-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer
Startfreigabe eines Kraftfahrzeuges und eine Vorrichtung hierzu.
-
Aus
der
DE 10 2005
034 602 A1 ist ein Verfahren bekannt bei dem das Starten
und/oder Stoppen der Brennkraftmaschine abhängig von einer Freigabebedingung
freigegeben wird. Das Vorliegen dieser Freigabebedingung wird im
Rahmen eines 3-Ebenen-Überwachungskonzeptes geprüft.
-
Aus
der
DE 44 38 714 A1 ist
ein derartiges 3-Ebenen-Überwachungskonzept bekannt. Dabei
ist ein Mikrocomputer mit wenigstens zwei voneinander unabhängigen
Ebenen vorgesehen, wobei eine erste Ebene (Funktionsebene) die Steuerfunktionen
und eine zweite Ebene (Funktionsüberwachungsebene) die Überwachungsfunktionen
durchführt. Eine Dritte Ebene bildet eine Kontrollebene,
welche die Funktionsüberwachungsebene und damit den Mikrocomputer
auf Basis einer Ablaufkontrolle kontrolliert.
-
Kraftfahrzeuge
werden üblicherweise von einer Brennkraftmaschine angetrieben.
Um die Brennkraftmaschine eines abgestellten Kraftfahrzeuges zu Starten
wird ein Zündschlüssel betätigt, es erfolgt eine
Startfreigabe und ein Starter startet die Brennkraftmaschine. Ist
die Brennkraftmaschine mit einer Stopp-Start-Funktionalität
ausgestattet, so wird die Brennkraftmaschine während des Fahrbetriebs
bei fehlender Lastanforderung abgeschaltet und bei erneuter Lastanforderung
wieder gestartet. Die Ansteuerung des Starters erfolgt durch eine
Steuereinheit.
-
Ist
die Funktionalität Motor-Start auch bei eingelegter Gangstufe
ausführbar, so kann dies zu einer unzulässigen
Ansteuerung des Starters führen.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, die unzulässige Ansteuerung eines
Starters und einer Brennkraftmaschine, insbesondere im Stopp-/Start-Betrieb,
zu verhindern.
-
Die
Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Startfreigabe nur
dann erfolgt, wenn der Funktionsebene eine Startanforderung vorliegt
und eine Freigabe durch die Funktionsüberwachungsebene
erfolgt ist, weil die Funktionsüberwachungsebene erkannt hat,
dass alle geforderten Freigabebedingungen erfüllt sind.
-
Die
Funktionalität Motor-Start, die auch bei eingelegter Gangstufe
ausführbar ist und aus der Funktionsebene veranlaßt
wird, bedingt eine Überwachung der für den Motorstart
zulässigen Systemzustände. Die für den
Motorstart zulässigen Systemzustände werden erfindungsgemäß als
Freigabebedingungen durch die Funktionsüberwachungsebene überwacht.
Nur wenn die Funktionsüberwachungsebene erkennt, dass alle
geforderten Freigabebedingungen erfüllt sind und der Funktionsebene
eine Startanforderung vorliegt, erfolgt eine Startfreigabe. Damit
wird sichergestellt, dass ein Motorstart nur dann duchgeführt
wird, wenn die Bedingungen für einen Motorstart erfüllt
sind. Unzulässige Starteransteuerungen werden unterbunden.
-
Das
Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine
bei dem abhängig von mindestens einer Freigabebedingung,
die von mindestens einer Betriebsgröße des Kraftfahrzeugs
und/oder der Brennkraftmaschine abhängt, ein Starten der
Brennkraftmaschine freigegeben wird, wobei das Vorliegen der Freigabebedingung
redundant geprüft wird und die in einem 3-Ebenen-Überwachungskonzept
durchgeführte redundante Prüfung eine Plausibilitätsprüfung
umfasst und wobei dann, wenn festgestellt wird, dass eine Freigabebedingung
nicht vorliegt eine Ansteuerung eines Starters unmittelbar beeinflusst
wird, sieht erfindungsgemäß vor, dass dann, wenn
festgestellt wird, dass eine Plausibilität nicht vorliegt
eine Ansteuerung in einem Stopp-/Start-Betrieb für den
aktuellen Fahrzyklus deaktiviert wird.
-
In
einer Ausführungsform bricht die Funktionsüberwachungsebene
den Startvorgang ab, indem sie die Starteransteuerung deaktiviert,
wenn eine vorgebbare Abbruchbedingung erfüllt ist.
-
In
einer Ausführungsform ist die Abbruchbedingung erfüllt,
wenn das Drehzahlverhältnis N_Ratio zwischen Getriebe-Eingangsdrehzahl
und Getriebe-Ausgangsdrehzahl für ein Zeitintervall t1
unter einem festlegbaren Grenzwert N_Ratio_Grenz liegt.
