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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen
Anschaltvorgangs einer automatisch abgeschalteten Antriebseinheit
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine entsprechende
Anlasssteuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
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Um
Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen zu reduzieren, werden
derzeit Verfahren und Systeme entwickelt und zum Teil auch bereits
eingesetzt, welche eine Start-Stopp-Funktion enthalten, die die
als Brennkraftmaschine ausgestaltete Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs
unter bestimmten Voraussetzungen bzw. bei Vorliegen vorgegebener Abschaltbedingungen
automatisch abschaltet und bei Vorliegen vorgegebener Anschaltbedingungen automatisch
wieder anschaltet. Derartige Verfahren und Systeme sind vor allem
für den Stadtverkehr zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs
geeignet, da im Stadtverkehr das Fahrzeug oft an Ampeln oder aufgrund
des Verkehrs zum Stehen kommt und der Betrieb der Brennkraftmaschine
nicht erforderlich ist.
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So
ist aus der
DE 101
61 343 A1 eine automatische Stopp- und Anlasssteuervorrichtung
für einen Verbrennungsmotor bekannt, wobei die Steuervorrichtung
entsprechende Maßnahmen zum Abschalten des Verbrennungsmotors
vornimmt, wenn alle genannten Abschaltbedingungen erfüllt
sind. Sind vorgegebene Anschaltmaßnahmen erfüllt, nimmt
die Steuervorrichtung entsprechende Maßnahmen zum automatischen
Anschalten des Verbrennungsmotors vor.
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Prinzipiell
können die vorgegebenen Bedingungen zum automatischen Ab-
oder Anschalten der Antriebseinheit in systemseitige Bedingungen
und fahrerseitige Bedingungen aufgeteilt werden, wobei die systemseitigen
Bedingungen in der Regel nicht vom Fahrer beeinflussbar sind. Eine
systemseitige Abschaltbedingung wäre bspw. dann erfüllt,
wenn der Ladezustand der Batterie über einem vorgegebenen
Grenzwert liegt. Damit die Antriebseinheit automatisch abgeschaltet
oder angeschaltet wird, müssen sowohl die systemseitigen,
wie auch die fahrerseitigen Bedingungen erfüllt sein.
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So
offenbart die
DE 100
30 290 A1 ebenfalls ein Verfahren und ein System zum automatischen Abschalten
und Wiederanlassen eines Verbrennungsmotors. Hierbei wird ein automatisches
Abschalten verhindert, wenn zwar alle fahrerseitigen Bedingungen
erfüllt sind, aber der Ladezustand der Batterie des Fahrzeugs
unterhalb einer vorgegebenen Schwelle liegt. Diese Bedingung stellt
eine systemsseitige Bedingung dar, die vom Fahrer nicht beeinflussbar
ist. Als weitere Abschaltbedingungen wird noch überprüft,
ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einem Geschwindigkeitsschwellwert
(z. B. 3 km/h) ist, ob sich das Getriebe im Leerlauf befindet und
ob sich das Gaspedal in Ruheposition befindet. Die als Verbrennungsmotor
ausgestaltete Antriebseinheit wird automatisch wieder angeschaltet, wenn
während Stillstands des automatisch abgeschalteten Verbrennungsmotors
der Ladezustand der Batterie unter die vorgegebene Schwelle fällt, oder
wenn vorgege bene Maßnahmen zum automatischen Anschalten
des Verbrennungsmotors vom Fahrer eingeleitet wurden, wie z. B.
ein Einwirken auf das Gaspedal oder das Kupplungspedal.
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Unter
bestimmten Umständen kann es vorkommen, dass ein Startwunsch
des Fahrers zum automatischen Anschalten einer automatisch abgeschalteten
Antriebseinheit aus systemseitigen Gründen aktuell nicht
ausgeführt werden kann, da nicht alle systemseitigen Anschaltbedingungen
erfüllt sind. Der Startwunsch muss solange ignoriert werden,
bis alle systemseitigen Anschaltbedingungen erfüllt sind. Sind
die systemseitigen Anschaltbedingungen erst zu einem Zeitpunkt erfüllt,
zu dem nicht mehr alle fahrerseitigen Anschaltbedingungen vorliegen,
der Fahrer aber weiterhin ein automatisches Anschalten der Antriebseinheit
wünscht, wird nach dem Stand der Technik kein automatisches
Anschalten der Antriebseinheit vorgenommen. Dies kann zu Kundenirritationen
oder ggf. sogar zu Beanstandungen führen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung
eines automatischen Anschaltvorgangs anzugeben, bei dem oben genannte
Probleme vermieden oder zumindest erheblich reduziert werden.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 und eine
Anlasssteuervorrichtung nach Patentanspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Grundgedanke
der Erfindung ist, dass ein automatisches Anschalten der automatisch
abgeschalteten Antriebseinheit immer vorgenommen werden soll, wenn
der Fahrerwunsch zum automatischen Anschalten der Antriebseinheit
erkennbar ist obwohl nicht alle systemseitigen Bedingungen erfüllt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines
automatischen Anschaltvorgangs einer automatisch abgeschalteten
Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs zeichnet sich dadurch aus,
dass die Antriebseinheit bei vor gegebenen Bedingungen auch dann
automatisch gestartet wird, wenn zwar nicht alle vorgegebenen fahrerseitigen
Anschaltbedingungen vorliegen, aber alle vorgegebenen systemseitigen Anschaltbedingungen
erfüllt sind und der Wunsch des Fahrers zum Anschalten
der Antriebseinheit zu diesem Zeitpunkt (noch) erkennbar ist, d.
