DE102010036855A1

DE102010036855A1 - Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102010036855A1
Application number: DE102010036855A
Authority: DE
Inventors: Dr. Lederer Matthias; Martin Roth; Moritz Hällfritzsch; Peter Megyesi
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-08-05
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2012-02-09
Also published as: JP2012037053A

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit einem Antriebsstrang, welcher betriebszustandsabhängig zu- und abschaltbar ist, vorgeschlagen. Hierbei werden Eingangssignale im Steuergerät erfasst und überwacht. Beim Erkennen einer betätigten Bremse wird die Motordrehzahl der Brennkraftmaschine dahingehend überwacht, ob die Leerlaufdrehzahl erreicht ist. Beim Erreichen der Leerlaufdrehzahl und weiterhin betätigter Bremse prüft das Steuergerät das Vorliegen eines möglichen Abschaltvetos und im dem Falle dass kein Abschaltveto erkannt wird, wird der Antriebsstrang abgestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine, wobei zum Reduzieren des Verbrauchs die Brennkraftmaschine dann abgeschaltet wird, wenn keine Kraft vom Antriebsstrang auf einen Abtriebsstrang zu übertragen ist.
Aus der DE 10 2007 003 726 A1 ist ein Verfahren bekannt, wobei eine Brennkraftmaschine betriebszustandsabhängig zu- und abschaltbar ist und wobei der Fahrzeugantriebsstrang und ein Abtrieb über eine Verbindungseinrichtung miteinander in Wirkverbindung bringbar sind.
Aus der US 6,926,639 B2 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und eines Automatikgetriebe eines Fahrzeuges, welches sicherstellt, dass Ereignisse, die den Fahrkomfort während eines Abschaltvorganges der Brennkraftmaschine beeinträchtigen würden, für den Fahrer nicht oder nur unwesentlich spürbar sind. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Start-Stopp-Betrieb der Brennkraftmaschine mit einem Leerlaufbetrieb im Getriebe kombiniert. Dabei wird während des Leerlaufbetriebs ein Ansteuerdruck im Getriebe reduziert, um eine Drehmomentenübertragung zwischen der Brennkraftmaschine und dem Abtrieb zu unterbrechen, wenn das Fahrzeug stillsteht.
Die Verfahren, die eine Start-Stopp-Funktion für Brennkraftmaschinen umsetzen, dienen hauptsächlich der Senkung des Kraftstoffverbrauchs und damit auch einem verbesserten Abgasverhalten. Bei den bekannten Verfahren zur Reduzierung eines Kraftstoffverbrauchs eines Fahrzeuges wird die Brennkraftmaschine üblicherweise bei Fahrzeugstillstand automatisch abgestellt und beispielsweise bei vorliegen eines fahrerseitigen Anfahrwunsches wieder gestartet.
Wird eine Brennkraftmaschine erst bei Erreichen des Fahrzeugstillstandes abgeschaltet, ist die Brennkraftmaschine über eine sogenannte Leerlaufregelung während des Schubbetriebs des Antriebsstrangs des Fahrzeugs bzw. während des Ausrollvorgangs des Fahrzeugs bis zum Erreichen des Fahrzeugstillstandes in Funktion, wodurch wiederum Kraftstoff verbraucht wird.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen, welches den Kraftstoffverbrauch weiterhin deutlich reduziert.
Die Aufgabe wird mit den erfindungsgemäßen Merkmalen gelöst, wonach die Brennkraftmaschine im Segelmodus, also dann, wenn keine Zugkraft vom Antriebs- auf den Abtriebsstrang übertragen wird, ausgeschalten, also gestoppt wird. Der Fachmann spricht von einem stopp an the move.
Bei dieser Ausführungsform werden die Vorteile des Segelns eines Kraftfahrzeuges und die Vorteile einer Start-Stopp-Automatik kombiniert. Zur Realisierung eines hohen Fahrkomforts, ist sicherzustellen, dass der Fahrer kein unnötiges Ruckeln des Antriebsstranges beim Ein- und Auskoppeln bzw. beim Ab- und Zuschalten des Motors bemerkt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
1 den Drehzahl- und Geschwindigkeitsverlauf bei dem erfindungsgemäß Verfahren stop-on-the-move,
2 zeigt die erfindungsgemäßen Schritte zur Durchführung des Verfahrens.
