DE102012201113A1 - Method for operating an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Es werden ein Verfahren und eine Anordnung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Bei dem Verfahren wird eine Start/Stopp-Funktion durchgeführt, wobei ein selbsttätiger Wiederstart des zeitweise ausgestellten Verbrennungsmotors in Abhängigkeit eines Zustands einer Feststellbremse durchgeführt wird.A method and an arrangement for operating an internal combustion engine in a motor vehicle are described. In the method, a start / stop function is performed, wherein an automatic restart of the intermittently issued internal combustion engine is performed in response to a state of a parking brake.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors.The invention relates to a method and an arrangement for operating an internal combustion engine.
Stand der TechnikState of the art
Aufgrund steigender Kraftstoffpreise und der Notwendigkeit, insbesondere in der EU, CO2-Emissionen zu reduzieren, setzt sich in vielen Marktsegmenten die sogenannte Start/Stopp-Funktion durch. Damit ist die Funktion bezeichnet, bei der bei stillstehendem Fahrzeug automatisch durch das Steuergerät der Verbrennungsmotor deaktiviert bzw. ausgeschaltet wird. Auf diese Weise wird die sonst im Leerlauf verbrauchte Kraftstoffmenge eingespart. Daraus resultiert eine Einsparung von ca. 3 ... 5% (im neuen Europäischen Fahrzyklus: NEFZ). Zu beachten ist, dass der Motor, sobald dies erforderlich ist, wieder automatisch bzw. selbsttätig gestartet werden muss.Due to rising fuel prices and the need to reduce CO 2 emissions, especially in the EU, the so-called start / stop function prevails in many market segments. This designates the function in which, when the vehicle is stationary, the internal combustion engine is automatically deactivated or switched off by the control unit. In this way, the otherwise idling consumed fuel amount is saved. This results in a saving of approx. 3 ... 5% (in the new European Driving Cycle: NEDC). It should be noted that the motor must be restarted automatically or automatically as soon as this is necessary.
Es sind in diesem Zusammenhang verschiedene Bedienstrategien zur Anforderung von Start und Stopp im Start/Stopp-Betrieb durch den Fahrer bekannt.In this connection, various operating strategies for requesting start and stop in start / stop operation by the driver are known.
Die Druckschrift
Aus der Druckschrift
Bei der in Verbindung mit manuellen Getrieben, bspw. Handschaltern (MT), in Serie etablierten Bedienstrategie, das hierin als Stop-in-Neutral (Gear) bzw. SiN bezeichnet wird, wird ein Stopp des Motors ausgelöst, wenn alle notwendigen Start/Stopp-Freigaben bzw. keine Start/Stopp-Verbote, bspw. Leerlaufphase durch Diagnosen oder Tankentlüftung angefordert, Geschwindigkeitsschwelle nicht unterschritten, vorliegen und der Fahrer zunächst die Kupplung tritt, den Ganghebel in die "Neutral"-Position, was der Leerlauf-Position entspricht, bringt und die Kupplung wieder loslässt. Der Motorstart kann durch Startanforderungen des Systems, wenn bspw. die Katalysator-Temperatur unterhalb einer vorbestimmten Schwelle ist, der Ladezustand der Batterie unterhalb einer Schwelle ist, die Klimaanlage eingeschaltet ist usw., vom Fahrer unabhängig eingeleitet werden, was einen automatischen Start darstellt. Alternativ wird bei einem Weiterfahrwunsch des Fahrers der Motor durch Drücken des Kupplungspedals wieder gestartet. Der Fahrer muss dann noch den Gang einlegen.In the case of manual operation established in conjunction with manual transmissions, for example, manual switches (MT), referred to herein as Stop-in-Neutral (Gear) or SiN, a stop of the motor is triggered when all necessary start / stop Releases or no start / stop prohibitions, eg idle phase requested by diagnoses or tank ventilation, speed threshold not fallen below, present and the driver first enters the clutch, the gear lever in the "neutral" position, which corresponds to the idle position, bring and release the clutch. The engine start may be initiated by startup requirements of the system, such as when the catalyst temperature is below a predetermined threshold, the state of charge of the battery is below a threshold, the air conditioning is on, etc., independently initiated by the driver, which is an automatic start. Alternatively, when the driver wishes to continue, the engine is restarted by pressing the clutch pedal. The driver then has to insert the gear.