h. alle Anschaltbedingungen (in einem angemessenen Zeitraum) davor
vorgelegen haben. Dadurch soll gewährleistet werden, dass
ein automatischer Start vorgenommen wird, wenn es vom Fahrer gewünscht wird,
unabhängig von systeminternen und umsetzungsspezifischen
Gegebenheiten. Der Zeitraum sollte nicht zu groß gewählt
werden, da mit größerer werdendem Zeitabstand
vom ersten Vorliegen des Fahrerwunsches die Wahrscheinlichkeit sinkt,
dass der Wunsch des Fahrers zum Starten immer noch vorliegt. Das
Zeitfenster sollte in einer Größenordnung von
ca. 1 Sekunde gewählt werden.
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Um
das Fortbestehen des Wunsches des Fahrers zum automatischen Anschalten
der Antriebseinheit erkennen zu können, obwohl zu diesem Zeitpunkt
nicht mehr alle fahrerseitigen Anschaltbedingungen erfüllt
sind, muss auf eine andere Art der Fahrerwunsch ermittelt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
wird davon ausgegangen, dass der Wunsch des Fahrers zum automatischen
Anschalten der Antriebseinheit vorliegt, wenn innerhalb eines vorgegebenen
Zeitintervalls vor dem Zeitpunkt, bei dem alle systemseitigen Anschaltbedingung
erfüllt sind, alle vorgegebenen fahrerseitigen Bedingungen
erfüllt waren. Hat der Fahrer bspw. zu einem ersten Zeitpunkt
alle notwendigen Handlungen zum automatischen Anschalten der Antriebseinheit
vorgenommen, war dies jedoch wegen systemsseitigen Gründen
kurzfristig nicht möglich, kann davon ausgegangen werden,
dass der Fahrer auch noch zu einem zweiten Zeitpunkt, der kurz nach dem
ersten Zeitpunkt liegt, ein automatisches Starten der Antriebseinheit
wünscht, selbst wenn (durch übliche Handlungsabläufe)
nicht mehr alle vorgegebenen fahrerseitigen Anschaltbedingungen
erfüllt sind.
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Unter
der Annahme, dass die fahrerseitigen Anschaltbedingungen bei einem
Kraftfahrzeug mit Handschaltgetriebe zumindest eine Betätigung
der Kupplung oder des Gaspedals umfassen, und gleichzeitig aber
keine Fahrgang eingelegt sein darf, kann in einer vorteilhaften
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
die Antriebseinheit automatisch gestartet werden, wenn alle systemseitigen
Anschaltbedingungen vorliegen und innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls
vor dem Zeitpunkt, bei dem alle systemseitigen Anschaltbedingungen
erfüllt sind, die Kupplung betätigt wurde und
noch kein Gang eingelegt war. Dadurch soll ein automatisches Starten
der Antriebeinheit sichergestellt werden, wenn der Fahrer gemäß seinem
normalen Fahrverhalten zum automatischen Anschalten der Antriebseinheit
und dem damit verbundenen gewollten Anfahren des Fahrzeugs in einem
ersten Schritt die Kupplung betätigt und anschließend
den Gang zum Losfahren einlegt. Sind zum Zeitpunkt, an dem die Kupplung
betätigt wird, nicht alle systemsseitigen Anschaltbedingungen
erfüllt, wird die Antriebseinheit nicht gestartet (evtl.
Entstehung von Gefahrensituationen). Sind die systemsseitigen Anschaltbedingungen
jedoch zu einem geringfügig späteren Zeitpunkt
erfüllt, bei dem der Fahrer nun bereits den Gang eingelegt
hat, soll ein Anschalten der Antriebseinheit trotzdem durch geführt
werden, da der Fahrer mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit immer noch
losfahren möchte.