Die 1 zeigt die verschiedenen Phasen zur Vorbereitung und Umsetzung des Abschalten der Brennkraftmaschine während das Fahrzeug in Bewegung ist (stop-on-the-move). Mit der Phase 0 sind die Signalverläufe bei Schubbetrieb der Brennkraftmaschinen dargestellt. Es liegen quasistationäre Bedingungen vor, das heißt Geschwindigkeit und Drehzahl sind in Phase 1, welche sich zwischen dem Zeitpunkt t0 und t1 erstreckt, annähernd konstant.
Zum Zeitpunkt t1 verliert das Fahrzeug an Geschwindigkeit bei gleichzeitig absinkender Motordrehzahl, wie in der Phase 1 dargestellt. Hier sinkt aufgrund einer getretenen Bremse und gleichzeitigem Schubbetrieb die Motordrehzahl und die Geschwindigkeit. In der Phase 1 erfolgt somit eine Verzögerung, die auch eine Schubabschaltung zur Folge hat. Nach der Schubabschaltung sinkt die Geschwindigkeit des Fahrzeuges und die Drehzahl des Motors weiter. Dabei erfolgt sukzessive eine Rückschaltung des Automatikgetriebes. Die Rückschaltungen sind verbrauchsoptimiert, so dass zur Drehzahlanhebung des Motors die kinetische Energie des Fahrzeugs genutzte wird, Dazu wird der Schaltvorgang verlängert und mit reduzierten Momenten und Übergangsfunktionen der Schaltelemente eine weiche Schaltung ausgeführt. In dieser Phase 1 sind mit den in Kreisen angegebenen Zahlen die verschiedenen Gangstufen, die das Automatikgetriebe einnimmt, dargestellt. Der Motor befindet sich somit in Abschaltstufe 1. Das bedeutet, er wird nicht befeuert, ist jedoch noch mit dem Getriebe verbunden, wodurch ein schneller Momenten- bzw. Zugkraftaufbau möglich ist.
Zum Zeitpunkt t2 haben die Geschwindigkeit und die Drehzahl ein vorgegebenes unteres Level erreicht. In dieser Phase 2 wird geprüft, ob ein Abschalten des Motors und damit Stufe 2, also der Betrieb stop-on-the-move möglich ist. Liegt seitens der Systeme (Klimaanlage, Bordnetz, Getriebe etc.) kein Veto gegen ein Abschalten des Motors vor, erfolgt eine Vorbereitung auf dean Betriebsmodus stop-on-the-move. Das bedeutet, es werden Maßnahmen zur Unterstützung von Lenkung, Klima und Elektrik aktiv. Gleichzeitig wird der Motor auf einen komfortablen Motorauslauf und einen möglichen kurzfristigen Wiederstart angepasst. Diese Maßnahmen umfassen z. B. Öffnen bzw. wieder Schließen der Drosselklappe(n), Ändern bzw. Verschieben der Einlass- und Auslasssteuerzeiten, Anpassung des Kraftstoffdrucks, Reuzieren bzw. Erhöhen der Lastmomente des Generators, des Klimakompressors oder weitere Nebenaggregate.
In der 1 sind zum Zeitpunkt t3 die Vorbereitungen der Phase 2 abgeschlossen und es beginnt Phase 3, das Abtrennen des Motors vom Getriebe. Der Motor wird somit bei einer niedrigen Geschwindigkeiten z. B. beim Erreichen der Leerlaufdrehzahl, abgestellt. In der 1 wird dies dadurch deutlich, dass die Drehzahl des Motors sehr rasch absinkt. Der Motor bleibt ausgeschaltet, solange die Bremse betätigt ist und keine Startanforderung vorliegt.
Wie der 1 zu entnehmen ist, sinkt sowohl die Drehzahlkurve des Motors als auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bis auf ein Nullniveau. Das ist der Zeitpunkt, zu dem die Kurbelwelle endgültig steht bzw. das Fahrzeug entsprechend ausgerollt ist.
Im Unterschied zum Start/Stopp Betrieb ergibt sich durch die verlängerte Abschaltzeit des Motors eine Erhöhung des Verbrauchspotentials.