-
In
einer Ausführungsform ist die Abbruchbedingung erfüllt,
wenn das Drehzahlverhältnis N_Ratio_2 zwischen Motor-Eingangsdrehzahl
und Getriebe-Eingangsdrehzahl für ein Zeitintervall t2
unter einem festlegbaren Grenzwert N_Ratio_Grenz_2 liegt.
-
Durch
die Steuereinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist nur dann eine Startfreigabe erteilbar, wenn der Funktionsebene
eine Startanforderung vorliegt und die Funktionsüberwachungsebene erkennt,
dass alle geforderten Freigabebedingungen für eine Startfreigabe
erfüllt sind.
-
In
einer Ausführungsform ist die Funktionsüberwachungsebene
der Steuereinheit über einen Ansteuerpfad zur Ansteuerung
des Starters unabhängig von der Funktionsebene direkt mit
dem Starter verbunden.
-
In
einer Ausführungsform ist die Funktionsüberwachungsebene
geeignet einen Startabbruch des Starters auszulösen, wenn
eine Freigabebedingung unplausibel ist. Dies ist beispielsweise
dann der Fall, wenn sie zwar einen zulässigen Wert angenommen hat,
aber dieser Wert nicht zu der Werten anderer Freigabebedingungen
passt.
-
In
einer Ausführungsform ist eine Kontrollebene vorgesehen,
welche die Funktionsüberwachungsebene der Steuereinheit
auf Basis einer Ablaufkontrolle kontrolliert.
-
In
einer Ausführungsform ist ein Schalter für die
Betätigung einer Endstufe des Starters vorgesehen. Über
diesen Schalter kann die Endstufe und damit der Starter ein- und
ausgeschaltet werden.
-
In
einer Ausführungsform ist ein Schalter für die
Betätigung der Anlasser-Endstufe aus der Funktionsebene
vorgesehen und ein weiterer Schalter für die Betätigung
der Anlasser-Endstufe aus der Funktionsüberwachungsebene
vorgesehen ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Starter nur dann
aktivierbar ist, wenn keiner der beiden Schalter den Starter ausschaltet.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung betrifft die Überwachung
der Startfreigabe bei Schlüsselstart sowie der Startfreigabe
von Stopp/Start-Systemen bei Wiederstart im Stopp-Start-Betrieb.
-
Eine
Startanforderung der Funktionsebene wird erst nach Prüfung
und Vorlage zulässiger Freigabebedingungen von der Funktionsüberwachungsebene
freigegeben. Unzulässige Starter-Ansteuerungen werden hiemit
unterbunden. Damit ist in der Funktionsüberwachungsebene
eines 3-Ebenen-Überwachungssystems eine Startüberwachungsfunktion
implementiert. Der Motorstart wird überwacht und bei unplausiblen
Startbedingungen wird durch das Überwachungssystem ein
Startabbruch ausgelöst. Dazu verfügt die Funktionsüberwachungsebene über
einen eigenständigen unabhängigen Ansteuerpfad
für die Starteransteuerung.
-
1. Motor-Start Überwachung (für
Schlüsselstart und Stop/Start-Betrieb)
-
Die
Funktionsüberwachungsebene erteilt eine Starter-Freigabe,
wenn in der Funktionsebene Anforderungen für einen auszuführenden
Motorstart vorliegen.
-
In
einer Ausführungsform ist ein separater Schalter vorgesehen,
der betätigt wird, wenn die Starter-Freigabe über
die Funktionsüberwachungsebene erfolgt.
-
In
einer Ausführungsform ist die Rücknahme der Starter-Freigabe
in der Funktionsüberwachungsebene an die Erfordernisse
der Startfunktion in der Funktionsebene angepasst. Bei Rücknahme
der Starter-Freigabe in der Funktionsebene erfolgt auch eine Rücknahme
der Starter-Freigabe in der Funktionsüberwachungsebene.
-
In
einer Ausführungsform wird die Plausibilisierung der Start-Freigabe-Bedingungen
in der Funktionsüberwachungsebene beendet, wenn eine in
der Funktionsüberwachungsebene applizierbare Start-Ende-Drehzahl
von einer erfassten Ist- Drehzahl überschritten wird und
die Funktionsüberwachungsebene aus der Funktionsebene ein
Signal für ”Start-Ende erreicht” empfängt.
-
Bei
Erkennung von unzulässigen Startanforderungen, werden diese
Zustände diagnosespezifisch der Funktionsebene mitgeteilt.
-
Bei
Erkennung unzulässiger Startanforderungen wird die Start-Freigabe
aus der Funktionsüberwachungsebene nicht erteilt und/oder
der Port für die Starter-Ansteuerung bleibt deaktiviert.
-
Starteransteuerungen
sind aus der Funktionsebene und aus der Funktionsüberwachungsebene
möglich.
