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Die
Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Start-Stop-Automatik
mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen einerseits
und ein entsprechendes Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs
mit einer Start-Stop-Automatik mit den im Oberbegriff des Anspruchs
6 genannten Merkmalen andererseits.
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Stand der Technik
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Ein
Kraftfahrzeug mit einer Start-Stop-Automatik und ein entsprechendes
Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Start-Stop-Automatik der
eingangs genannten Art sind im Allgemeinen bekannt. Hierbei wird
eine Verbrennungskraftmaschine des die Start-Stop-Automatik aufweisenden
Kraftfahrzeugs mittels eines Starters und mittels einer Einspritzvorrichtung
in einen Betriebsstatus gebracht. Anhand vorgebbarer Kriterien beziehungsweise
auf Grund verschiedener Umgebungsbedingungen kann eine automatische
Deaktivierung der Einspritzvorrichtung bedingt und damit die Verbrennungskraftmaschine
in einen Ruhestatus überführt werden.
Mit anderen Worten wird die Verbrennungskraftmaschine zur Reduzierung
des Kraftstoffverbrauchs bei stehendem Kraftfahrzeug durch die Start-Stop-Automatik,
insbesondere durch eine Ausblendung der Kraftstoffeinspritzung,
abgestellt.
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Wird
durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs ein erneuter Startwunsch respektive
eine erneute Startanforderung generiert, rückt bei stehender Verbrennungskraftmaschine
automatisch eine Wirkkomponente eines Anlassers ein, um die Verbrennungskraftmaschine – entsprechend
dem Erststart der Verbrennungskraftmaschine – durch eine von dem Anlasser
erzeugte Drehbewegung der Wirkkomponente zu starten. Sofern der
Fahrer einen Startwunsch hinsichtlich der Verbrennungskraftmaschine
während deren Überführung von
ihrem Betriebsstatus in ihren Ruhestatus erzeugt, erfolgt erst dann
wieder eine Kraftstoffversorgung der Verbrennungskraftmaschine,
wenn der Anlasser nach Erreichen des Ruhestatus erneut aktiviert
wird beziehungsweise erneut eingerückt ist. Der hierbei notwendigerweise
einzuhaltende Funktions- und Handlungsablauf stellt allerdings unter
bestimmten Verkehrssituation, wie zum Beispiel bei einer schnell
ablaufenden Stop-Start-Abfolge vor Verkehrsampeln, ein Handhabungsdefizit dar.
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Typischerweise
sind Hybridfahrzeuge mit einer derartigen Start-Stop-Automatik ausgestattet. Insbesondere
verfügen
Fahrzeuge mit einem so genannten Mikrohybridantrieb über eine
Auto-Start-Stop-Funktion. Hierbei wird ausreichend Leistung zum
elektromotorischen Starten und Anfahren des Fahrzeugs mittels einer
Starterbatterie bereitgestellt. Der Mikrohybrid kann die vorhandene Starterbatterie
durch Bremsenergie-Rückgewinnung wieder
aufladen und bildet somit die erste Stufe der Hybridisierung.
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Offenbarung der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Kraftfahrzeug
mit einer Start-Stop-Automatik mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen
bietet demgegenüber
den Vorteil, dass eine verbesserte Handhabung des Kraftfahrzeugs
bei schnell ablaufenden Stop-Start-Situationen ermöglicht wird. Dabei erfolgt
bei der Überführung der
Verbrennungskraftmaschine in den Ruhestatus und vorliegender Startanforderung
eine erneute Aktivierung der Einspritzvorrichtung derart, dass die
Verbrennungskraftmaschine ihren Betriebsstatus wiedererlangt. Mit
anderen Worten erfolgen anhand einer erneuten Startanforderung durch
den Fahrer bei ausgehender Verbrennungskraftmaschine sofortige Starteinspritzungen
durch eine unmittelbare Aktivierung der Einspritzvorrichtung, wodurch
eine schnelle Drehzahlsteigerung der Verbrennungskraftmaschine erreicht
wird, ohne dass diese überhaupt zum
Stillstand kommt. Dadurch wird ein in diesem Zusammenhang zum Einsatz
kommendes Motorsteuergerät
wieder in seinen ursprünglichen
Startzustand versetzt.