Beim üblichen Start-Stopp-Betrieb beispielsweise an einer Ampel muss die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zunächst bis auf den Wert 0 verringert werden bevor der Motor gestoppt wird.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren dagegen wird bei Vorliegen der definierten Bedingungen der Motor nicht befeuert und noch während das Fahrzeug in einer niedrigen Geschwindigkeit rollt, vom Getriebe getrennt. Am Ende dieser Abschaltung, in der Figur durch die Zeit t4 dargestellt, wird der Motor analog zum normalen Start-Stopp-Betrieb nach dem Lösen der Bremse wieder gestartet und auf Leerlaufdrehzahl eingeregelt bzw. bei unmittelbarer Betätigung des Fahrpedals der Anfahrvorgang eingeleitet.
Die 2 zeigt im Überblick den Ablaufplan zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zunächst werden die verschiedenen Eingangsgrößen 10 wie beispielsweise die Drosselklappenstellung bzw. das Wunschmoment, die Bremse, die Geschwindigkeit, die Motordrehzahl, Lenkwinkel, Lenkwinkelgradient, Längs- und Querbeschleunigung, Motorkühlwassertemperatur, Katalysatortemperatur, Getriebetemperatur oder das Vorliegen von Vetos der Komfort- und Sicherheitssysteme erfasst und einem Arbeitsschritt 11 zur Signalerfassung und Aufbereitung zugeführt. Für eine Vorbereitung auf den Start-Stopp einer Brennkraftmaschine sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen. So wird in einer Abfrage 12 geprüft, ob der Fahrer die Bremse betätigt. Diese Abfrage entspricht dem Verhalten in Phase 1, wie in 1 beschrieben. Hierbei befindet sich das Fahrzeug in einem Schubbetrieb mit getretener Bremse, so dass die Befeuerung des Motors ausgesetzt wird. Man nennt dies Schubabschaltung. Das Fahrzeug verliert an Geschwindigkeit bei gleichzeitig absinkender Motordrehzahl. Bei Vorliegen dieser Bedingungen und damit bei einer Ja-Antwort auf die Frage Bremse betätigt, geht das Verfahren zur Abfrage 13, in welchem nun die Motordrehzahl überwacht wird und das Erreichen der Leerlaufdrehzahl bestimmt wird. Wird die Abfrage 13 mit ja beantwortet, so erfolgt im anschließenden Schritt 14 die Prüfung, ob ein Abschaltveto vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so kann der Motor wie im Arbeitsschritt 15 dargestellt, abgeschaltet werden. Man spricht in diesem Fall wie bereits eingangs erwähnt, von einem stop-on-the-move. Liegt dagegen ein Abschaltveto vor, so führt der Ja-Ausgang dieser Abfrage 14 zurück an den Anfang des Verfahrens und Signale werden erneut vom Steuergerät erfasst.
Das dargestellte Verfahren der 2 ist lediglich ein Überblick über die einzelnen Verfahrensschritte. Hierbei können durchaus noch weitere Eingangsgrößen erfasst werden, die dann je nach Bedarf in das erfindungsgemäße Verfahren eingehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007003726 A1 [0002]
US 6926639 B2 [0003]

Claims

Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit einem Antriebsstrang und einem Abtriebsstrang, die über eine Getriebeeinrichtung miteinander verbindbar sind und welcher betriebszustandsabhängig zu- und abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Eingangssignale im Steuergerät überwacht werden und beim Erkennen einer betätigten Bremse die Motordrehzahl der Brennkraftmaschine überwacht wird, wobei beim Erreichen einer vorgebbaren Drehzahl und weiterhin betätigter Bremse das Steuergerät das Vorliegen eines möglichen Abschaltvetos prüft und wobei dann, wenn kein Abschaltveto erkannt wird, der Antriebsstrang von der Getriebeeinrichtung getrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erkennen einer betätigten Bremse und mit sinkender Motordrehzahl die Getriebeeinrichtung Rückschaltungen aktiviert.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschaltungen ohne Kraftstoffverbrauch durch Nutzung der kinetischen Energie durch eine verlängerte komfortable Schaltung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschaltveto von der Klimaanlage und/oder der Elektrik erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor solange abgestellt bleibt, wie die Bremse betätigt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Lösen der Bremse der Motor wieder gestartet und auf Leerlaufdrehzahl eingeregelt wird.