DE102006045891B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
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Abstract
Zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer ersten Antriebsmaschine (ENG_1) wird nach einem selbständigen Abschalten der ersten Antriebsmaschine (ENG_1) zumindest ein elektrischer Verbraucher der ersten Antriebsmaschine (ENG_1) in einem Energiesparmodus (STATE_EGY_LOW) betrieben. Das selbständige Abschalten der ersten Antriebsmaschine (ENG_1) ist unabhängig von einem beabsichtigten Abschalten der ersten Antriebsmaschine (ENG_1) durch einen Fahrzeugführer des Kraftfahrzeugs.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug umfasst zumindest eine erste Antriebsmaschine.
- Bei modernen Kraftfahrzeugen kann es Betriebszustände geben, in denen eine Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs selbständig abgeschaltet wird. Selbständig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Abschalten der Antriebsmaschine unabhängig ist von einer Absicht eines Fahrzeugführers des Kraftfahrzeugs, die Antriebsmaschine abzuschalten. Das beabsichtigte Abschalten der Brennkraftmaschine umfasst beispielsweise das Abschalten der Antriebsmaschine über einen Zündschlüssel und eine Zündung des Kraftfahrzeugs. Die Antriebsmaschine kann beispielsweise selbständig abgeschaltet werden, beispielsweise von einer Steuervorrichtung des Kraftfahrzeugs, wenn die Antriebsmaschine kurzzeitig nicht benötigt wird. Beispielsweise wird die Antriebsmaschine nicht benötigt, wenn das Kraftfahrzeug still steht und im Leerlauf betrieben wird. Ferner kann die Antriebsmaschine beispielsweise selbständig abgeschaltet werden, wenn das Kraftfahrzeug einen Hybridantrieb mit zwei Antriebsmaschinen aufweist und wenn lediglich eine der beiden Antriebsmaschinen aktiv sein muss.
- Aus
EP 0 601 300 A1 undDE 10 2004 052 772 A1 sind Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4 bekannt. -
DE 10 2004 023 503 A1 schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung für ein Hybridfahrzeug vor, mittels denen der Übergang der Brennkraftmaschine in den Motorstopp-Zustand mit Unterstützung des Elektromotors geregelt durchgeführt werden kann. - Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, mittels denen der energiesparende Betrieb des Kraftfahrzeugs optimiert werden kann.
- Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 4.
- Demnach ist es möglich, das Kraftfahrzeug energiesparend zu betreiben. Ferner kann ein elektrischer Verbraucher des Kraftfahrzeugs, der eine Lambdasonde umfasst und vorgegebene Anlaufzeit benötigt, bis er bestimmungsgemäß funktioniert, bei einem selbständigen Anschalten der Brennkraftmaschine ausgehend von dem Energiesparmodus schneller einsatzfähig sein als ohne den Energiesparmodus. Dies trägt dazu bei, dass beim selbständigen Anschalten der ersten Antriebsmaschine eine Schadstoffemission der ersten Antriebsmaschine vorzugsweise möglichst schnell möglichst gering gehalten werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Verbraucher ein NOX-Sensor und/oder ein HC-Sensor sein. Zusätzlich kann der elektrische Verbraucher einen oder mehrere Aktoren des Kraftfahrzeugs umfassen.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 und 3 angegeben.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die erste Antriebsmaschine selbständig abgeschaltet, wenn die. erste Antriebsmaschine im Leerlauf betrieben wird und wenn Räder des Kraftfahrzeugs still stehen. Dies ermöglicht besonders einfach und wirkungsvoll, dass das Kraftfahrzeug energiesparend betrieben wird. Beispielsweise schaltet eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs die erste Antriebsmaschine selbständig ab, wenn das Kraftfahrzeug ausgekuppelt an einer roten Ampel steht. Vorzugsweise wird dann beim Einlegen eines Ganges die erste Antriebsmaschine selbständig gestartet.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die erste Antriebsmaschine selbständig abgeschaltet, wenn eine zweite Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs gestartet wird. Die erste Antriebsmaschine kann beispielsweise eine Brennkraftmaschine sein. Die zweite Antriebsmaschine kann beispielsweise ein Elektromotor sein. Das Kraftfahrzeug umfasst dann einen Hybridantrieb, der die Brennkraftmaschine und den Elektromotor umfasst. Dies ermöglicht besonders wirkungsvoll, den in der Regel auf einen geringen Energieverbrauch ausgelegten Hybridantrieb noch energiesparender zu betreiben.
