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Diese Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Motors eines Kraftfahrzeugs mit einem Start-Stopp-System.
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Es ist wohlbekannt, ein Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung auszustatten, die häufig als Stopp-Start-System bezeichnet wird, um den Motor automatisch zu stoppen und zu starten, wenn eine Reihe von vorab festgelegten Zuständen vorhanden sind.
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Solche Stopp-Start-Systeme verringern den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen, indem sie den Motor stoppen, wenn er sonst unnötigerweise im Leerlauf wäre.
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Üblicherweise weisen auch eine Reihe von anderen Bauteilen oder Systemen, wie beispielsweise ohne Einschränkung ein Klimakontrollsystem, ein Kombi-Instrument, ein Bremssystem und ein Stromversorgungssystem einen modifizierten Betrieb auf, um ein entsprechendes Verhalten während einer Reihe von Motorbetriebszuständen bereitzustellen.
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Beispielsweise bedeutet der Verlust des Motorleerlaufs, wenn der Motor automatisch gestoppt wurde, dass für typische vom Motor angetriebene Nebenaggregate, z.B. Drehstromgenerator, Vakuumpumpe, Wasserpumpe und Klimakompressor, kein Strom zur Verfügung steht. Dieser Mangel an Strom führt häufig zu verringerter Leistung der relevanten Systeme und dieser Leistungsverlust kann für einen Fahrzeuginsassen wahrnehmbar sein.
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Der bemerkenswerteste Verlust ist der im Zusammenhang mit dem Klimakontrollsystem. Zur Aufrechterhaltung des Komforts im Fahrzeuginnenraum im Winter muss eine Wärmeenergiequelle von dem Motor zur Kabinenheizmatrix übertragen werden, und zur Aufrechterhaltung des Komforts im Fahrzeuginnenraum im Sommer muss dem Verdampfer oder Wärmetauscher im Fahrzeuginnenraum ein kaltes Kühlmittel zugeführt werden.
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Da bei gestopptem Motor normalerweise beides unmöglich ist, läuft das Klimakontrollsystem häufig automatisch, um die Zeit zu maximieren, während der ein akzeptabler Komfort im Fahrzeuginnenraum aufrechterhalten werden kann, indem es abschwächende Aktionen durchführt, wie beispielsweise die Veränderung der Stellung der Luftklappen und die Verringerung der Gebläsegeschwindigkeit. Letztendlich kann das Klimasystem fordern, dass der Motor automatisch wieder gestartet wird, um den Komfort im Fahrzeuginnenraum über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten, oder es kann fordern, dass weitere Motorabschaltungen verhindert werden, bis eine Reihe von Parametern in dem Klimasystem erfüllt sind. Solche Parameter können im Winter sein sicherzustellen, dass das Motorkühlmittel ausreichend warm ist, um Wärme in den Fahrzeuginnenraum zu führen, und im Sommer sicherzustellen, dass der Verdampfer ausreichend kalt ist, um die Bildung von feuchten oder moderigen Gerüchen im Fahrzeuginnenraum zu verhindern.
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Zur Maximierung der Stoppfunktion unter Minimierung der Auswirkung auf den Komfort in dem Fahrzeuginnenraum müssen die Konstrukteure daher einen unvermeidlichen Kompromiss treffen, und dieser Kompromiss ist wahrscheinlich für viele Fahrzeuginsassen suboptimal, was zu Unzufriedenheit mit der Fahrzeugleistung führt.
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Es ist ferner bekannt, ein Kraftfahrzeug mit Stopp-Start-System mit einem vom Fahrer wählbaren Schalter, der zur Deaktivierung des Stopp-Start-Systems verwendet werden kann, bereitzustellen.
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Obwohl es ein solcher Schalter einem Fahrer ermöglicht, das automatische Stopp-Start-Verhalten des Kraftfahrzeugs manuell zu deaktivieren, führt dies aber zu einer inakzeptablen Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs und der Motoremissionen.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung eines Motors eines Kraftfahrzeugs mit Stopp-Start-System bereitzustellen, das es einem Benutzer des Kraftfahrzeugs ermöglicht, das Stopp-Start-Verhalten des Kraftfahrzeugs zu verändern, um es besser an die gegenwärtigen Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs anzupassen.
