DE102012212038A1 - Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe, mittels einer Start-Stopp-Einrichtung, welche Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine einleitet, wenn das Fahrzeug in den Stillstand abgebremst und vorteilhafterweise für ein vorgegebenes Zeitintervall durch Betätigung des Bremspedals im Stillstand gehalten wurde. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zu einem definierten Zeitpunkt vor dem Einleiten der Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine die Drehzahl der Brennkraftmaschine verändert, insbesondere reduziert wird.

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, z. B. an Verkehrsampeln, selten eigenständig erfolgt.
  • Um Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen zu reduzieren, werden derzeit Verfahren und Systeme entwickelt und zum Teil auch bereits eingesetzt, welche die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs unter bestimmten Voraussetzungen bzw. bei Vorliegen vorgegebener Abschaltbedingungen automatisch abschalten und bei Vorliegen vorgegebener Anschaltbedingungen automatisch wieder anschalten. Derartige Verfahren und Systeme bzw. Start-Stopp-Einrichtungen 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.
  • Zum Beispiel ist aus der EP 0 158 605 B1 eine Vorrichtung bekannt, die abhängig von verschiedenen Bedingungen ein Abstellen bzw. ein erneutes Starten der Brennkraftmaschine bewirkt. Eine Bedingung zum Einleiten eines automatischen Abschaltvorgangs ist beispielsweise, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit für eine bestimmte Zeit unterhalb eines Grenzwertes liegen muss, bevor die Brennkraftmaschine automatisch abgestellt wird.
  • Aus der DE 10 2008 060 350 A1 ist bereits ein Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine eines Automatikfahrzeugs mittels einer Start-Stopp-Einrichtung bekannt, bei dem die Start-Stopp-Einrichtung die Brennkraftmaschine automatisch abschaltet, wenn das Fahrzeug in den Stillstand abgebremst und für ein vorgegebenes Zeitintervall durch Betätigung des Bremspedals im Stillstand gehalten wurde.
  • Bei Fahrzeugen mit Automatikgetrieben, die automatisch abgeschaltet werden, wenn das Fahrzeug im Stillstand gehalten wird, ergibt sich aufgrund der Problematik, dass das Getriebe bzw. die getriebeseitige Turbine eines zwischen dem Motor und dem Getriebe angeordneten Drehmomentwandlers steht und der Motor bzw. die mit dem Motor drehfest verbundene motorseitige Pumpe des Drehmomentwandlers noch läuft, das Problem, dass sich aufgrund der Drehzahldifferenz zwischen Motorausgang (bzw. Pumpenrad des Wandlers) und dem Getriebe (bzw. Turbinenrad des Wandlers) ein Getriebeaufnahmemoment aufbaut, welches beim automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine zu einem Ruck bei Motorauslauf infolge von Längs- und Querschwingungen führen kann, welcher vom Fahrer als unkomfortabel wahrgenommen werden kann.
  • Der Vollständigkeit halber wird nun noch auf die DE 10 2007 009 833 B4 hingewiesen, welche ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Abschaltvorgangs einer Brennkraftmaschine offenbart, bei dem die Abschaltmaßnahmen in vorbereitende Abschaltmaßnahmen und restliche Abschaltmaßnahmen aufgeteilt werden. Die vorbereitenden Abschaltmaßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine werden dabei bereits vor dem Vorliegen aller vorgegebenen Abschaltbedingungen vorgenommen, so dass ein schnelles und komfortableres automatisches Abschalten der Brennkraftmaschine ermöglicht wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist nun, ein Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug anzugeben, welches ein komfortables automatisches Abschalten der Brennkraftmaschine ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe, leitet mittels einer Start-Stopp-Einrichtung Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine ein, wenn (zusätzlich zu den sonstigen vorgegebenen und erfüllten Abschaltbedingungen) das Fahrzeug in den Stillstand abgebremst und vorteilhafterweise für ein vorgegebenes Zeitintervall durch Betätigung des Bremspedals im Stillstand gehalten wurde. Innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls nach Erreichen des Stillstands kann dem Fahrer die Möglichkeit gegeben werden, das automatische Abschalten zu verhindern. Das automatische Abschalten sollte bspw. dann verhindert werden, wenn der Fahrer erkennt, dass eine Weiterfahrt unmittelbar bevorsteht.