- Die vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens können ohne Weiteres auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung übertragen werden.
- Die Erfindung ist im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 ein Kraftfahrzeug, -
2 eine Brennkraftmaschine, -
3 ein erstes Programm zum Betreiben des Kraftfahrzeugs, -
4 ein zweites Programm zum Betreiben des Kraftfahrzeugs. - Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
- Ein Kraftfahrzeug (
1 ) umfasst zumindest eine erste Antriebsmaschine ENG_1 (3 ). Zusätzlich kann das Kraftfahrzeug eine zweite Antriebsmaschine ENG_2 umfassen. Vorzugsweise ist die erste Antriebsmaschine ENG_1 eine Brennkraftmaschine100 und die zweite Antriebsmaschine ENG_2 ist bevorzugt ein Elektromotor200 . Die erste Antriebsmaschine ENG_1 und gegebenenfalls die zweite Antriebsmaschine ENG_2 sind mit einer Steuereinrichtung25 elektrisch gekoppelt. - Falls die erste und/oder zweite Antriebsmaschine ENG_1, ENG_2 von der Steuereinrichtung
25 selbständig abgeschaltet werden, so wird vorzugsweise ein elektrischer Verbraucher der entsprechenden Antriebsmaschine in einem Energiesparmodus STATE_EGY_LOW betrieben. Die Steuereinrichtung25 schaltet beispielsweise die erste und/oder die zweite Antriebsmaschine ENG_1, ENG_2 selbständig ab, wenn Räder des Kraftfahrzeugs still stehen und wenn das Kraftfahrzeug im Leerlauf betrieben wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung25 die erste oder die zweite Antriebsmaschine ENG_1, ENG_2 selbständig abschalten, wenn die zweite beziehungsweise die erste Antriebsmaschine ENG_2, ENG_1 angeschaltet ist. - Der elektrische Verbraucher ist beispielsweise ein Sensor und/oder ein Aktor des Kraftfahrzeugs. Der elektrische Verbraucher kann beispielsweise dadurch in dem Energiesparmodus STATE_EGY_LOW betrieben werden, indem gegebenenfalls eine vorgegebene Heizleistung des elektrischen Verbrauchers auf eine vorgegebene verringerte Heizleistung des elektrischen Verbrauchers abgesenkt wird.
- Die Brennkraftmaschine
100 (2 ) umfasst einen Ansaugtrakt1 , einen Motorblock2 , einen Zylinderkopf3 und einen Abgastrakt4 . Der Ansaugtrakt1 umfasst bevorzugt eine Drosselklappe5 , einen Sammler6 und ein Saugrohr7 , das hin zu einem Zylinder Z1–Z4 über einen Einlasskanal in einen Brennraum9 des Motorblocks2 geführt ist. Der Motorblock2 umfasst eine Kurbelwelle8 , die über eine Pleuelstange10 mit dem Kolben11 des Zylinders Z1–Z4 gekoppelt ist. Die Brennkraftmaschine umfasst neben dem Zylinder Z1–Z4 vorzugsweise weitere Zylinder Z1–Z4. Die Brennkraftmaschine ist bevorzugt in dem Kraftfahrzeug angeordnet. - In dem Zylinderkopf
3 sind bevorzugt ein Einspritzventil18 und eine Zündkerze19 angeordnet. Alternativ kann das Ein spritzventil18 auch in dem Saugrohr7 angeordnet sein. In dem Abgastrakt4 ist vorzugsweise ein Abgaskatalysator23 angeordnet, der bevorzugt als Dreiwegekatalysator ausgebildet ist. - Der Steuereinrichtung
25 sind Sensoren zugeordnet, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln. Betriebsgrößen umfassen die Messgrößen und von diesen abgeleitete Größen der Brennkraftmaschine. Betriebsgrößen können repräsentativ sein für einen aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Die Steuereinrichtung25 ermittelt abhängig von mindestens einer der Betriebsgrößen mindestens eine Stellgröße, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuereinrichtung25 kann auch als Vorrichtung zum Betreiben des Kraftfahrzeugs bezeichnet werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine weitere Vorrichtung zum Betreiben des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. - Die Sensoren sind beispielsweise ein Pedalstellungsgeber