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Durch
die Aktivierung der Starteinspritzungen bei ausgehender Verbrennungskraftmaschine kann
daher ein Stoppen derselben häufig
noch verhindert werden, so dass dem Fahrer des Fahrzeugs eine Drehzahlen
aufweisende Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung steht. Eine Wartephase
für den Fahrer,
in welcher der Anlasser einen konventionellen Start der Verbrennungskraftmaschi ne
einleitet, kann somit vermieden werden. Dieser Sachverhalt ist im
Speziellen dann von Vorteil, wenn sich der in dem Fahrzeug befindliche
Fahrer in einer Warteposition befindet, beispielsweise vor einer
roten Ampel oder in einem Stau, und exakt in dem Moment, in dem
die Ampel auf grün
schaltet beziehungsweise Bewegung in den Fahrzeugstau kommt, die
automatische Stop-Funktion einsetzt, um die Verbrennungskraftmaschine
stillzusetzen. Dadurch kann ein ähnliches Verhalten
wie bei einem Riemen-Starter erzielt werden, ohne jedoch diese Komponente
einsetzen zu müssen.
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Der
so genannte Riemen-Starter oder auch Riemen-Starter-Generator befindet
sich in einem Riemengetriebe, wobei der Generator bestromt und als
elektrischer Antrieb genutzt wird. Über einen Treibriemen wird
eine zugehörige
Hauptriemenscheibe und damit auch eine Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine
des Fahrzeugs annähernd
auf Leerlaufdrehzahl beschleunigt, woraufhin die Verbrennungskraftmaschine
gestartet wird. Diese Startphase, in welcher der Generator als elektrischer
Antrieb genutzt wird, dauert in der Regel weniger als eine Sekunde.
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Gleiches
gilt in analoger Weise für
das Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Start-Stop-Automatik
mit den Merkmalen des Anspruchs 6.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass eine Ansteuerung, insbesondere Aktivierung respektive Deaktivierung, der
Einspritzvorrichtung mittels eines Steuergeräts erfolgt. Ein Steuergerät ist ein
elektronisches Modul, das zum Steuern und/oder Regeln von Fahrzeugfunktionen
ausgeführt
ist. Steuergeräte
arbeiten allgemein nach dem EVA-Prinzip. EVA steht für Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe.
Für die
Eingabe werden Sensoren verwendet, welche eine physikalische Kenngröße, wie
z. B. Drehzahl, Druck, Temperatur und dergleichen, erfassen. Die
Kenngröße – auch als Wert
bezeichnet – wird
im Zuge der Verarbeitung mit einer in dem Steuergerät eingegebenen
oder berechneten und letztlich gespeicherten Sollgröße verglichen.
Sollte der gemessene Wert mit dem gespeicherten Wert nicht übereinstimmen,
regelt das Steuergerät mittels
Aktoren einen physikalischen Prozess derart nach, dass die gemessenen
Istwerte wieder mit den Sollwerten übereinstimmen. Die Aktoren greifen
somit korrigierend in den laufenden Prozess ein und stellen die
Ausgabe des EVA-Prinzips
dar. Bei dem Steuergerät
kann es sich zudem um das Motorsteuergerät handeln, so dass mehrere
Funktionen mit nur einem derartigen Gerät realisiert werden können.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es
vorgesehen, dass mittels des Steuergeräts die Einspritzvorrichtung
derart ansteuerbar ist, dass Schicht-Start-Einspritzungen, insbesondere
Hochdruck-Schicht-Start-Einspritzungen, in zumindest eine Verbrennungskammer
der Verbrennungskraftmaschine erfolgen. Ein derartiges Einspritzmuster
findet insbesondere bei einer Verbrennungskraftmaschine mit einer
Benzin-Direkt-Einspritzung (BDE) Verwendung. Die Schicht-Start-Einspritzungen
erfolgen dabei durch das in seinen Startzustand zurückversetzte
Motorsteuergerät.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass
die Kriterien zur automatischen Deaktivierung der Einspritzvorrichtung
Umgebungsbedingungen sind. Als Umgebungsbedingungen können beispielsweise
eine rote Verkehrsampel, ein Verkehrsstau, eine Kreuzungsmündung oder
dergleichen zum Tragen kommen, wodurch eine Wartezeit und ein Stillstand
des Kraftfahrzeugs bedingt sind. Eine Wartezeit beziehungsweise
ein Stillstand des Fahrzeugs werden von der Start-Stop-Automatik
mit einem nicht erforderlichen Kraftstoffverbrauch assoziiert, so
dass letztlich eine Abschaltung der Verbrennungskraftmaschine eingeleitet
wird.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen,
dass die erneute Aktivierung der Einspritzvorrichtung in Abhängigkeit
eines vorgebbaren Drehzahlbandes der Verbrennungskraftmaschine erfolgt.
