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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs in einer Start-Stopp-Betriebsweise, eine Start-Stopp-Vorrichtung sowie ein verfahrens- und/oder vorrichtungsgemäßes Kraftfahrzeug.
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Das Betreiben von Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen in einer Start-Stopp-Betriebsweise ist bekannt. Dabei wird insbesondere während Stillstandsphasen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise während einer roten Ampelphase, und/oder in einem Stopp-and-Go-Verkehr der Verbrennungsmotor abgeschaltet. Sobald eine Leistungsanforderung vorliegt, insbesondere ermittelbar durch ein Niederdrücken eines Kupplungs- oder eines Gaspedals, wird der Verbrennungsmotor wieder angeschaltet beziehungsweise angelassen. Zum Abschalten und Anlassen des Verbrennungsmotors können Bedingungen formuliert werden, die vor einem jeweiligen Wechsel des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors erfüllt sein müssen. Die
DE 10 2006 044 081 A1 betrifft ein 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. Dabei hängt die Aktivierungsbedingung und/oder die Deaktivierungsbedingung von einem Ausgangssignal eines Gangwahlhebelsensors ab, der eine Annäherung des Fahrers an den Gangwahlhebel beziehungsweise ein Berühren des Gangwahlhebels durch den Fahrer anzeigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Start-Stopp-Betriebsweise eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen, bei der ein Fahrer des Kraftfahrzeugs mehr Einfluss nehmen kann auf Wechsel zwischen eingeschalteten und abgeschalteten Betriebszuständen des Verbrennungsmotors.
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Die Aufgabe ist durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhaft kann ein Fahrer des Kraftfahrzeugs bei einer Betätigung des Bremspedals den Druckpunkt fühlen. Mithin kann dieser auf einfache Art und Weise entscheiden, ob er eine Betätigungsstellung des Bremspedals vor dem Druckpunkt oder nach dem Druckpunkt einstellen möchte. Vorteilhaft kann diesen Einstellungen eine Bedeutung beziehungsweise Funktion und/oder Steuerfunktion beigemessen werden. Vorteilhaft kann das Freigeben des Abschaltens genau dann erfolgen, wenn der Fahrer das Bremspedal über den Druckpunkt hinaus betätigt hat, also die Betätigungsstellung des Bremspedals sich zwischen der maximal betätigten Stellung und dem Druckpunkt befindet. Dies ermöglicht dem Fahrer auf einfache Art und Weise, zu entscheiden, ob der Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs automatisch mittels einer vorhandenen Start-Stopp-Vorrichtung ausgeschaltet werden soll. Vorteilhaft wird das Abschalten nur dann freigegeben, wenn der Fahrer das Bremspedal bewusst über den Druckpunkt hinaus betätigt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens wird gemäß Anspruch 2 durchgeführt. Vorteilhaft kann das Abschalten, insbesondere automatische Abschalten mittels der Start-Stopp-Vorrichtung, unterbunden werden, falls der Fahrer des Kraftfahrzeugs das Bremspedal maximal bis zu dem Druckpunkt hin betätigt. Im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem das automatische Abschalten bereits bei einer leichten Berührung des Bremspedals erfolgt, insbesondere sobald ein Bremslichtschalter betätigt ist, ist es dadurch dem Fahrer des Kraftfahrzeugs möglich, das Bremspedal zwar zu betätigen, jedoch durch das geringfügige Betätigen lediglich bis zu dem Druckpunkt hin zu entscheiden, dass ein automatisches Abschalten des Verbrennungsmotors nicht erfolgen soll. Dies ermöglicht dem Fahrer, falls er eine Verkehrssituation bereits derartig überschaut, dass diese lediglich zu einem sehr kurzen Anhalten des Kraftfahrzeugs führt, manuell, also durch seine Bedienereingabe, ein Abschalten des Verbrennungsmotors zu verhindern. Vorteilhaft kann so ein allzu häufiges An- und Abschalten des Verbrennungsmotors durch den Fahrer verhindert werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens wird gemäß Anspruch 3 durchgeführt. Vorteilhaft kann eine Übertragungsfunktion des Bremspedals und einer diesem nachgeschalteten Bremsanlage des Kraftfahrzeugs derartig ausgelegt werden, dass ein Niederdrücken des Bremspedals bis zu dem Druckpunkt genügt, um das Kraftfahrzeug in einem Stillstand zu halten, insbesondere während eines Ampelstopps und/oder der vorab beschriebenen sehr kurzen Anhaltephase.