26 , der eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals27 erfasst, ein Luftmassensensor28 , der einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe5 erfasst, ein Temperatursensor32 , der eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksensor34 , der einen Saugrohrdruck in dem Sammler6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor36 , der einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl der Brennkraftmaschine zugeordnet wird. Ferner sind eine Abgassonde38 stromabwärts des Gasauslassventils13 und stromaufwärts des Abgaskatalysators23 und eine Abgassonde40 stromabwärts des Abgaskatalysators23 angeordnet. Diese erfassen beispielsweise einen Restsauerstoffgehalt des Abgases, wobei deren Messsignal charakteristisch ist für ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum9 des Zylinders Z1–Z4. Die Abgassonde38 stromabwärts des Gasauslassventils13 und stromaufwärts des Abgaskatalysators23 und die Abgassonde40 stromabwärts des Abgaskatalysators23 können beispielsweise Lambdasonden sein. - Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
- Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe
5 , die Gaseinlass- und Gasauslassventile12 ,13 , das Einspritzventil18 und/oder die Zündkerze19 . - Die Abgassonden benötigen regelmäßig, insbesondere falls diese eine Lambdasonde umfassen, eine vorgegebene Temperatur TEMP, damit durch sie vorgegebene Gasanteile in einem Abgas der Brennkraftmaschine
100 ermittelt werden können. Die vorgegebene verringerte Heizleistung wird dann vorzugsweise so gewählt, dass die Temperatur TEMP der entsprechenden Abgassonde im Energiesparmodus STATE_EGY_LOW im Bereich einer Aktivierungstemperatur der entsprechenden Abgassonde liegt. Dadurch ist die Abgassonde bei dem selbständigen Anschalten der Brennkraftmaschine100 entweder sofort einsetzbar oder zumindest zeitnahe nach dem selbständigen Anschalten der Brennkraftmaschine100 voll einsetzbar. Dies trägt dazu bei, dass spätestens zeitnahe nach dem selbständigen Anschalten der Brennkraftmaschine100 die Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine100 vorzugsweise optimal geregelt werden können. - Insbesondere kann bei Verwendung einer linearen Lambdasonde als Abgassonde zwischen zwei vorgegebenen verringerten Heizleistungen gewählt werden. Eine erste vorgegebene verringerte Heizleistung bewirkt, dass die Lambdasonde bei der Temperatur TEMP gehalten wird, die oberhalb einer Schwelle für eine Referenzpumpstromregler-Deaktivierung liegt. Eine zweite vorgegebene verringerte Heizleistung kann so gewählt werden, dass die Temperatur TEMP der Lambdasonde im Bereich einer Temperaturschwelle für eine Pumpstromaktivierung zur Lambda-Messung liegt. Wird für den Energiesparmodus STATE_EGY_LOW die erste vorgegebene verringerte Heizleistung verwendet, so benötigt die Lambdasonde ca. 3 bis 5 Sekunden, um wieder einsatzbereit zu sein. Wird für den Energiesparmodus STATE_EGY_LOW die zweite vorgegebene verringerte Heizleistung gewählt, so ist die Lambdasonde schon nach ein bis zwei Sekunden wieder einsatzbereit. Wird die Heizleistung größer oder gleich der zweiten vorgegebenen verringerten Heizleistung gewählt, so bleibt die Lambdasonde auch während der selbständig abgeschalteten Brennkraftmaschine
100 einsatzbereit. Alternativ dazu kann die Heizleistung der Lambdasonde ganz abgeschaltet werden, was zu einer maximal verringerten Heizleistung führt. Die Lambdasonde ist dann nach ca. 10 Sekunden wieder einsatzbereit. Die Temperatur TEMP der linearen Lambdasonde wird vorzugsweise mit einer Closed-Loop-Regelung betrieben. - Bei einer binären Lambdasonde wird vorzugsweise eine verringerte Heizleistung vorgegeben. Ferner wird die binäre Lambdasonde vorzugsweise vorgesteuert und/oder mit einer Open-Loop-Regelung betrieben.