Hierbei wird eine Betriebsbedingung der Verbrennungskraftmaschine abgefragt,
welche für
eine reibungslose Reaktivierung derselben erforderlich ist. Unterhalb
eines vom jeweiligen Maschinentyp abhängigen Drehzahlbandes kann
ein Neustartversuch der Verbrennungskraftmaschine mittels Kraftstoffeinspritzungen
mangels Rotations-Restenergie gegebenenfalls scheitern. Um dies
zu vermeiden, er folgt nur dann eine Aktivierung der Einspritzvorrichtung,
wenn die Maschinendrehzahl innerhalb des definierbaren Drehzahlbandes
liegt.
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Die
Vorteile der abhängigen
Ansprüche
2 bis 5 gelten in analoger Weise auch für die Merkmale der abhängigen Verfahrensansprüche.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß den Merkmalen der weiteren
Ansprüche
werden im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert, ohne
dass insoweit eine Beschränkung
der Erfindung erfolgt; diese umfasst vielmehr alle Abwandlungen, Änderungen
und Äquivalente,
die im Rahmen der Ansprüche
möglich
sind. Es zeigt die einzige Figur ein Drehzahl-Zeit-Diagramm der
Verbrennungskraftmaschine, welches das erfindungsgemäße Funktionsprinzip
des Kraftfahrzeugs beziehungsweise des Verfahrens zum Betrieb des
Kraftfahrzeugs wiedergibt.
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Ausführungsform(en)
der Erfindung
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In
der Figur ist ein Drehzahl-Zeit-Diagramm 10 einer Verbrennungskraftmaschine
gezeigt. Hierbei ist die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine auf
der Ordinate und die ausschnittsweise zugeordnete Zeit auf der Abszisse
aufgetragen. Das Diagramm ist ferner mit einer strichliert dargestellten oberen
Drehzahlgrenze 11 und mit einer strichliert dargestellten
unteren Drehzahlgrenze 12 versehen, die zusammen ein Drehzahlband
oder auch einen Drehzahlbereich bilden. Während die obere Drehzahlgrenze 11 eine
maximale Drehzahl für
Starteinspritzungen repräsentiert,
stellt die untere Drehzahlgrenze 12 eine minimale Drehzahl
für Starteinspritzungen
dar. Unterhalb der Abszisse befinden sich zudem ein Signalverlauf 13 einer
Stopanforderung und ein weiterer Signalverlauf 14 einer
Startanforderung, die jeweils parallel zur Zeitachse angeordnet
sind. Achsparallel zu der Drehzahlachse des Diagramms 10 ist
ein durch zwei strichliert dargestellte Linien 15; 16 definierter
Bereich für
Starteinspritzungen gezeigt.
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Ein
beispielhaft dargestellter Drehzahlverlauf 17 beginnt oberhalb
der oberen Drehzahlgrenze 11 und schreitet unter geringen
Drehzahlschwankungen weitest gehend parallel zu der Zeitachse fort.
Auf Höhe
einer einsetzenden und durch eine steigende Signalflanke 18 dargestellten
Stopanforderung, beginnt die Drehzahl zu fallen. Der Drehzahlverlauf 17 ist
in diesem Moment innerhalb des Starteinspritzungen-Bereichs 15; 16 angelangt.
Auf Grund einer einsetzenden Startanforderung, die durch eine steigende
Signalflanke 19 innerhalb des zugehörigen Signalverlaufs 14 verdeutlicht
ist, und einer zeitgleich fallenden Signalflanke 20 des
Signalverlaufs 13 kommt es zu einem erneuten Anstieg des
Drehzahlverlaufs 17.1 bis über die obere Drehzahlgrenze 11 hinaus. Beispielhaft
ist ferner mittels einer punktiert dargestellten Linie eine Abbildung
des Drehzahlverlaufs 17.2 gezeigt, der dann zum Tragen
kommt, wenn innerhalb des Starteinspritzungen-Bereichs 15; 16 keine
erneute Startanforderung vorgegeben wird. In der Folge sinkt die
Drehzahl dann unter die untere Drehzahlgrenze 12 bis zum
Stillstand oder auch Ruhestatus der Verbrennungskraftmaschine.
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Das
vorab beschriebene Diagramm 10 steht stellvertretend für ein Kraftfahrzeug,
das typischerweise als Hybridfahrzeug ausgeführt und mit einer Start-Stop-Automatik
versehen ist. Hierbei ist eine Verbrennungskraftmaschine mittels
eines Starters und mittels einer Einspritzvorrichtung und einer
damit einhergehenden Kraftstoffversorgung in einen Betriebsstatus
bringbar. Bei dem Start-Stop-Betrieb des Fahrzeugs ist die Verbrennungskraftmaschine
durch eine anhand vorgebbarer Kriterien ausgelöste beziehungsweise bedingte
automatische Deaktivierung der Einspritzvorrichtung in einen Ruhestatus überführbar. Wesentlich
ist, dass während
der Überführung der
Verbrennungskraftmaschine in den Ruhestatus, jedoch vorliegender
Startanforderung eines Fahrzeugfahrers, eine erneute Aktivierung
der Einspritzvorrichtung derart erfolgt, dass die Verbrennungskraftmaschine
ihren Betriebsstatus anlasserfrei wiedererlangt.
