_ZRB) der Zurückrollerkennung zeigt ein Vorliegen eines Zurückroll-Zustandes an.
Ein Wert 1 für den Zustandsparameter (B_ZRB) der Zurückrollerkennung wird im Untermodul 2100 gesetzt wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit VFZ kleiner als null ist und eine Steigung ST einer Fahrbahnneigung größer als ein vorbestimmter Schwellwert S ist und eine Getriebestellung GPOS eine Stellung für einen Vorwärtsbetrieb D ist.
Der Zustandsparameter (B_NZRB) für eine Phase nach Zurückrollen wird in einem Untermodul 2300 gebildet und kann ebenfalls 2 verschiedene Werte annehmen: Ein Wert 0 für den Zustandsparameter (B_NZRB) für die Phase nach Zurückrollen zeigt kein Vorliegen einer Phase nach Zurückrollen an, und ein Wert 1 für den Zustandsparameter (B_NZRB) für die Phase nach Zurückrollen zeigt ein Vorliegen einer Phase nach Zurückrollen an.
Ein Wert 1 für den Zustandsparameter (B_NZRB) für eine Phase nach Zurückrollen wird im Untermodul 2300 gesetzt wenn ein Timer T(NZRB) für die Zeit nach Zurückrollen größer ist als 0 und kleiner als sein Endwert T(end), andernfalls nimmt der Zustandsparameter (B_NZRB) für eine Phase nach Zurückrollen den Wert 0 an.
Der Timer T(NZRB) für die Zeit nach Zurückrollen wird in einem Untermodul 2200 gebildet. Der Timer T(NZRB) startet in dem Moment, in dem der Wert des Zustandsparameters (B_ZRB) der Zurückrollerkennung von 1 nach 0 wechselt, d. h. in dem Moment, in dem das Fahrzeug unmittelbar nach einem Zurückrollen zum Stillstand kommt. Danach verläuft der Timer T(NZRB) für die Zeit nach Zurückrollen bis zu seinem Endwert T(end), es sei denn dass zwischenzeitlich ein erneutes Zurückrollen auftritt, was ein erneutes Starten des Timers T(NZRB) für die Zeit nach Zurückrollen zur Folge hätte.
Wenn entweder der Zustandsparameter (B_ZRB) für die Zurückrollerkennung den Wert 1 besitzt oder der Zustandsparameter (B_NZRB) für eine Phase nach Zurückrollen den Wert 1 besitzt, so wird im Modul 1130 für die Berücksichtigung einer Zurückrollerkennung eine Hinderungs-Statusinformation B_Hind_3 mit dem Wert 1 versehen, andernfalls erhält die Hinderungs-Statusinformation B_Hind_3 den wert 0.
In einem Ergebnis-Untermodul 1190 des Moduls 1100 der Festlegung des Betriebsmodus werden die Teilergebnisse der Untermodule 1110, 1130 sowie weiterer Untermodule für die Verarbeitung der Kriterien zu einem Gesamtergebnis des Moduls 1100 der Festlegung des Betriebsmodus verarbeitet.
Hier erfolgt die Verarbeitung dergestalt, dass

– ein Gesamt-Aktivierungsstatus (B_akt_SAS) für das Stopp-Start-Automatiksystem 1000 einen Wert 1 (oder „true”) erhält,
– WENN alle Hinderungs-Statusinformationen der Untermodule 1110, 1130 und weiterer Untermodule den Wert 0 besitzen,
– ANSONSTEN, wenn nämlich mindestens eine Hinderungs-Statusinformation der Untermodule 1110, 1130 und weiterer Untermodule den Wert 1 besitzt, der Gesamt-Aktivierungsstatus (B_akt_SAS) den Wert 0 (oder „false”) erhält.

Der Gesamt-Aktivierungsstatus wird im Stopp-Start-Management-Modul 1200 dergestalt verarbeitet, dass bei einem Statuswert „true” des Gesamt-Aktivierungsstatus ein Freigabe-Betriebsmodus 1220 erfolgt, d. h. dass automatische Stopps und/oder Starts ermöglicht sind, und bei einem Statuswert „false” ein Verriegelungs-Betriebsmodus 1210 erfolgt, d. h. dass automatische Stopps und/oder Starts nicht ermöglicht sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008001691 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum automatischen Stoppen und/oder Starten eines Traktions-Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges, aufweisend – einen Freigabe-Betriebsmodus (1210), bei welchem ein automatisches Stoppen und/oder Starten des Traktions-Verbrennungsmotors erfolgen kann, – einen Verriegelungs-Betriebsmodus (1220), bei welchem kein automatisches Stoppen und/oder Starten des Traktions-Verbrennungsmotors erfolgen kann, – eine Festlegung (1100) des Betriebsmodus, nämlich entweder des Freigabe-Betriebsmodus (1210) oder des Verriegelungs-Betriebsmodus (1220), dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegung (1100) des Betriebsmodus in Abhängigkeit von einer Zustandsinformation einer Zurückrollerkennung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsinformation der Zurückrollerkennung in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und von einer Fahrbahnneigung gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die Zustandsinformation der Zurückrollerkennung einen Zustand für ein Zurückrollen anzeigt, wenn zumindest die Fahrbahnneigung größer ist als ein Schwellwert und die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als null und sich ein Getriebe in einer Stellung für einen Vorwärtsbetrieb befindet, – bei dem Zustand für das Zurückrollen der Verriegelungs-Betriebsmodus festgelegt wird, wobei nach einem Beendigen des Zustandes für das Zurückrollen der Verriegelungs-Betriebsmodus für eine vorgegebene Zeitspanne weiter aufrecht erhalten bleibt.