- Vorzugsweise ist ein erstes Programm zum Betreiben des Kraftfahrzeugs auf einem Speichermedium der Steuereinrichtung
25 gespeichert. Das erste Programm (3 ) dient dazu, bei dem selbständigen Abschalten der Brennkraftmaschine100 in den Energiesparmodus STATE_EGY_LOW umzuschalten. Das erste Programm wird vorzugsweise in einem Schritt S1 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. - In einem Schritt S2 wird überprüft, ob die erste Antriebsmaschine ENG_1 selbständig abgeschaltet wird. Ist die Bedingung des Schritts S2 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung erneut in dem Schritt S1 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S2 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S3 fortgesetzt.
- In dem Schritt S3 wird die erste Antriebsmaschine ENG_1 in dem Energiesparmodus STATE_EGY_LOW betrieben.
- In einem Schritt S4 kann das erste Programm beendet werden. Vorzugsweise wird jedoch das erste Programm außerhalb des Energiesparmodus STATE_EGY_LOW regelmäßig abgearbeitet.
- Alternativ oder zusätzlich ist ein zweites Programm (
4 ) zum Betreiben des Kraftfahrzeugs auf dem Speichermedium der Steuereinrichtung25 abgespeichert. Das zweite Programm dient dazu, bei dem selbständigen Abschalten der Brennkraftmaschine100 den elektrischen Verbraucher in dem Energiesparmodus STATE_EGY_LOW zu betreiben, insbesondere indem die vorgegebene Heizleistung des elektrischen Verbrauchers auf die vorgegebene verringerte Heizleistung verringert wird. Das zweite Programm wird vorzugsweise in einem Schritt S5 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. - In einem Schritt S6 wird überprüft, ob ein Abschaltungswert DEACT gesetzt ist, der dafür repräsentativ ist, ob die erste Antriebsmaschine ENG_1 selbständig abgeschaltet wird. Ist die Bedingung des Schritts S6 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S7 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S6 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S10 fortgesetzt.
- In dem Schritt S7 wird überprüft, ob die Temperatur TEMP der Abgassonde kleiner als ein vorgegebener unterer Schwellenwert THD_LOW ist. Ist die Bedingung des Schritts S7 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S8 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S7 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S9 fortgesetzt.
- In dem Schritt S8 wird eine Reduzierung RED der Temperatur TEMP der Abgassonde vorgenommen, vorzugsweise indem die vorgegebene Heizleistung der Abgassonde auf die vorgegebene verringerte Heizleistung der Abgassonde herabgesetzt wird.
- In dem Schritt S9 wird ein Halten HOLD der Temperatur TEMP der Abgassonde veranlasst, vorzugsweise durch eine Closed-Loop-Regelung.
- In dem Schritt S10 wird überprüft, ob die Temperatur TEMP größer ist als ein vorgegebener oberer Schwellenwert THD_HIGH. Ist die Bedingung des Schritts S10 erfüllt, so wird die Bearbeitung in dem Schritt S9 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S10 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S11 fortgesetzt.
- In dem Schritt S11 wird ein Erhöhen INC der Temperatur TEMP veranlasst.
- In einem Schritt S12 kann das zweite Programm beendet werden. Vorzugsweise wird jedoch das zweite Programm regelmäßig während des Betriebs des Kraftfahrzeugs abgearbeitet.
- Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann jeder beliebige elektrische Verbraucher, der mit einer elektrischen Leistung betrieben wird, in dem Energiesparmodus STATE_EGY_LOW betrieben werden. Ferner kann alternativ oder zusätzlich zu der Heizleistung jede andere elektrische Leistung zum Betreiben des elektrischen Verbrauchers in dem Energiesparmodus STATE_EGY_LOW verringert werden. Ferner kann die lineare Lambdasonde mit nur einer vorgegebenen verringerten Heizleistung und/oder vorgesteuert und/oder mit der Open-Loop-Regelung betrieben werden. Ferner kann die binäre Lambdasonde mit mehr als der einen vorgegebenen verringerten Heizleistung und/oder geregelt und/oder mit der Closed-Loop-Regelung betrieben werden.
Claims (4)
- Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer ersten Antriebsmaschine (ENG_1,
100 ), bei dem nach einem selbständigen Abschalten der ersten Antriebsmaschine (ENG_1,100 ), das unabhängig ist von einem beabsichtigten Abschalten der ersten Antriebsmaschine (ENG_1,100 ) durch einen Fahrzeugführer des Kraftfahrzeugs, zumindest ein elektrischer Verbraucher der ersten Antriebsmaschine (ENG_1,100 ) in einem Energiesparmodus (STATE_EGY_LOW) betrieben wird, wobei der elektrische Verbraucher außerhalb des Energiesparmodus (STATE_EGY_LOW) mit einer vorgegebenen Heizleistung betrieben wird, und wobei der elektrische Verbraucher in dem Energiesparmodus (STATE_EGY_LOW) mit einer gegenüber der vorgegebenen Heizleistung verringerten Heizleistung betrieben wird, und wobei der elektrische Verbraucher eine Lambdasonde (38 ,40 ) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die verringerte Heizleistung der Lambdasonde (38 ,40 ) so gewählt wird, dass im Energiesparmodus (STATE_EGY_LOW) eine Temperatur (TEMP) der Lambdasonde (38 ,40 ) im Bereich einer Temperaturschwelle für eine Pumpstromaktivierung zur Lambda-Messung liegt. - Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste Antriebsmaschine (ENG_1,
100 ) selbständig abgeschaltet wird, wenn die erste Antriebsmaschine (ENG_1,100 ) im Leerlauf betrieben wird und wenn Räder des Kraftfahrzeugs still stehen. - Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die erste Antriebsmaschine (ENG_1,
100 ) selbständig abgeschaltet wird, wenn eine zweite Antriebsmaschine (200 ) des Kraftfahrzeugs gestartet wird. - Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer ersten Antriebsmaschine (ENG_1,
100 ), wobei die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass nach einem selbständigen Abschalten der ersten Antriebsmaschine (ENG_1,100 ), das unabhängig ist von einem beabsichtigten Abschalten der ersten Antriebsmaschine (ENG_1,100 ) durch einen Fahrzeugführer des Kraftfahrzeugs, zumindest ein elektrischer Verbraucher der ersten Antriebsmaschine (ENG_1,100 ) in einem Energiesparmodus (STATE_EGY_LOW) betrieben wird, wobei der elektrische Verbraucher außerhalb des Energiesparmodus (STATE_EGY_LOW) mit einer vorgegebenen Heizleistung betrieben wird, und wobei der elektrische Verbraucher in dem Energiesparmodus (STATE_EGY_LOW) mit einer gegenüber der vorgegebenen Heizleistung verringerten Heizleistung betrieben wird, und wobei der elektrische Verbraucher eine Lambdasonde (38 ,40 ) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die verringerte Heizleistung der Lambdasonde (38 ,40 ) so gewählt wird, dass im Energiesparmodus (STATE_EGY_LOW) eine Temperatur (TEMP) der Lambdasonde (38 ,40 ) im Bereich einer Temperaturschwelle für eine Pumpstromaktivierung zur Lambda-Messung liegt.
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