-
Zusätzlich
kann eine Startunterdrückung mittels Abschaltung der Kraftstoffeinspritzung
erfolgen. Dies ist z. B für einen Direktstartbetrieb eine
besonders geeignete Maßnahme.
-
Es
kann vorgesehen sein, dass die Abarbeitung des Algorithmus für
die Starter-Freigabe-Überwachung und Starter-Aktivierung
in der Funktionsüberwachungsebene im gleichen Zeitraster
wie in der Funktionsebene erfolgt.
-
Es
kann vorgesehen sein, dass der Task-Aufruf für die Funktionsüberwachungsebene nach
Beendigung des korrespondierenden Berechnungs-Prozesses in der Funktionsebene
erfolgt.
-
Es
kann vorgesehen sein, dass das Verfahren zur Starter-Freigabe in
die Programmablaufkontrolle, den zyklischen RAM /ROM-Test und in
den Prozessor-spezifischen Befehlssatztest einer Kontollebene einzubeziehen.
-
2. Start-Freigabe-Bedingungen in der Funktionsüberwachungsebene
2 beim Schlüsselstart beim Automatgetriebe
-
In
einer Ausführungsform erfolgt die Freigabe des Schlüsselstarts
in der Funktionsüberwachungsebene 2 dann, wenn der Signalimpuls
einer KL. 50 erkannt und gleichzeitig Fahrstufe N oder P erkannt
wird.
-
In
einer Ausführungsform erfolgt eine Getriebe-Ansteuerungsüberwachung
als zusätzliche Start-Freigabe-Bedingung. Die Start-Freigabe-Bedingung
ist erfüllt, wenn ein Getriebe-Zustandsbit den Zustand ”Antriebstrang
offen” anzeigt. Typischerweise wird diese zusätzliche
Start-Freigabe-Bedingung bei einer eigensicheren Getriebesteuerung
benutzt.
-
In
einer Ausführungsform wird als zusätzliche Start-Freigabe-Bedingung
gefordert, dass bei stehendem Fahrzeug mindestens B2 oder KÜB
geöffnet ist. Typischerweise wird diese zusätzliche Start-Freigabe-Bedingung
bei einer nicht eigensicheren Getriebesteuerung benutzt.
-
2.a Plausibilisierung
-
Eine
Plausibilisierung prüft, ob Daten zueinander plausibel
sind. Beispielsweise kann geprüft werden, ob alle Daten
oder vorliegenden Bedingungen demselben Betriebszustand zugeordnet
werden können oder ob Informationen sich widersprechen, ob
Zustände gleichzeitig vorliegen, die nicht gleichzeitig
vorliegen dürfen, ob nicht definierte Zustände erkannt
werden oder ob die vorliegenden Bedingungen auf sonstige Weise unplausibel
sind.
-
In
einer Ausführungsform werden in der Funktionsüberwachungsebene
die Start-Freigabe-Bedingungen plausibilisiert. Dies ist besonders
im Stopp/Start-Betrieb wichtig. Ein Motor(Wieder-)Start ist nur
dann zulässig, wenn zuvor von der Funktionsüberwachungsebene
die Randbedingungen abgesichert worden sind, die notwendig sind,
um einen Start mit eingelegter Gangstufe durchführen zu
können. Die Zulässigkeitsbedingungen für
einen Motorstart werden überwacht.
-
In
einer Ausführungsform erfolgt eine Plausibilisierung der
Eingangsgrössen für die Motor-Startbedingungen.
Diese Plausibilisierung erfolgt auch im laufenden Betrieb. Typischerweise
erfolgt diese Plausibilisierung bei einer nicht eigensicheren Getriebesteuerung.
Beispielsweise ist dabei zur Erkennung eines statischen Fehlerzustandes
ist eine Plausibilisierung der KÜB im Betrieb vorsehbar.
Alternativ oder ergänzend ist dabei zur Erkennung eines
statischen Fehlerzustandes ist eine Plausibilisierung der B2-Kupplung
vorsehbar. Wird durch eine solche Plausibilisierung ein Fehler erkannt,
so wird der der Funktionsebene mitgeteilt, dass im aktuellen Fahrzyklus
ein Stopp-/Start-Betrieb nicht mehr zulässig ist.
-
2b. Start-Abbruch-Bedingungen für
Automatgetriebe
-
Bei
einer nicht eigensicheren Getriebesteuerung kann vorgesehen sein,
eine Überwachung des Drehzahlverhältnisses N_Ratio
zwischen Getriebe-Eingangsdrehzahl N_Getriebe_Ein und Getriebe-Ausgangsdrehzahl
N_Getriebe_Aus durchzuführen (N_Ratio = N_Getriebe_Ein/N_Getriebe_Aus). Dabei
ist die Starteransteuerung aus Funktionsüberwachungsebene
deaktivierbar, wenn für eine applizierbare Zeit t_a das Drehzahlverhältnis
N_Ratio einen Grenzwert N_Ratio_Grenz unterschreitet.