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Motors eines Kraftfahrzeugs mit Stopp-Start-System bereitgestellt, wobei der Motor zumindest erste und zweite Stopp-Start-Betriebsmodi aufweist, in denen der Motor jeweils gestoppt wird, wenn jeweilige Stoppbedingungen erfüllt sind, und in denen der Motor jeweils gestartet wird, wenn jeweilige Startbedingungen erfüllt sind, und eine Benutzereingabeeinrichtung zum Auswählen des zu verwendenden Stopp-Start-Betriebsmodus, worin das Verfahren die Bereitstellung eines ersten Satzes von Motor-Stoppbedingungen zur Verwendung, wenn der erste Stopp-Start-Betriebsmodus gewählt wird, umfasst, der restriktiver ist als ein zweiter Satz von Motor-Stoppbedingungen zur Verwendung, wenn der zweite Stopp-Start-Betriebsmodus gewählt wird, und ferner umfassend einen ersten Satz von Motorstartbedingungen zur Verwendung, wenn der erste Stopp-Start-Betriebsmodus gewählt wird, der weniger restriktiv ist als ein zweiter Satz von Motor-Startbedingungen zur Verwendung, wenn der zweite Stopp-Start-Betriebsmodus gewählt wird.
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Dies hat den Vorteil, dass mehr Gelegenheiten zum Stoppen des Motors bestehen, wenn der zweite Satz von Stopp-Bedingungen verwendet wird, im Vergleich zu dem ersten Satz von Stopp-Bedingungen, und dass mehr Gelegenheiten zum Starten des Motors bestehen, wenn der erste Satz von Start-Bedingungen verwendet wird im Vergleich zu dem zweiten Satz von Start-Bedingungen.
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Es kann mindestens einen weiteren Motor-Stopp-Start-Betriebsmodus und einen entsprechenden Satz von Stopp-Bedingungen geben und die weiteren Stopp-Bedingungen können weniger restriktiv als der erste Satz von Stopp-Bedingungen und restriktiver als der zweite Satz von Stopp-Bedingungen sein.
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Es kann mindestens einen weiteren Motor-Stopp-Start-Betriebsmodus und einen entsprechenden Satz von Start-Bedingungen geben und die Start-Bedingungen können restriktiver als der erste Satz von Start-Bedingungen und weniger restriktiv als der zweite Satz von Start-Bedingungen sein.
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Der erste Satz von Stopp- und Startbedingungen kann die Gelegenheiten zum Starten des Motors maximieren und die Gelegenheiten zum Stoppen des Motors minimieren, um die Steuerung des Motors mehr auf den Komfort des Fahrers auszurichten.
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Der zweite Satz von Stopp- und Startbedingungen kann die Gelegenheiten zum Stoppen des Motors maximieren und die Gelegenheiten zum Starten des Motors minimieren, um die Steuerung des Motors auf wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch auszurichten.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein System zur Steuerung des Betriebs eines Motors eines Kraftfahrzeugs mit Stopp-Start-System bereitgestellt, wobei der Motor zumindest erste und zweite Stopp-Start-Betriebsmodi aufweist, in denen der Motor jeweils gestoppt wird, wenn jeweilige Stoppbedingungen erfüllt sind, und in denen der Motor jeweils gestartet wird, wenn jeweilige Startbedingungen erfüllt sind, wobei das System eine Stopp-Start-Steuereinheit zum Empfang von Informationen bezüglich des Betriebszustands des Kraftfahrzeugs, Informationen bezüglich des Betriebs von einer oder mehreren Fahrzeugsteuerungen durch einen Bediener des Kraftfahrzeugs und Informationen von einer Mensch-Maschine-Schnittstelle, von der ein Motor-Stopp-Start-Betriebsmodus zur Verwendung gewählt wird, worin die Stopp-Start-Steuerung bedient werden kann, um einen ersten Satz von Motor-Stopp-Bedingungen zu verwenden, wenn der erste Motor-Stopp-Start-Betriebsmodus gewählt wird, und um einen zweiten Satz von Motor-Stopp-Bedingungen zu verwenden, wenn der zweite Motor-Stopp-Start-Betriebsmodus gewählt wird, wobei der erste Satz von Stopp-Bedingungen restriktiver als der zweite Satz von Stopp-Bedingungen ist, und bedient werden kann, um einen ersten Satz von Motor-Start-Bedingungen zu verwenden, wenn der erste Motor-Stopp-Start-Betriebsmodus gewählt wird, und um einen zweiten Satz von Motor-Start-Bedingungen zu verwenden, wenn der zweite Motor-Stopp-Start-Betriebsmodus gewählt wird, wobei der erste Satz von Start-Bedingungen weniger restriktiv als der zweite Satz von Startbedingungen ist.
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Dies hat den Vorteil, dass mehr Gelegenheiten zum Stoppen des Motors bestehen, wenn der zweite Satz von Stopp-Bedingungen verwendet wird, im Vergleich zu dem ersten Satz von Stopp-Bedingungen, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauchs erhöht wird, und dass mehr Gelegenheiten zum Starten des Motors bestehen, wenn der erste Satz von Start-Bedingungen verwendet wird im Vergleich zu dem zweiten Satz von Start-Bedingungen, wodurch der Komfort für den Fahrer erhöht wird.