Eine weitere Bedienstrategie bei Handschaltern stellt den Motor ab, wenn das Fahrzeug unterhalb einer Geschwindigkeitsschwelle fährt und der Fahrer gleichzeitig die Kupplung gedrückt hält und die Bremse betätigt. Dies entspricht einem Ausrollen an einer roten Ampel. Diese Bedienstrategie wird als "Stop-in-Gear" (SiG) bezeichnet, da bei dieser der Gang eingelegt bleiben kann. Sobald der Fahrer wieder von der Bremse geht, wird der Motor, ggf. unabhängig von Startanforderungen des Systems, wieder gestartet.Another operating strategy with manual switches turns off the engine when the vehicle is below a speed threshold and the driver simultaneously holds the clutch and presses the brake. This corresponds to rolling out at a red traffic light. This operating strategy is referred to as "stop-in-gear" (SiG), as it can remain engaged in this gear. As soon as the driver comes off the brake again, the engine is restarted, possibly independent of system startup requirements.
Der Vorteil dieser Bedienstrategie liegt in der Erschließung von zusätzlichen Verbrauchseinsparungen, insbesondere im NEFZ. Im NEFZ sind die Zeitpunkte, bei denen die Kupplung getreten werden muss, exakt definiert. Gleichzeitig ist der Einsatz des Bremspedals frei. Bei SiN wird fünf Sekunden vor dem Losfahren der Motor bereits durch Treten der Kupplung gestartet. Bei SiG wird der Motor erst gestartet, wenn das Fahrzeug losfahren soll, d. h. die Bremse gelöst wird.The advantage of this operating strategy is the development of additional fuel savings, especially in the NEDC. In the NEDC, the times when the clutch has to be stepped on are exactly defined. At the same time, the use of the brake pedal is free. With SiN, the engine is started by pedaling the clutch five seconds before starting. At SiG, the engine is not started until the vehicle is about to start, i. H. the brake is released.
Durch die Triggerung des Motorstarts beim Loslassen der Bremse kann es zu einem ungewollten Zurückrollen des Fahrzeugs am Hang oder einem Losrollen am Gefälle infolge eines verzögerten Momentenaufbaus, solange der Motor startet und das Getriebe kein Drehmoment überträgt, kommen. Zu berücksichtigen ist, dass auch die Startzeit des Verbrennungsmotors sich nicht eliminieren lässt. Triggering the engine start when the brake is released may cause the vehicle to roll back unintentionally on a slope or to roll on a downhill slope due to a delayed torque build-up as long as the engine starts and the transmission does not transmit torque. It should be noted that the starting time of the internal combustion engine can not be eliminated either.
In diesen Fahrzeugen ist die Nutzung einer Berganfahrhilfe bzw. eine Hill-Hold-Funktion (HHC) bekannt. Unter einer Berganfahrhilfe bzw. einem Berganfahrassistent (engl. Hill Holder, Hill-Hold Control, Hill Start Assist oder Hill Start Aid) ist eine automatisierte Unterstützung für Kraftfahrzeuge beim Anfahren an Steigungen, durch die ein Zurückrollen verhindert wird, zu verstehen.In these vehicles, the use of a Hill Start Assist or a Hill Hold function (HHC) is known. Under Hill Hill Assist, Hill Hold Control, Hill Start Assist, or Hill Start Assist, automated support for automobiles when approaching gradients that prevent rollback is understood.
Das Zurückrollen kann alternativ durch die Verwendung der noch in vielen Fahrzeugen, insbesondere Handschalter, Subcompact/Compact-Class-Fahrzeugen, gängigen manuell bedienten Handbremse oder durch eine mittels Knopf aktivierbare bzw. deaktivierbare elektrische Feststellbremse erfolgen.The roll-back can alternatively be done by using the still in many vehicles, especially manual, Subcompact / Compact-class vehicles, common manually operated handbrake or by means of a button activatable or deactivatable electric parking brake.
Bei einem Fahrzeug mit Stop-in-Gear-Strategie muss derzeit der Fahrer während der Fahrzeugstillstandphasen (Start/Stopp-Betrieb) den Fuß auf der Bremse und der Kupplung lassen, was insbesondere bei langen Standphasen unkomfortabel ist. Ansonsten würde der Motor sofort bei Verlassen des Bremspedals oder des Kupplungspedals wieder gestartet und somit ein erhebliches CO2-Reduktionspotential nicht genutzt. In a vehicle with a stop-in-gear strategy, the driver currently has to keep his foot on the brake and the clutch during the vehicle stoppage phases (start / stop operation), which is particularly uncomfortable in long stance phases. Otherwise, the engine would be restarted immediately when leaving the brake pedal or the clutch pedal and thus not used a significant CO 2 reduction potential.