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Bei
den Kriterien zur automatischen Deaktivierung der Einspritzvorrichtung
handelt es sich um Umgebungsbedingungen. Als Umgebungsbedingungen
können
beispielsweise eine rote Verkehrsampel, ein Verkehrsstau, eine Kreuzungsmündung oder
dergleichen zum Tragen kommen, wodurch eine Wartezeit und ein Stillstand
des Kraftfahrzeugs bedingt sind. Eine Wartezeit beziehungsweise
ein Stillstand des Fahrzeugs werden von der Start-Stop-Automatik mit
einem nicht erforderlichen Kraftstoffverbrauch assoziiert, so dass
letztlich eine Abschaltung der Verbrennungskraftmaschine eingeleitet
wird.
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Die
Verbrennungskraftmaschine wird dabei anhand von Umgebungsbedingungen
abgestellt. Sofern allerdings während
der Überführung der
Verbrennungskraftmaschine von ihrem Betriebsstatus in ihren Ruhestatus
ein Startwunsch erzeugt wird und sich die Verbrennungskraftmaschine
noch innerhalb eines definierbaren Drehzahlbandes befindet, so werden
ab der nächsten
zu zündenden
Zylinder-Zündkerze
Starteinspritzungen abgegeben, bis die Verbrennungskraftmaschine
wieder sicher selbständig
läuft.
Speziell bei einer Verbrennungskraftmaschine mit Benzin-Direkt-Einspritzung
(BDE) sind die Starteinspritzungen als Schicht-Start-Einspritzungen
oder auch als Hochdruck-Schicht-Start-Einspritzungen ausgeführt. Diese
Art der Einspritzung erfolgt in der Regel mittels eines Steuergeräts, welches
die Einspritzvorrichtung entsprechend ansteuert, so dass beim Wiedereinsetzen
der Einspritzungen Schichteinspritzungen durchgeführt werden.
Im Gegensatz dazu werden im Normalbetrieb der Verbrennungskraftmaschine
so genannte vorgelagerte Einspritzungen eingesetzt.
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Bei
der erneuten Aktivierung der Einspritzvorrichtung in Abhängigkeit
des vorgebbaren Drehzahlbandes der Verbrennungskraftmaschine wird eine
Betriebsbedingung der Verbrennungskraftmaschine abgefragt, welche
für eine
reibungslose Reaktivierung derselben erforderlich ist. Unterhalb
eines vom jeweiligen Maschinentyp abhängigen Drehzahlbandes kann
ein Neustartversuch der Verbrennungskraftmaschine mittels Kraftstoffeinspritzungen
mangels Rotations-Restenergie gegebenenfalls scheitern. Um dies
zu vermeiden, erfolgt nur dann eine Aktivierung der Einspritzvorrichtung,
wenn die Maschinendrehzahl innerhalb des definierbaren Drehzahlbandes
liegt.
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Das
Steuergerät
ist im Allgemeinen als elektronisches Modul ausgebildet, das zum
Steuern und/oder Regeln von Fahrzeugfunktionen ausgeführt ist.
Steuergeräte
arbeiten allgemein nach dem EVA-Prinzip. EVA steht für Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe.
Für die
Eingabe werden Sensoren verwendet, welche eine physikalische Kenngröße, wie
z. B. Drehzahl, Druck, Temperatur und dergleichen, erfassen. Die
Kenngröße – auch als
Wert bezeichnet – wird
im Zuge der Verarbeitung mit einer in dem Steuergerät eingegebenen
oder berechneten und letztlich gespeicherten Sollgröße verglichen. Sollte
der gemessene Wert mit dem gespeicherten Wert nicht übereinstimmen,
regelt das Steuergerät mittels
Aktoren einen physikalischen Prozess derart nach, dass die gemessenen
Istwerte wieder mit den Sollwerten übereinstimmen. Die Aktoren
greifen somit korrigierend in den laufenden Prozess ein und stellen
die Ausgabe des EVA-Prinzips dar. Bei dem Steuergerät kann es
sich zudem um das Motorsteuergerät
handeln, so dass mehrere Funktionen mit nur einem derartigen Gerät realisiert
werden können.