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Es kann mindestens einen weiteren Motor-Stopp-Start-Betriebsmodus und einen entsprechenden Satz von Stopp-Bedingungen geben und die weiteren Stopp-Bedingungen können weniger restriktiv als der erste Satz von Stopp-Bedingungen und restriktiver als der zweite Satz von Stopp-Bedingungen sein.
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Es kann mindestens einen weiteren Motor-Stopp-Start-Betriebsmodus und einen entsprechenden Satz von Start-Bedingungen geben und die weiteren Start-Bedingungen können restriktiver als der erste Satz von Start-Bedingungen und weniger restriktiv als der zweite Satz von Start-Bedingungen sein.
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Der erste Satz von Stopp- und Startbedingungen kann die Gelegenheiten zum Starten des Motors maximieren und die Gelegenheiten zum Stoppen des Motors minimieren, um die Steuerung des Motors auf Fahrerkomfort auszurichten.
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Der zweite Satz von Stopp- und Startbedingungen kann die Gelegenheiten zum Stoppen des Motors maximieren und die Gelegenheiten zum Starten des Motors minimieren, um die Steuerung des Motors auf wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch auszurichten.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug nach einem dritten Aspekt der Erfindung mit einem Stopp-Start-System nach einem zweiten Aspekt der Erfindung;
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2a und 2b eine Tabelle mit verschiedenen Motor-Stopp-Bedingungen, die in einem Verfahren und einem Stopp-Start-System nach den ersten und zweiten Aspekten der Erfindung verwendet werden; und
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3 ein detailliertes Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens nach einem ersten Aspekt der Erfindung.
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Mit besonderem Bezug auf 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 gezeigt, das in diesem Fall vier Laufräder 5 aufweist.
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Ein Motor 10 treibt zumindest zwei der Laufräder 5 über einen (nicht gezeigten) Antriebsstrang an.
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Der Betrieb des Motors 10 wird durch ein Stopp-Start-System gesteuert, das eine Stopp-Start-Steuereinheit 20, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 21, eine Reihe von Fahrzeugbetriebseingaben 22 und eine Reihe von Fahrereingaben 24 umfasst.
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Die Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 21 kann die Form eines Schalters mit mehreren Betriebsstellungen aufweisen oder ein berührungsempfindlicher Bildschirm sein, in dem ein Benutzer Befehle/Optionen eingeben kann und über den in einigen Fällen Meldungen an den Benutzer ausgegeben werden können.
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Die Fahrzeugbetriebseingaben 22 können einen oder mehrere der folgenden Parameter beispielhaft und ohne Einschränkung aufweisen: gegenwärtige Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1, Temperatur des Motorkühlmittels, Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors, Umgebungstemperatur, Temperatur im Fahrzeuginnenraum, Temperatur des Verdampfers der Klimaregelung, und Anzahl der Fahrzeuginsassen.
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Die Fahrereingaben 24 hängen davon ab, ob das Kraftfahrzeug 1 ein Automatik- oder Handschaltgetriebe aufweist, aber sie können zwei oder mehr der folgenden Parameter beispielhaft und ohne Einschränkung aufweisen: Stellung des Gaspedals, Stellung des Kupplungspedals, Stellung des Bremspedals, Belastung des Bremspedals, Getriebeeingriffszustand (eingegriffen/neutral) und Zustand der Feststellbremse (Handbremse).
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Wie es im Stand der Technik wohlbekannt ist, werden die Fahrzeugbetriebseingaben 22 und die Fahrereingaben 24 von der Stopp-Start-Steuereinheit 20 in Kombination verwendet, um festzustellen, wann es möglich/sicher ist, den Motor 10 zu stoppen bzw. zu starten, und derzeit werden viele mögliche Strategien verwendet. Dazu zählen ohne Einschränkung Stoppen bei eingelegtem Gang, Stoppen im Leerlauf und freies Rollen (der Motor wird gestoppt, während sich das Fahrzeug bewegt).
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Im Fall des in 1 gezeigten Stopp-Start-Systems wird die HMI 21 zur Variierung des Betriebs des Stopp-Start-Systems verwendet und weist zumindest drei Anweisungsausgaben oder Optionen auf.