Zudem ist in der Regel ein HHC notwendig. Ansonsten wird ein Motorstopp verboten, um bei Berganfahrsituationen ein Rückrollen zu vermeiden, sobald die Fußbremse nach einer Stopp-Phase zur Triggerung des Motorstarts gelöst wird. Es erfolgt eine Verzögerung, bis der Motor ein entsprechendes Moment liefert.In addition, an HHC is usually necessary. Otherwise, stop the engine to prevent it from rolling back in hill-climbing situations when the foot brake is released after a stop phase to trigger engine start. There is a delay until the motor delivers a corresponding moment.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors gemäß Patentanspruch 1, ein weiteres Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 9 vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.Against this background, a method for operating an internal combustion engine according to claim 1, a further method for operating an internal combustion engine having the features of patent claim 5 and an arrangement for carrying out the method according to claim 9 are presented. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description.
Es wird somit ein Verfahren bei einem Fahrzeug mit Start/Stopp-Funktion und ggf. mit Stop-in-Gear-Bedienstrategie vorgestellt, das es dem Fahrer ermöglicht, bei längeren Fahrzeugstillstand-Phasen während eines Start/Stopp-Betriebs komfortabel den Fuß von der Bremse und der Kupplung zu nehmen, ohne dass ein Fahrzeugstart initiiert wird. Damit verbunden kann ein visueller und/oder akustischer Hinweis bei Fehlbedienung gegeben werden. It is thus presented a method in a vehicle with start / stop function and possibly with a stop-in-gear operating strategy, which allows the driver to comfortably stand at longer vehicle standstill phases during a start / stop operation of the foot Brake and clutch without initiating a vehicle start. Associated with this can be given a visual and / or audible indication of incorrect operation.
Der Wiederstart wird selbsttätig in Abhängigkeit des Zustands einer Feststellbremse durchgeführt. Eine Feststellbremse ist eine Bremse, die die Räder eines Fahrzeugs dauerhaft blockiert. Die Feststellbremse von Personenkraftfahrzeugen wird meist als Seilzugbremse mit Hand- (Handbremse) oder Fußhebel (Fußfeststellbremse ausgeführt.The restart is performed automatically depending on the condition of a parking brake. A parking brake is a brake that permanently blocks the wheels of a vehicle. The parking brake of passenger vehicles is usually designed as a cable brake with hand (handbrake) or pedal (Fußfeststellbremse.
Weiterhin ist zu beachten, dass bei dem vorgestellten Verfahren nicht notwendigerweise ein HHC notwendig ist. Ein Stopp des Motors auch bei extremen Berganfahrsituationen muss nicht mehr generell verboten werden, da das Fahrzeug bei extremen Berganfahrsituationen, nämlich bei Überschreiten einer Schwelle, erst mit der Handbremse vor dem Rollen bzw. Zurückrollen gesichert werden muss, bevor ein Motorstopp erlaubt wird. Dies ist insbesondere durch Einbeziehung des Signals bspw. der konventionellen Handbremse (Handbremse sicher angezogen) oder der Fußfeststellbremse (aktiv) zu erreichen.Furthermore, it should be noted that the HHC is not necessarily required in the presented method. A stop of the engine even in extreme mountain driving situations must not be generally prohibited, since the vehicle in extreme hill-climbing situations, namely when a threshold is exceeded, only with the handbrake before rolling or rolling back must be secured before an engine stop is allowed. This can be achieved, in particular, by incorporating the signal, for example, of the conventional handbrake (handbrake securely tightened) or the foot parking brake (active).
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and will be described in detail below with reference to the drawings.
In einer zweiten Reihe
In einer dritten Reihe
In einer vierten Reihe
Anhand
Wenn der Fahrer das Fahrzeug verkehrsbedingt anhalten muss, was in einem zweiten Zeitraum
Bei Unterschreiten der Geschwindigkeitsschwelle
In einem anschließenden Zeitraum
Zu einem Zeitpunkt
In einem Zeitraum
In einer ersten Reihe
In einer zweiten Reihe
In einer dritten Reihe
In einer vierten Reihe
In einem ersten Zeitraum
Bei Unterschreiten der Geschwindigkeitsschwelle
Überschreitet die Steigung am Berg eine Grenze, wird der Motor nur noch bei angezogener Handbremse bzw. bei aktivierter Feststellbremse automatisch ausgeschaltet (→Stopp-Enabler).If the slope on the mountain exceeds a limit, the engine is only automatically switched off when the handbrake is applied or the parking brake is activated (→ Stop Enabler).
Dies überlässt dem Fahrer, wie in einem Fahrzeug ohne Start/Stopp gemäß dem Stand der Technik die Verantwortung zur Sicherung des Fahrzeugs hinsichtlich eines ungewollten Rollens bzw. Rückrollens und entspricht der üblichen Bedienung von Bremse/Kupplung/Gas/Handbremse in einer Berganfahrsituation. HHC ist nicht unbedingt notwendig.This leaves to the driver, as in a vehicle without start / stop according to the prior art, the responsibility for securing the vehicle with respect to an unwanted rolling or reeling and corresponds to the usual operation of brake / clutch / throttle / handbrake in a hill start situation. HHC is not necessary.