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Entsprechend
dem erfindungsgemäßen Verfahren zeichnet sich
die erfindungsgemäße Anlasssteuervorrichtung dadurch
aus, dass die Anlasssteuervorrichtung zur Steuerung eines automatischen Anschaltvorgangs
einer automatisch abgeschalteten Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs
nicht nur dann einen Anschaltvorgang zum Starten der Antriebseinheit
auslöst, wenn alle vorgegebenen fahrerseitigen Anschaltbedingungen
und alle vorgegebenen systemseitigen Anschaltbedingungen erfüllt
sind, sondern auch bei zumindest einer unerfüllten fahrerseitigen
Anschaltbedingung einen Anschaltvorgang zum Starten der Antriebseinheit
auslöst, wenn alle vorgegebenen systemseitigen Anschaltbedingungen
erfüllt sind und ein Fahrerwunsch zum automatischen Anschalten
der Antriebseinheit immer noch erkennbar ist. Die vorteilhaften
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
gelten analog für die erfindungsgemäße
Anlasssteuervorrichtung.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand eines
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei
zeigt die einzige Figur anhand von beispielhaften Signalverläufen,
die den Erfüllungszustand von systemseitigen und fahrerseitigen
Anschaltbedingungen und dem Wunsch des Fahrers zum automatischen
Anschalten der Antriebseinheit anzeigen, wann ein automatischen
Anschalten einer Antriebseinheit möglich ist, selbst wenn
nicht mehr alle fahrerseitigen Anschaltbedingungen erfüllt
sind.
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In
der Figur sind über die Zeit t vier verschiedene Signalverläufe
fB, sB, FW und aS über die Zeit t dargestellt.
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Der
erste Signalverlauf fB stellt sich in Abhängigkeit vom
Erfüllungszustand der fahrerseitigen Anschaltbedingungen
ein. Solange nicht alle fahrerseitigen Anschaltbedingungen erfüllt
sind, gibt der erste Signalverlauf fB als Wert fB- aus. Sind alle
fahrerseitigen Anschaltbedingungen erfüllt, springt das Signal
fB von fB– auf fB+. Bei dem Ausführungsbeispiel
wird in vereinfachter Weise angenommen, dass alle fahrerseitigen
Anschaltbedingungen erfüllt sind, also der Wert fB+ ausgegeben
wird, wenn der Fahrer bei automatisch abgeschalteter Antriebseinheit
das Kupplungspedal seines Fahrzeugs betätigt und kein Gang
eingelegt ist bzw. wird. Der zweite Signalverlauf sB stellt sich
in Abhängigkeit vom Erfüllungszustand der systemseitigen
Anschaltbedingungen ein. Solange nicht alle systemsseitigen Anschaltbedingungen
erfüllt sind, gibt der zweite Signalverlauf sB als Wert
sB– aus. Sind alle systemseitigen Anschaltbedingungen erfüllt,
springt das Signal sB von sB– auf sB+. Bei dem Ausführungsbeispiel
wird angenommen, dass wenn alle systemsseitigen Anfahrbedingungen
erfüllt sind, also der Wert sB+ ausgegeben wird, die Antriebseinheit,
insbesondere eine als Verbrennungsmotor ausgestaltete Antriebseinheit aus
und in Ruhestellung ist.
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Der
dritte Signalverlauf FW stellt sich in Abhängigkeit vom
Wunsch des Fahrers zum automatischen Anschalten der Antriebseinheit
ein. Ist der Wunsch des Fahrers nicht erkennbar, gibt das dritte Signal
FW als Wert FW– aus. Ist der Wunsch des Fahrers erkennbar,
wird FW+ ausgegeben. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
ist der Wunsch des Fahrers vom Signalverlauf fB abhängig,
wobei die Abhängigkeit später näher erläutert
wird. Der Wunsch kann aber auch auf jede andere Art ermittelt werden.
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Anhand
des vierten Signalverlaufs aS wird gezeigt, wann ein automatisches
Anschalten der Antriebseinheit ausgeführt wird. Solange
als Signal aS– ausgegeben wird, erfolgt kein Anschalten
der Antriebseinheit. Springt das Signal auf aS+, wird ein automatisches
Anschalten durch eine hier nicht dargestellte Anlasssteuervorrichtung
ausgeführt.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass kurz vor
dem hier dargestellten Zeitpunkt t0 die Antriebseinheit automatisch
abgeschaltet wurde, da der Fahrer im Stillstand (oder bereits kurz
vor dem Stillstand) die Kupplung betätigt, den Gang raus
genommen und die Kupplung wieder losgelassen hat und somit alle
fahrerseitigen Abschaltbedingungen erfüllt hat. Solange
sich die Antriebseinheit noch im Auslauf befindet, sind die systemsseitigen
Anschaltbedingungen noch nicht erfüllt, und der Signalverlauf
sB gibt als Wert sB– aus, da ein Starten aus systemtechnischen
Gründen während dieser Auslaufphase nicht möglich
ist.