  • Grundgedanke der Erfindung ist nun, durch geeignete Maßnahmen sicherzustellen, dass beim Einleiten des automatischen Abschaltvorgangs ein geringes Getriebeaufnahmemoment vorliegt, so dass beim automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine entweder kein, oder nur ein sehr geringer Ruck infolge des schnellen Momentenabbaus erzeugt wird. Darauf basierend zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass zu einem definierten Zeitpunkt vor dem Einleiten der Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine die Drehzahl der Brennkraftmaschine verändert, vorteilhafterweise reduziert wird.
  • Durch die Reduzierung der Drehzahl der Brennkraftmaschine wird auch die Differenzdrehzahl zwischen (drehendem) Motor und (stehendem) Getriebe reduziert, so dass sich wiederum ein reduziertes Getriebeaufnahmemoment einstellt. Somit muss beim automatischen Abschaltvorgang der Brennkraftmaschine nur ein geringeres Getriebeaufnahmemoment abgebaut werden, was wiederum geringere Längs- und/oder Querschwingungen verursacht. Der möglicherweise noch entstehende Ruck wird kleiner, vorteilhafterweise so klein, dass er vom Fahrer nicht mehr als unkomfortabel wahrgenommen wird. Der definierte Zeitpunkt kann fest oder variabel vorgegeben werden.
  • Vorteilhafterweise kann die Drehzahl der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder vom Vorliegen vorgegebener Betriebszustände des Kraftfahrzeugs verändert werden. Unterschreitet die Drehzahl der Brennkraftmaschine bspw. bereits eine untere Drehzahlschwelle, so dass eine weitere Reduzierung zu einer Verschlechterung des Motorlaufs führen würde, wird keine weitere Reduzierung der Motordrehzahl vorgenommen. Ebenso ist es sinnvoll, die Änderung der Drehzahl der Brennkraftmaschine nur bei Vorliegen vorbestimmter Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs vorzunehmen, bei denen sichergestellt ist, so dass sich bei einer Änderung bzw. Reduzierung der Drehzahl der Brennkraftmaschine keine negativen Auswirkungen auf den Betrieb des Kraftfahrzeugs bzw. auf den automatischen Abschaltvorgang ergeben.
  • Vorteilhafterweise kann auch die Höhe der Änderung der Drehzahl, insbesondere die Höhe der Reduzierung der Drehzahl der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder vom Vorliegen vorgegebener Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs vorgenommen werden. Ist bspw. die aktuelle Drehzahl aufgrund vieler aktiver Energieverbraucher des Fahrzeugs sehr hoch, kann eine höhere Reduzierung der Drehzahl der Brennkraftmaschine vorgenommen werden, als wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine ohnehin bereits sehr niedrig ist.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann z. B. der Betrieb einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden, da beim Betrieb der Klimaanlage die Drehzahl der Brennkraftmaschine in der Regel höher ist, als wenn die Klimaanlage nicht in Betrieb, also deaktiviert ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann demnach derart weitergebildet sein, dass bei Betrieb einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs, der eine höhere Drehzahl der Brennkraftmaschine erfordert, zu dem definierten Zeitpunkt vor dem Einleiten der Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf einen vorgegebenen Wert reduziert wird, insbesondere auf einen Wert, der bei ansonsten gleichen Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs bei deaktivierter Klimaanlage eingestellt wird.
  • Neben der Änderung der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu einem definierten Zeitpunkt vor dem Einleiten der Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine können auch weitere Vorbereitungsmaßnahmen eingeleitet werden, insbesondere solche, die sich ebenfalls in positiver Weise auf den Komfort beim automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine im Stillstand des mit einem Automatikgetriebe oder automatisierten Getriebes ausgestatteten Kraftfahrzeugs auswirken.