Zu einem Zeitpunkt
Der Fahrer kann nunmehr aber in einem Zeitraum
Wenn der Fahrer in einem Zeitraum
Wenn der Fahrer die Handbremse löst oder die elektrische Feststellbremse deaktiviert, soll der Motor, allerdings nur, wenn der Neutralgang eingelegt oder die Kupplung getreten ist, gestartet werden (Start-Request). Gleichzeitig soll bspw. akustisch und/oder visuell auf ein mögliches Rollen oder Rückrollen hingewiesen werden oder die Anweisung "Bremse drücken" gegeben werden.If the driver releases the parking brake or deactivates the electric parking brake, the engine should only be started (start request), but only if neutral gear has been engaged or the clutch has been depressed. At the same time, acoustically and / or visually, for example, a possible rolling or rewinding should be pointed out or the instruction "press brake" should be given.
Zu einem Zeitpunkt
Der Motor soll weiterhin gestartet werden, wenn ein Gang eingelegt ist, die Kupplung gedrückt gehalten wurde und das Bremspedal zuerst verlassen, dann wieder gedrückt und dann wieder verlassen wird bzw. oder das Bremspedal gedrückt gehalten wurde und dann zum ersten mal verlassen wurde.The engine should continue to be started when a gear is engaged, the clutch has been depressed and the brake pedal is first released, then pressed again and then exited again, or the brake pedal was held down and then left for the first time.
Eine nächste Stopp-Phase würde erst erlaubt werden, wenn eine Geschwindigkeitsschwelle und ggf. eine bestimmte Zeit überschritten wurde.A next stop phase would only be allowed if a speed threshold and possibly a certain time has been exceeded.
Wenn eine Geschwindigkeitsschwelle (Fahrzeug rollt) überschritten wird, wird, wie bei der Standard-Start/Stopp-Strategie, ein erzwungener Motorstart ausgelöst, solange ein offener Antriebsstrang sicher gestellt ist (Kupplung getreten und/oder Neutralgang eingelegt). When a speed threshold (vehicle is rolling) is exceeded, a forced engine start is triggered, as with the standard start / stop strategy, as long as an open powertrain is secured (clutch engaged and / or neutral gear engaged).
Hintergrund hierfür ist die Sicherstellung der Bremskraftverstärkung, was nur bei laufendem Motor sicher gestellt wird, und ggf. eine Lenkkraftunterstützung. Bei Einsatz einer hydraulischen Servopumpe, ist jedoch nur eine Sicherstellung bei laufendem Motor möglich.The background to this is to ensure the brake booster, which is ensured only when the engine is running, and possibly a power steering. When using a hydraulic servo pump, however, only a backup is possible with the engine running.
In einem Zeitraum
Bei beiden gezeigten Strategien müssen für einen Motorstart alle relevanten Bedingungen, und zwar bei Start-Enabler: bspw. keine vorliegenden Fehler von sicherheitsrelevanten Subsystemen/Komponenten, usw., bzw. bei einem Motor-Stopp alle relevanten Bedingungen, nämlich Stopp-Enabler: bspw. keine Diagnosen laufen, keine Fehler in Subsystemen usw. erfüllt sein.For both strategies shown, all relevant conditions for a motor start, namely for start enablers: for example, no existing errors of safety-relevant subsystems / components, etc., or at an engine stop all relevant conditions, namely stop enablers: eg no diagnostics are running, no errors in subsystems, etc. are met.
Als Alternative kann bei der Strategie "Motorstart-Trigger“ der Start nur über die Bremse erfolgen. Der Fahrer kann dann grundsätzlich von der Kupplung gehen, wenn das Fahrzeug steht. Es sollte jedoch sichergestellt sein, dass, wenn kein Neutralgang eingelegt ist und der Fahrer zusätzlich von der Bremse geht, ein Motorstart unterbunden wird.Alternatively, in the "engine start trigger" strategy, the start can only be via the brake, and the driver can basically get off the clutch when the vehicle is stationary, but it should be ensured that if there is no neutral gear and the driver additionally from the brake, an engine start is prevented.
Dies bedeutet, dass, wenn der Fahrer von der Kupplung bei eingelegtem Gang geht und auch noch von der Bremse gehen würde, eine rote Lampe angehen würde, die anzeigt "bitte Kupplung treten". In diesem Fall würde sofort mit dem Treten der Kupplung der Motor angehen.This means that if the driver of the clutch goes in gear and would also go out of the brake, would go to a red lamp that indicates "please clutch". In this case, the engine would start immediately with the clutch.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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