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens wird gemäß Anspruch 4 durchgeführt. Vorteilhaft kann der Fahrer des Kraftfahrzeugs durch ein Loslassen des Bremspedals über den Druckpunkt hinweg selbst entscheiden, dass der Verbrennungsmotor bereits angeschaltet wird. Vorteilhaft kann dies dann erfolgen, falls der Fahrer erkennt, dass in den nächsten Sekunden eine Weiterfahrt des Kraftfahrzeugs möglich sein wird. Vorteilhaft kann so das Kraftfahrzeug durch ein aktives Eingreifen des Fahrers früher als in einen reinen Automatikbetrieb in einen Bereitschaftszustand mit laufendem Verbrennungsmotor versetzt werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens wird gemäß Anspruch 5 durchgeführt. Vorteilhaft kann alternativ das Unterbinden des Abschaltens aufgrund der manuellen Bedienereingabe des Fahrers auf eine Zeitspanne limitiert werden. Gegebenenfalls kann so der Fahrer zwischen zwei unterschiedlichen Verhaltensweisen der Start-Stopp-Vorrichtung wählen, nämlich einem Abschalten nach Ablauf der Zeitspanne und bei einem Betätigen über den Druckpunkt hinaus, einem sofortigen Abschalten. Vorteilhaft kann so ein vergleichsweise hoher Komfort erzielt werden, wobei der Fahrer durch entsprechendes Betätigen des Bremspedals über den Druckpunkt hinaus jederzeit entscheiden kann, dass ein sofortiges Abschalten des Verbrennungsmotors erfolgen soll.
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Die Aufgabe ist außerdem durch eine Start-Stopp-Vorrichtung gemäß Anspruch 6 gelöst. Die Start-Stopp-Vorrichtung ist insbesondere eingerichtet, ausgelegt, konstruiert zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens und/oder ist dazu mit einer Software ausgerüstet. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
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Die Aufgabe ist außerdem durch ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 8 gelöst. Das Kraftfahrzeug weist eine vorab beschriebene Start-Stopp-Vorrichtung auf. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
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1 ein schematisches Blockschaltbild eines eine Start-Stopp-Vorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs;
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2 ein Diagramm einer Kennlinie eines Bremspedals;
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3 ein Diagramm von Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors des in 1 gezeigten Kraftfahrzeugs; und
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4 Schritte eines Verfahrens zum Steuern des in 1 gezeigten Verbrennungsmotors in einer Start-Stopp-Betriebsweise.
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1 zeigt ein schematisches und teilweises Blockschaltbild eines Kraftfahrzeugs 1 mit einem Verbrennungsmotor 3.
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Zum Bedienen des Kraftfahrzeugs 1 weist dieses eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 43 auf. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 43 weist neben einer Vielzahl nicht dargestellter Bedienelemente insbesondere ein Bremspedal 7 auf, mittels dem ein Fahrer 17 das Kraftfahrzeug 1 abbremsen oder in einem Ruhezustand halten kann.
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Das Kraftfahrzeug 1 weist außerdem eine Steuervorrichtung 23 auf, die zusammen mit dem Bremspedal 7 Teil einer Start-Stopp-Vorrichtung 21 ist. Mittels der Start-Stopp-Vorrichtung 21 wird ein Verbrennungsmotor 3 des Kraftfahrzeugs 1 automatisch angeschaltet oder abgeschaltet. Eine entsprechende Steuerung übernimmt die Steuervorrichtung 23.
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Die Steuervorrichtung 23 weist als Eingangsgröße einen Zustandsvektor 25 auf. Der Zustandsvektor 25 beschreibt einen Zustand, insbesondere einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors 3, des Kraftfahrzeugs 1. Der Betriebszustand des Verbrennungsmotors 3 kann insbesondere die Zustände „eingeschaltet” oder „abgeschaltet” annehmen. In Abhängigkeit des Zustandsvektors 25 steuert die Steuervorrichtung 23 den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 3, insbesondere mittels einer Anschaltbedingung und einer Abschaltbedingung.
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2 zeigt eine Kennlinie des in 1 symbolisierten Bremspedals 7 der Mensch-Maschine-Schnittstelle 43 des Kraftfahrzeugs 1.
