DE102010041104B4

DE102010041104B4 - Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102010041104B4
Application number: DE102010041104.3A
Authority: DE
Inventors: Rene Wechner; Falk Anderssohn; Dr. Strähle Peter
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2020-07-30
Anticipated expiration: 2030-09-22
Also published as: DE102010041104A1

Abstract

Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mittels einer Start-Stopp-Einrichtung, die die Brennkraftmaschine automatisch abschaltet, sobald die dafür vorgegebenen Betriebsbedingungen erfüllt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Abschalten der Brennkraftmaschine verhindert wird, wenn eine vorgegebenen Anzahl von Zyklen bestehend aus einer Halte-Phase und einer daran anschließenden Weiterfahrt-Phase erkannt wird und wenn die zeitliche Summe der Halte-Phasen dieser Zyklen unterhalb einer zweiten applizierbaren Dauer liegen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derzeitig werden Brennkraftmaschinen meist mittels eines Zündschlüssels durch den Fahrer manuell abgeschaltet. Eine Ausnahme stellt ein Verfahren dar, welches in der DE 100 23 331 A1 vorgestellt wird. Dabei wird anstelle des Zündschlüssels die Bremspedalstellung bzw. der Bremspedaldruck ausgewertet. Der Abschaltvorgang der Brennkraftmaschine wird eingeleitet, wenn nach Erreichen des Stillstands des Kraftfahrzeugs das Bremspedal in seiner bereits betätigten Stellung stärker betätigt wird. Nachteilig ist an derartigen Verfahren, dass alleine der Kraftfahrzeugfahrer für das Abschalten der Brennkraftmaschine verantwortlich ist. Analysen des heutigen Fahrverhaltens zeigen, dass trotz eines gestiegenen Umweltbewusstseins und gestiegener Kraftstoffpreise ein manuelles Abschalten der Brennkraftmaschine, beispielsweise an Verkehrsampeln, selten eigenständig erfolgt.
Um den Kraftstoffverbrauch und die CO₂-Emissionen von Kraftfahrzeugen zu reduzieren, wurden Verfahren und Vorrichtungen zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine entwickelt. Zum Beispiel geht aus der EP 0 158 605 B1 eine derartige Vorrichtung hervor, die abhängig von verschiedenen Bedingungen ein Abstellen bzw. ein erneutes Starten der Brennkraftmaschine bewirkt. Eine Bedingung ist beispielsweise, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit für eine bestimmte Zeit unterhalb eines Grenzwertes liegen muss, bevor die Brennkraftmaschine automatisch abgestellt wird.
Nachteilig ist an derartigen Verfahren und Vorrichtungen, dass die aktuelle Verkehrssituation nicht berücksichtigt werden kann. Die Brennkraftmaschine wird demzufolge auch in solchen Situationen abgeschaltet, in denen es der Fahrer aus Komfortgründen nicht wünscht. Beispielsweise ist ein automatisches Abschalten der Brennkraftmaschine an einer Abbiegespur oder an einem Stoppschild bei einer sofortigen Weiterfahrtmöglichkeit nicht erwünscht.
Ein Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, wobei ein automatisches Abschalten der Brennkraftmaschine verhindert wird, wenn eine Stopp-and-Go-Situation erkannt wird, ist aus der US 2003/0087724 A1 bekannt Dabei wird beispielsweise eine Stopp-and-Go-Situation erkannt, wenn das Bremspedal innerhalb eines Intervalls von 3 Sekunden aktiviert, deaktiviert und erneut aktiviert wird.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine in der Weise zu verbessern, dass die Kundenzufriedenheit erhöht und der Kraftstoffverbrauch weiter gesenkt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
Der Erfindung liegen folgende Erkenntnisse zugrunde:
Die Einführung einer Auto-Start-Stopp-Funktion in Kraftfahrzeugen wird gegenwärtig herstellerübergreifend vorangetrieben und gewinnt auch in Fahrzeugen mit Automatikgetriebe an Bedeutung. Die Entscheidungslogik für die Durchführung automatischer Motorstopps und Motorstarts beeinflusst maßgeblich das Einsparungspotential hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs gegenüber Einbußen bei der Bauteilelebensdauer und dem Fahrkomfort. Derzeit wird in Fahrzeugen mit Automatikgetriebe im Normalfall bei jedem Fahrzeugstillstand und hinreichend sicherem Fahrzeughalt der Verbrennungsmotor automatisch abgestellt, was zu einer hohen Anzahl sehr kurzer Stopps führt.
Da insbesondere in Fahrzeugen mit Automatikgetriebe der Fahrer weniger intuitive Möglichkeiten hat, durch die Fahrzeugbedienung zu kurze automatische Motorstopp-Phasen zu vermeiden, kommt es bei Stop-and-Go-Verkehr oder vergleichbaren Fahrsituationen dazu, dass der Verbrennungsmotor zu viele, zu kurze und damit ineffiziente automatische Stopps und Starts durchführt. Das wird nicht nur vom Fahrer als störend empfunden, sondern belastet die Lebensdauer der Bauteile des Startsystems und kann darüber hinaus möglicherweise zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch führen.
Die Erfindung ist eine Teilfunktion einer derartigen bekannten Motor-Start-Stopp-Betriebsstrategie (z. B. MSA (Motor-Start/Stopp-Automatik) oder ASSF (Auto-Start-Stopp-Funktion) genannt), welche über das automatische Abstellen und Starten des Verbrennungsmotors entscheidet. Sie berücksichtigt auch das aktuelle Verkehrsgeschehen. Die Funktion besteht aus folgenden zwei Komponenten:

1. Erkennen einer Fahrsituation mit kurz auf einander folgenden Halte- und Weiterfahrt-Phasen.
2. Vermeiden eines automatischen Abschaltens der Brennkraftmaschine in einer solchen Fahrsituation.