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Kurze
Zeit nach dem Einleiten des automatischen Abschaltens der Antriebseinheit
(kurz vor t0) möchte der Fahrer wieder weiterfahren und
betätigt zum Zeitpunkt t1 die Kupplung. Da zu diesem Zeitpunkt
t1 noch kein Gang eingelegt ist, sind alle fahrerseitigen Anschaltbedingungen
erfüllt, so dass das den Erfüllungszustand aller
fahrerseitigen Anschaltbedingungen anzeigende Signal fB von fB– nach
fB+ wechselt. Durch das Vorliegen aller fahrerseitigen Anschaltbedingungen
ist immer der Wunsch des Fahrers zum Anschalten der Antriebseinheit
erkennbar, weshalb zu diesem Zeitpunkt t1 auch der den Fahrerwunsch
wiedergebende Signalverlauf FW von FW– nach FW+ wechselt.
Da sich die Antriebseinheit aufgrund des kurz vorher eingeleiteten
Abschaltvorgangs noch im Auslauf befindet, sind zu diesem Zeitpunkt
noch nicht alle systemseitigen Anschaltbedingungen erfüllt,
d. h. der Signalverlauf sB gibt weiter den Wert SB– aus.
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Da
der Fahrer weiterfahren möchte, wird er intuitiv nach Betätigung
der Kupplung zum Zeitpunkt t1 kurze Zeit später im Zeitpunkt
t2 den Gang einlegen. Da nun ein Gang eingelegt ist, liegen nicht
mehr alle fahrerseitigen Anschaltbedingungen zum automatischen Starten
der Antriebseinheit vor, so dass das Signal fB von fB+ nach fB– wechselt.
Aufgrund der Handlung des Fahrers (Betätigung der Kupplung) kann
aber davon ausgegangen werden, dass immer noch der Wunsch zum automatischen
Anschalten der Antriebseinheit gegeben ist. Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bleibt ab dem Zeitpunkt
t2, ab dem nicht mehr alle fahrerseitigen Anschaltbedingungen erfüllt
sind, das Signal FW, welches den Wunsch des Fahrers zum Anschalten
der Antriebseinheit wiedergibt, trotzdem noch maximal für
die Dauer eines vorgegebenen Zeitintervalls Δt nach dem
Zeitpunkt t2 auf dem Wert FW+ bestehen. Das Zeitintervall Δt
sollte in einer Größenordnung von ca. 1 Sekunde
liegen bzw. gewählt werden. Der Startwunsch des Fahrers
wird somit für einen bestimmten Zeitraum Δt konserviert.
Erst danach würde das Signal FW, falls bis dahin kein automatischer
Anschaltvorgang aus systemseitigen Gründen möglich wäre,
von FW+ auf FW– wechseln und den Wunsch des Fahrers zum
Anschalten der Antriebseinheit verneinen.
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Zum
Zeitpunkt t3, der innerhalb des Zeitintervalls Δt liegt,
ist der Abschaltvorgang der Antriebseinheit beendet und diese ausgelaufen.
Somit sind ab diesem Zeitpunkt alle systemsseitigen Anschaltbedingungen
erfüllt, wodurch das Signal SB von sB– auf sB+
wechselt. Bei einem Verfahren gemäß dem Stand
der Technik könnte nun kein automatischer Anschaltvorgang
gestartet werden, da zu diesem Zeitpunkt t3 nicht mehr alle fahrerseitigen
Anschaltbedingungen vorliegen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann jedoch ein automatisches Anschalten der Antriebseinheit vorgenommen
werden, da zum Zeitpunkt t3 noch der Fahrerwunsch zum automatischen
Anschalten der Antriebseinheit erkennbar ist. Somit wechselt das
Signal aS, welches einen automatischen Anschaltvorgang der Antriebseinheit
auslöst, wenn es den Wert aS+ annimmt, zum Zeitpunkt t3
von aS– nach aS+. Dadurch wird die Antriebseinheit automatisch
gestartet, obwohl zu diesem Zeitpunkt t3 nicht mehr alle fahrerseitigen
Anschaltbedingungen erfüllt sind.
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Wie
anhand dieses Ausführungsbeispiels gezeigt wurde, wird
durch diese Startwunschkonservierung in bestimmten Situationen ein
automatischer Start der Antriebseinheit ermöglicht. Die
durch die Startwunschkonservierung gesteigerte Kongruenz zwischen
Kundenwunsch und Fahrzeugverhalten führt somit zu einer
Erhöhung der Nachvollziehbarkeit und damit zu einer gesteigerten
Kundenakzeptanz der Start-Stopp-Funktion. Zusätzlich steigt
auch die Verfügbarkeit des Motors.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10161343
A1 [0003]
- - DE 10030290 A1 [0005]