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Auf einer x-Achse 31 ist eine Betätigungsstellung 9 des Bremspedals 7 aufgetragen. Auf einer y-Achse 33 ist eine Bedienereingabe 15 des Fahrers 17 aufgetragen. Die Bedienereingabe 15 ist insbesondere als eine Bedienkraft und/oder ein an dem Bremspedal 7 anliegendes Bedienmoment ausgebildet. Die Betätigungsstellung 9 ist insbesondere als Weg oder überstrichener Winkel ausgebildet. Mittels eines ersten Graphen 27 ist eine Übertragungsfunktion in das in 2 gezeigte Schaubild des Bremspedals 7 eingezeichnet. Es ist zu erkennen, dass der erste Graph 27 eine Unstetigkeitsstelle aufweist, die einen Druckpunkt 5 darstellt. An dem Druckpunkt 5 steigt die Bedienkraft und/oder das Bedienelement sprunghaft oder zumindest deutlich steiler an als an der übrigen Übertragungsfunktion. Vorteilhaft kann der Fahrer 17 diesen Druckpunkt 5 spüren, also die Betätigungsstellung 9 des Bremspedals 7 auf einfache Art und Weise mittels einer haptischen Rückmeldung des Druckpunktes 5 auf den Druckpunkt 5 oder zumindest in die Nähe des Druckpunktes 5 einstellen. Außerdem ist es dem Fahrer 17 des Kraftfahrzeugs 1 möglich, eine Position beziehungsweise Betätigungsstellung 9 des Bremspedals 7 vor dem Druckpunkt 5 oder nach dem Druckpunkt 5 zu wählen.
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Die Betätigungsstellung 9 weist neben dem Druckpunkt 5 eine unbetätigte Stellung 11, die in 2 ganz links eingezeichnet ist und eine maximal betätigte Stellung 13 auf, die in dem ersten Graph 27 der 2 ganz oben rechts eingezeichnet ist und mittels einer gestrichelten Linie symbolisiert ist.
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Der Fahrer 17 kann also eine Betätigungsstellung 9 zwischen dem Druckpunkt 5 und der unbetätigten Stellung 11 und dem Druckpunkt 5 und der maximal betätigten Stellung 13 auf einfache Art und Weise einstellen beziehungsweise anwählen.
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3 zeigt ein weiteres Schaubild eines Betriebszustandes 45 des in 1 gezeigten Verbrennungsmotors 3. Der Betriebszustandes 45 kann die Zustände „eingeschaltet” und „ausgeschaltet” annehmen und ist in 3 auf der y-Achse 33 aufgetragen. Auf einer x-Achse 31 ist in 3 eine Zeit aufgetragen. Mittels eines zweiten Graphen 29 ist in 3 symbolisiert, dass der Verbrennungsmotor 3 des Kraftfahrzeugs 1 zweimal angeschaltet und zweimal wieder abgeschaltet wird.
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Außerdem ist in 3 eine Zeitspanne 19 eingezeichnet, die insbesondere nach einem Anhalten des Kraftfahrzeugs 1 bis zu dem Abschalten des Verbrennungsmotors 3 verstreicht.
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4 zeigt Schritte eines vorteilhaften Verfahrens zum Steuern des Verbrennungsmotors 3 des Kraftfahrzeugs 1 in einer Start-Stopp-Betriebsweise.
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In einem Schritt 35 wird der Druckpunkt 5 des Bremspedals 7 des Kraftfahrzeugs 1 bereitgestellt. Dies erfolgt entweder durch eine fest vorgegebene Kraftmimik des Bremspedals 7 und/oder durch ein entsprechendes Kraft- und/oder Momentstellglied, das dem Bremspedal 7 zugeordnet ist.
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In einem Schritt 37 wird die Betätigungsstellung 9 des Bremspedals 7 ermittelt. In einem Schritt 39 wird der Verbrennungsmotor 3 in Abhängigkeit der Betätigungsstellung 9 abgeschaltet. Dies erfolgt jedoch nur, falls in einem vierten Schritt 41 das Abschalten auch freigegeben ist, nämlich genau dann, falls die ermittelte Betätigungsstellung 9 zwischen dem bereitgestellten Druckpunkt 5 und der maximal betätigten Stellung 13 des Bremspedals 7 liegt. Vorteilhaft kann so der Fahrer 17 durch ein Betätigen des Bremspedals 7 über den Druckpunkt 5 hinaus selbst das Abschalten freigeben. Falls er dies nicht macht, also beispielsweise das Bremspedal 7 lediglich bis zu dem Druckpunkt 5 hin betätigt, wird insbesondere das Abschalten unterbunden. Alternativ wird das Abschalten lediglich so lange unterbunden, bis die in 3 eingezeichnete Zeitspanne 19 verstrichen ist.
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Vorteilhaft kann die Übertragungsfunktion des Bremspedals 7 so ausgelegt sein, dass an dem Druckpunkt 5 ein Wegrollen und/oder Anrollen des Kraftfahrzeugs 1 sicher verhindert wird. Vorteilhaft kann also der Fahrer 17, insbesondere während eines Ampelstopps, selbst entscheiden, ob der Verbrennungsmotor 3 sofort abgeschaltet werden soll oder gegebenenfalls nicht abgeschaltet werden soll, alternativ nach Ablauf des Zeitintervalls 19 abgeschaltet werden soll.