Bringt der Fahrer innerhalb einer definierten Verkehrssituation (die er zeitlich auch als ein- und dieselbe Situation wahrnimmt) sein Fahrzeug wiederholt in eine Halte-Phase, die unökonomisch kurz ist oder deren Kürze von ihm negativ wahrgenommen wird, so soll vorübergehend kein automatisches Abschalten der Brennkraftmaschine mehr durchgeführt werden (Abschaltverhinderer), bis er die Situation wieder verlassen hat.
Präm issen/Definitionen:
Ausgegangen wird davon, dass ein Fahrzyklus aus einer beliebigen Anzahl von „Stop&Go“-Zyklen besteht, wobei er durch eine Stop-Phase begonnen wird. Jeder „Stop&Go“-Zyklus besteht aus genau einer ersten Phase, in der das Fahrzeug steht („Stop-Phase“ oder Halte-Phase) und genau einer darauffolgenden zweiten Phase in der sich das Fahrzeug bewegt („Go-Phase“ oder Weiterfahrt-Phase).
Im Folgenden wird die Erfindung detaillierter durch ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel näher erläutert:
In die Erkennung einer Stop&Go-Situation fließt eine vorgegebene (z. B. durch Parametrisierung festlegbare) Anzahl von Stop&Go-Zyklen (beispielsweise n=3) ein. Die Anzahl n kann ein fixer Parameter sein, der durch den Entwicklungs-Applikateur für jedes Fahrzeug fest vorgegeben werden kann.
Die Anzahl n kann variabel sein, wobei sie entweder manuell durch den Fahrer eingegeben oder automatisch abhängig von Betriebsparametern geändert werden kann. Eine Stop&Go-Situation wird genau dann erkannt und ein Abschaltverhinderer gesetzt, wenn vorzugsweise gleichzeitig sowohl die Gesamtzeit der letzten n Zyklen unterhalb einer ersten applizierbaren Dauer T1 als auch die zeitliche Summe der Fahrzeug-Stop-Phasen dieser n Zyklen unterhalb einer zweiten applizierbaren Dauer T2 liegen. Auf diese Weise wird insbesondere bei wiederholt kurzen Stop-Phasen ein weiteres automatisches Stoppen des Verbrennungsmotors unterbunden, kurze Go-Phasen führen jedoch nicht zu diesem Resultat.
Umsetzung:
Eine Stop-Phase beginnt, wenn fahrerseitig die Bedingungen für ein automatisches Abschalten der Brennkraftmaschine erfüllt sind und endet mit einer Go-Phase.
Eine Go-Phase beginnt nach einer Stop-Phase, wenn mindestens ein fahrerseitiger Trigger für einen automatischen Motorstart vorliegt. (z. B. Bremselösen (bei Automatikgetrieben), Kupplungtreten bei Handschaltgetrieben, Fahrzeug rollt an, etc.). Systemseitige Trigger (z.B. Klimaanlage an/aus) sollen hier explizit unberücksichtigt bleiben.
Es wird die Dauer jeder Phase gemessen und Stop- sowie Go-Phasenzeiten werden jeweils in einen Ringspeicher geschrieben.
An jedem Beginn der Go-Phase werden die beiden Summenzeiten (n-Zyklen-Gesamtzeit, n-Zyklen-Stoppzeit) berechnet. Während der Go-Phase wird die Dauer der n-Zyklen-Gesamtzeit kontinuierlich aktualisiert.
Die beiden Summenzeiten werden kontinuierlich mit applizierbaren Schwellwerten verglichen. Sobald mindestens eine der beiden Summenzeiten größer als ihr Schwellwert ist, wird der Abschaltverhinderer unwirksam und ein Autostopp ist zulässig, wenn alle übrigen (beispielsweise auch üblichen) Bedingungen erfüllt sind.
Durch die Erfindung wird die Lebensdauer der Startsystem-Bauteile sowie der Batterie erhöht, die Kundenzufriedenheit gesteigert und der Kraftstoffverbrauch einschließlich der damit zusammenhängenden Schadstoffemissionen reduziert.

Claims

Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mittels einer Start-Stopp-Einrichtung, die die Brennkraftmaschine automatisch abschaltet, sobald die dafür vorgegebenen Betriebsbedingungen erfüllt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Abschalten der Brennkraftmaschine verhindert wird, wenn eine vorgegebenen Anzahl von Zyklen bestehend aus einer Halte-Phase und einer daran anschließenden Weiterfahrt-Phase erkannt wird und wenn die zeitliche Summe der Halte-Phasen dieser Zyklen unterhalb einer zweiten applizierbaren Dauer liegen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Abschalten der Brennkraftmaschine verhindert wird, wenn eine vorgegebenen Anzahl von Zyklen bestehend aus einer Halte-Phase und einer daran anschließenden Weiterfahrt-Phase erkannt wird und wenn gleichzeitig sowohl die Gesamtzeit dieser Zyklen unterhalb einer ersten applizierbaren Dauer liegt als auch die zeitliche Summe der Halte-Phasen dieser Zyklen unterhalb einer zweiten applizierbaren Dauer liegt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, gekennzeichnet durch eine Start-Stopp-Einrichtung mit einem elektronischen Steuergerät zur Brennkraftmaschinensteuerung, das zusätzlich mit einem Programmmodul zur Software-gesteuerten Durchführung des Verfahrens ausgestattet ist.