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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 systemseitige
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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Gemäß der in
der
DE 33 43 018 A1 offenbarten
automatischen Stopp- und Anlasssteuervorrichtung wird der Motor
in einer ersten Ausgestaltung automatisch gestoppt, wenn neben den
systemseitigen für
einen automatischen Stopp (z. B. Neigungsschalter muss offen sein)
die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist und der Ganghebel in einer
neutralen Stellung ist. Der automatische Start hat zur Bedingung,
dass der Ganghebel nicht in der Neutralstellung ist und das Kupplungspedal
vollständig
niedergedrückt
ist. Gemäß einer
zweiten Alternative, erfolgt ein automatisches Stoppen des Motors,
wenn zusätzlich
zu vorgegebenen systemseitigen Bedingungen und zum Fahrzeugstillstand
der Ganghebel in neutraler Stellung ist und das Kupplungspedal nicht
getreten ist. Bedingung für
den automatischen Start ist, dass der Ganghebel nicht in neutraler
Stellung ist, und das Kupplungspedal vollständig niedergedrückt ist.
Gemäß einer
dritten Ausgestaltung wird ein Abschalten des Motors vorgenommen,
wenn das Fahrzeug zum Stillstand gebremst wird und der Ganghebel
in der neutralen Stellung ist, ohne dass das Kupplungspedal dabei
gedrückt
werden muss.
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Auch
die
DE 600 22 593
T2 beschreibt eine automatische Stopp- und Anlasssteuervorrichtung für einen
Verbrennungsmotor, wobei die Steuervorrichtung entsprechende Maßnahmen
zum automatischen Anschalten des Verbrennungsmotors auch dann vornimmt,
wenn der Verbrennungsmotor nicht aufgrund der automatischen Stopp-
und Anlasssteuervorrichtung automatisch abgeschaltet, sondern vom
Fahrer abgewürgt
wurde.
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Weiter
offenbart die
DE 103
31 240 A1 ein Verfahren und ein Steuergerät zur Steuerung
eines Start-Stopp-Betriebs eines Verbrennungsmotors, bei dem ein
Abschalten des Verbrennungsmotors auch bei rollenden Fahrzeugen zugelassen
wird, wenn erste Bedingungen vorliegen, und der Verbrennungsmotor
wieder gestartet wird, wenn zweite Bedingungen vorliegen. Dabei
umfassen die ersten Bedingungen die Betriebsbereitschaft sicherheitsrelevanter Teilsysteme
des Fahrzeugs, wie z. B. einen bestimmten Zustand eines elektrischen
Bordnetzes oder einer elektrisch unterstützenden Bremse oder Lenkung.
Die zweiten Bedingungen umfassen eine fehlende Betriebsbereitschaft
der sicherheitsrelevanten Teilsysteme.
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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 ein Anschalten
der Antriebseinheit auch dann gewährleistet wird, wenn trotz
fehlender fahrerseitiger Anschaltbedingungen ein Startwunsch des
Fahrers erkennbar ist.
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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 kein 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 durchgeführt 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 Anschaltbedingungen
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 systemseitigen 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.