  • So kann vorteilhafterweise das Verfahren derart weitergebildet sein, dass zu einem definierten zweiten Zeitpunkt vor dem Einleiten der Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine, wobei der definierte zweite Zeitpunkt mit dem definierten (ersten) Zeitpunkt identisch sein kann, eine Kupplung des Automatikgetriebes verändert angesteuert wird, insbesondere derart, dass der Kupplungsdruck reduziert wird. Dadurch stellt sich eine Schlupf in der Kupplung ein, durch den das Getriebeaufnahmemoment reduziert werden kann.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Fig. zeigt ein vereinfachtes Ablaufdiagramm für das erfindungsgemäße Verfahren am Beispiel eines Kraftfahrzeugs mit Automatikgetriebe.
  • Das Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine ist in einer Start-Stopp-Einrichtung oder in einem Steuergerät integriert. In einem ersten Schritt 100 werden alle Vorbedingungen (Betriebsbedingungen und Zusatzbedingungen), die für ein automatisches Abschalten der Brennkraftmaschine notwendig sind, abgefragt. Hierbei handelt es sich bspw. um die Fahrzeuggeschwindigkeit, die in etwa Null (Stillstand des Fahrzeugs) sein muss, die Drehzahl, die unter einem vorgegebenen Grenzwert liegen muss und das Bremspedal, das betätigt werden muss. Nur wenn alle Vorbedingungen erfüllt sind, wird das Verfahren weiter durchgeführt. Andernfalls wird es abgebrochen und das Verfahren beginnt von vorne.
  • Sind alle Vorbedingungen erfüllt, wird in einem zweiten Schritt 110 eine LED als Anzeigeelement eingeschalten. Damit wird dem Kraftfahrzeugfahrer mitgeteilt, dass die Brennkraftmaschine nach einer vorgegebenen Zeit ausgeschalten wird, wenn er dies nicht verhindert. Gleichzeitig wird im Schritt 110 ein Timer gestartet, der die Zeit t überwacht.
  • Anschließend wird in einem nächsten Schritt 120 die vergangene Zeit t im Vergleich zu einem vorgegebenen ersten Zeitintervall Tmax1 bzw. einem definierten Zeitpunkt Tmax1 überwacht. Das Zeitintervall bzw. der definierte (End-)Zeitpunkt Tmax1 des Zeitintervalls ist dabei derart gewählt, dass er anzeigt, dass mit Ablauf dieses ersten Zeitintervalls Tmax1 der Zeitpunkt zum Einleiten der Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine unmittelbar bevorsteht. Zwischen dem Ablauf dieser ersten Zeitintervalls Tmax1 und dem Beginn des automatischen Abschaltvorgangs der Brennkraftmaschine liegen bspw. 600 ms. Der Zeitpunkt Tmax1 kennzeichnet somit einen definierten (erster) Zeitpunkt vor dem Einleiten der Maßnahmen zum automatischen Abschaltvorgang der Brennkraftmaschine.
  • Solange die verstrichene Zeit t innerhalb des vorgegebenen ersten Zeitintervalls Tmax1 liegt, wird in einem nächsten Schritt 140 kontinuierlich überwacht, ob eine Abbruchbedingung vorliegt. Eine Abbruchbedingung kann bspw. dann Vorliegen, wenn der Fahrer aufgrund eines Losfahrwunsches das Bremspedal löst. Wenn keine Abbruchbedingung detektiert wird, wird zum Schritt 120 zurückgesprungen und die Zeitüberwachung weiterhin durchgeführt.
  • Wird im Schritt 140 aber das Vorliegen einer Abbruchbedingung bspw. aufgrund eines Lösens des Bremspedals detektiert, ist dies das Signal, dass in einem nächsten Schritt 150 das automatische Abschalten der Brennkraftmaschine verhindert wird und die Brennkraftmaschine in Betrieb bleibt. Erst wenn in einem letzten Schritt 160 Gas gegeben wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit wieder größer als in etwa Null ist, beginnt das Verfahren von Neuem.