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Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 1 weist die Start-Stopp-Vorrichtung 21, die auch als Start-Stopp-Automatik bekannt ist, auf. Das Kraftfahrzeug 1 weist insbesondere den Verbrennungsmotor 3 auf, insbesondere in Kombination mit einer weiteren Antriebsquelle, insbesondere einem Elektromotor, insbesondere ausgelegt als Hybridantrieb. Vorteilhaft kann durch Mitbestimmung des Fahrers 17 verhindert werden, dass für sehr kurze Stoppphasen des Kraftfahrzeugs 1 sofort der Verbrennungsmotor 3 abgeschaltet wird. Vorteilhaft wird ein Komfort erhöht und/oder eine Lebensdauer des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere des Verbrennungsmotors 3 und/oder eines Anlassers des Verbrennungsmotors 3 verlängert, ohne dadurch eine nennenswerte Erhöhung von Verbrauchswerten des Kraftfahrzeugs 1 in Kauf nehmen zu müssen. Vorteilhaft kann der Fahrer 17 selbst Einfluss darauf nehmen, in welchen Situationen der Verbrennungsmotor 3 automatisch abgeschaltet wird und in welchen nicht.
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Vorteilhaft wird dazu das Bremspedal 7 mit dem Druckpunkt 5 vorgeschlagen, das auch als haptisches Bremspedal 7 bezeichnet werden kann. Dazu weist das Bremspedal 7 zwischen zwei Endstellungen, also der unbetätigten Stellung 11 und der maximal betätigten Stellung 13, den Druckpunkt 5 auf. In der maximal betätigten Stellung 13 ist das Bremspedal 7 vollständig durchgedrückt. Zwischen der unbetätigten Stellung 11 und dem Druckpunkt 5 bleibt vorteilhaft der Verbrennungsmotor 3 angeschaltet, bei einer alternativen Ausführung zumindest während des Ablaufs der Zeitspanne 19 angeschaltet. Vorteilhaft wird der Verbrennungsmotor 3 erst dann automatisch abgeschaltet, insbesondere entsprechend einer Abschaltbedingung der Steuervorrichtung 23, falls das Bremspedal 7 die Betätigungsstellung 9 zwischen dem Druckpunkt 5 und der maximal betätigten Stellung 13 einnimmt.
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Es ergibt sich eine vorteilhafte signifikante Reduzierung einer Anzahl von Start-Stopp-Vorgängen, vorteilhaft eine Erhöhung der Lebensdauer des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere des Verbrennungsmotors 3 und/oder eines Anlassers des Verbrennungsmotors 3. Außerdem können Garantie- und Kulanzkosten, insbesondere für Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten an dem Anlasser des Verbrennungsmotors 3, erniedrigt verringert werden. Außerdem ergibt sich eine Komforterhöhung für den Fahrer 17.
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Es versteht sich, dass zu der vorab beschriebenen Vorgehensweise zum An- und Abschalten des Verbrennungsmotors 3 weitere Bedingungen hinzutreten können, die gegebenenfalls mittels booleschen Operatoren, insbesondere Und-Verknüfungen, miteinander verknüpfbar sind. Insbesondere können zusätzlich eine beliebige Leistungsanforderung, eine Kühl- und/oder Heizanforderung eines Innenraums des Kraftfahrzeugs 1, ein Ladezustand einer Batterie, eine Außentemperatur, eine Motortemperatur und ähnliche Parameter in eine solche Gesamtbedingung zur Steuerung der Start-Stopp-Vorrichtung 21 eingehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 3
- Verbrennungsmotor
- 5
- Druckpunkt
- 7
- Bremspedal
- 9
- Betätigungsstellung
- 11
- unbetätigte Stellung
- 13
- maximal betätigte Stellung
- 15
- Bedienereingabe
- 17
- Fahrer
- 19
- Zeitspanne
- 21
- Start-Stopp-Vorrichtung
- 23
- Steuervorrichtung
- 25
- Zustandsvektor
- 27
- erster Graph
- 29
- zweiter Graph
- 31
- x-Achse
- 33
- y-Achse
- 35
- Schritt
- 37
- Schritt
- 39
- Schritt
- 41
- Schritt
- 43
- Mensch-Maschine-Schnittstelle
- 45
- Betriebszustandes
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006044081 A1 [0002]