-
Bei
einer nicht eigensicheren Getriebesteuerung kann vorgesehen sein,
eine Überwachung des Drehzahlverhältnisses N_Ratio_2
zwischen Motor- Eingangsdrehzahl N_Motor und Getriebe-Eingangsdrehzahl
N_Getriebe_Ein durchzuführen (N_Ratio_2 = N_Motor/N_Getriebe_Ein).
Dabei ist die Starteransteuerung aus der Funktionsüberwachungsebene deaktivierbar,
wenn erkannt wird, dass für eine applizierbare Zeit t_a2
das Drehzahlverhältnis N_Ratio_2 einen Grenzwert N_Ratio_Grenz_2
unterschreitet.
-
3. Start-Freigabe-Bedingungen in der Funktionsüberwachungsebene
2 beim Schlüsselstart beim Handschaltfahrzeug
-
Als
Bedingung für eine Start-Freigabe beim Schlüsselstart
eines Handschaltfahrzeuges ist vorsehbar, dass der Zustand einer
Klemme 50, einer Kupplung und eines Kupplungs-Interlockschalter
erfasst werden und eine Freigabe durch die Funktionsüberwachungsebene
nur dann erfolgt, wenn ein Signalimpuls der Klemme 50 erkannt und
gleichzeitig die Kupplung und der Kupplungs-Interlockschalter betätigt
betätigt sind.
-
Als
zusätzliche Start-Freigabe-Bedingung ist für Handschaltfahrzeuge
vorsehbar zu überprüfen, ob der Wählhebel
in Neutral-Stellung (N) ist und in der Funktionsüberwachungsebene
abgesichert ist, sowie der Wählhebelsensor in Ordnung ist.
-
Alternativ
oder ergänzend ist als zusätzliche Start-Freigabe-Bedingungen
für Handschaltfahrzeuge vorsehbar zu überprüfen,
ob der Kupplungsschalter sowie der Kupplungs- Interlockschalter betätigt und
Kupplungs- und Kupplungs-Interlockschalter in Ordnung sind.
-
3a. zusätzliche Plausibilisierung
für Handschaltfahrzeuge
-
Als
zusätzliche Plausibilisierung der Eingangsgrössen
für die Motor-Startbedingungen im laufenden Betrieb kann
vorgesehen sein zur Plausibilisierung des Kupplungsschalters zu überprüfen,
ob bei betätigtem Kupplungs-Interlockschalter auch ein betätigter
Kupplungsschalter erkannt wird.
-
Analog
dazu kann alternativ oder ergänzend eine Plausibilisierung
des Kupplungs-Interlockschalters vorgesehen sein.
-
Analog
dazu kann alternativ oder ergänzend eine Plausibilisierung
des Wählhebelsensors vorgesehen sein.
-
Bei
erkanntem Fehler ist der Funktionsebene 1 mitzuteilen, daß im
aktuellen Fahrzyklus ein Stop/Start-Betrieb nicht mehr zulässig
ist.
-
3b. zusätzliche Freigabe der
Motor-Startbedingungen beim Direktstart für Handschaltfahrzeuge
-
In
einer Ausführungsform kann für ein Fahrzeug mit
Handschaltung vorgesehen sein, die Freigabe des Motor-Starts für
einen Direktstart zu erteilen, wenn eine Drehzahl n eine Anfahrdrehzahlschwelle
n_ANF überschreitet (n > n_ANF).
Dabei ist der der Drehzahlschwelle n_ANF zugeordnete Wert veränderlich
frei wählbar. Typischerweise ist ein Startwert von 1000
l/min für die Anfahrdrehzahlschwelle n_ANF vorsehbar. Diese
Funktionalität soll den Direktstart beim Anschleppen des
Fahrzeugs ermöglichen.
-
4. Redundate Anlasser-Startansteuerung über
die Funktionsüberwachungsebene:
-
In
einer Ausführungsform wird für Starter-Start-Systeme
mit Low-side- bzw. High-side-Schaltern zur Betätigung der
starter-Endstufe jeweils ein Schalter aus der Funktionsebene und
ein Schalter aus der Funktionsüberwachungsebene betätigt
(Redundate Starter-Startansteuerung über die Funktionsüberwachungsebene).
Dabei erfolgt die Freigabe des Starters über die Funktionsüberwachungsebene.
Eine Freischaltung des Ports für die Starter-Aktivierung
erfolgt typischerweise nur, wenn alle geforderten gültigen
Starter-Startbedingungen vorliegen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102005034602
A1 [0002]
- - DE 4438714 A1 [0003]