  • Wenn nun im Schritt 120 jedoch festgestellt wird, dass die vergangene Zeit t zumindest nicht kleiner als das vorgegebene Zeitintervall Tmax1 ist, sendet die Start-Stopp-Einrichtung ein Signal mit dem Hinweis aus, dass der automatische Abschaltvorgang unmittelbar bevorsteht. Daraufhin wird im Schritt 130 zu dem definierten Zeitpunkt Tmax1 vor dem Einleiten der Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine die Drehzahl der Brennkraftmaschine nMot derart verändert, dass die aktuelle Drehzahl n_a um einen vorgegebenen Differenz-Drehzahlwert dn abgesenkt wird. Weiter wird die Kupplung K des Automatikgetriebes aktiv geöffnet, so dass sich ein Schlupf einstellt.
  • Nach diesen vorbereitenden Maßnahmen wird zum Schritt 135 übergegangen und abgewartet, bis ein vorgegebenes zweites Zeitintervall Tmax2, welches das Einleiten der Abschaltmaßnahmen der Brennkraftmaschine zur Folge hat, abgelaufen ist. Ist dieser Zeitpunkt Tmax2 bzw. das Ende dieses zweiten Zeitintervalls Tmax2 erreicht, werden im nächsten Schritt 170 die Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine eingeleitet und die Brennkraftmaschine abgeschaltet.
  • Durch dieses Verfahren kann somit auf einfache und kostengünstige Weise sichergestellt werden, dass insbesondere bei Fahrzeugen, die mit einem Automatikgetriebe ausgestattet sind, ein komfortabler, im Idealfall ruckfreier automatischer Abschaltvorgang erreicht wird.
  • 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 10023331 A1 [0002]
    • EP 0158605 B1 [0004]
    • DE 102008060350 A1 [0005]
    • DE 102007009833 B4 [0007]

Claims (7)

  1. Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe, mittels einer Start-Stopp-Einrichtung, welche Maßnahmen (170) zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine einleitet, wenn das Fahrzeug in den Stillstand abgebremst und vorteilhafterweise für ein vorgegebenes Zeitintervall (Tmax2) durch Betätigung des Bremspedals im Stillstand gehalten wurde, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem definierten Zeitpunkt (Tmax1) vordem Einleiten der Maßnahmen (170) zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine die Drehzahl (nMot) der Brennkraftmaschine verändert wird (130).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl (nMot) der Brennkraftmaschine reduziert wird (130).
  3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl (nMot) der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl (n_a) und/oder vom Vorliegen vorgegebener Betriebszustände des Kraftfahrzeugs verändert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Änderung der Drehzahl (nMot), insbesondere die Reduzierung der Drehzahl (nMot) in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl (n_a) und/oder vom Vorliegen vorgegebener Betriebszustände des Kraftfahrzeugs vorgenommen wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betrieb einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs, der eine höhere Drehzahl der Brennkraftmaschine erfordert, zu dem definierten Zeitpunkt (Tmax1) vor dem Einleiten der Maßnahmen (170) zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine die Drehzahl (nMot) der Brennkraftmaschine auf einen vorgegebenen Wert reduziert wird, insbesondere auf einen Wert, der bei deaktivierter Klimaanlage eingestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem definierten zweiten Zeitpunkt (Tmax1) vor dem Einleiten der Maßnahmen (170) zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine weitere Vorbereitungsmaßnahmen eingeleitet werden (130).
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem definierten zweiten Zeitpunkt (Tmax1) vor dem Einleiten der Maßnahmen (170) zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine eine Kupplung (K) des Automatikgetriebes verändert angesteuert wird, insbesondere derart, dass der Kupplungsdruck reduziert wird (130).
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