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Wenn die HMI 21 in Form eines Schalters vorliegt, entsprechen diese Ausgaben einer ersten Schalterstellung, in der die für die Entscheidung, ob der Motor 10 gestoppt und gestartet werden soll, verwendeten Stopp-Start-Bedingungen optimiert sind, um einem Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 den bestmöglichen Komfort zu bieten, einer zweiten Schalterstellung, in der die für die Entscheidung, ob der Motor 10 gestoppt und gestartet werden soll, verwendeten Stopp-Start-Bedingungen optimiert sind, um die bestmögliche Wirtschaftlichkeit zu bieten, und einer dritten Schalterstellung, in welcher der Stopp-Start-Betrieb des Motors deaktiviert ist.
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Eine ähnliche Anordnung kann bereitgestellt werden, wenn die HMI 21 ein berührungsempfindlicher Bildschirm ist, wobei der Benutzer drei Optionen hat, die den oben besprochenen ersten, zweiten und dritten Stellungen entsprechen. Im Fall einer HMI 21 in Form eines berührungsempfindlichen Bildschirms können aber viel mehr Optionen bereitgestellt werden, so dass ein Benutzer, beispielsweise ein Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 den Betrieb des Stopp-Start-Systems an seine jeweiligen Präferenzen anpassen kann. Beispielsweise kann die Wirtschaftlichkeit optimiert werden, während ein von dem Benutzer wählbares Niveau der Klimaregelung oder der Lenkassistenz beibehalten wird, so dass die Stopp-Start-Bedingungen irgendwo zwischen den optimierten Bedingungen für Komfort und Wirtschaftlichkeit liegen.
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Obwohl im Fall der Verwendung eines Schalters mehr als drei Schalterstellungen bereitgestellt werden können, versteht es sich, dass die Bandbreite der einem Benutzer zur Verfügungen stehenden Optionen viel größer sein kann, wenn eine HMI 21 mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm verwendet wird.
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Im Betrieb wertet die Stopp-Start-Steuereinheit 20 des Stopp-Start-Systems die von Fahrzeug und vom Fahrer erhaltenen Informationen 22 und 24 aus und vergleicht sie mit den Sätzen von Bedingungen, die für die aktuellen über die HMI 21 eingegebenen Forderungen/Optionen erfüllt werden müssen, um den Motor 10 zu stoppen oder zu starten.
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Wenn der Fahrer beispielsweise wählt, dass der Motor kontinuierlich laufen soll, müssen keine Stopp-Start-Bedingungen eingestellt werden, weil der Motor 10 unabhängig von den verschiedenen Fahrzeug- und Fahrereingaben 22 und 24, die die Stopp-Start-Steuereinheit 20 erhalten hat, kontinuierlich läuft, während sich das Kraftfahrzeug 1 in einem Zustand mit eingestecktem Schlüssel befindet.
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Wenn der Fahrer die Maximierung des Komforts wählt, werden die Stopp-Start-Bedingungen analog eingestellt, um sicherzustellen, dass beispielsweise die Temperatur im Fahrzeuginnenraum durch das Stoppen des Motors 10 nicht beeinträchtigt wird, auch wenn dies zu einer verringerten Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Kraftfahrzeugs 1 führt. Dies führt normalerweise dazu, dass die Gelegenheiten zum Stoppen des Motors 10 im Vergleich zu einem herkömmlichen Stopp-Start-System verringert sind.
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Wenn der Fahrer die Maximierung der Wirtschaftlichkeit wählt, werden die Stopp-Start-Bedingungen eingestellt, um sicherzustellen, dass der Motor 10 möglichst zu jeder Gelegenheit gestoppt wird, auch wenn dies den Komfort des Fahrers verringert. Diese Einstellung kann beispielsweise von einem Fahrer verwendet werden, wenn die Umgebungstemperatur nicht zu heiß oder zu kalt ist, weil es in einer solchen Situation nicht wesentlich ist, dass der Fahrzeuginnenraum geheizt oder gekühlt wird. Bei niedriger Umgebungsfeuchte kann ein Fahrer auch die Wirtschaftlichkeitseinstellung wählen, weil sogar eine relativ hohe Temperatur im Fahrzeuginnenraum besser ertragen werden kann, wenn die Feuchtigkeit gering ist. Die Verwendung der Wirtschaftlichkeitseinstellung führt normalerweise dazu, dass im Vergleich zu einem herkömmlichen Stopp-Start-System mehr Gelegenheiten zum Stoppen des Motors 10 bestehen.
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Deshalb werden ein erster Satz von Motor-Stopp-Bedingungen zur Verwendung, wenn der erste oder Komfort-Stopp-Start-Betriebsmodus gewählt wird, und ein zweiter Satz von Motor-Stopp-Bedingungen zur Verwendung, wenn der zweite Stopp-Start-Betriebsmodus gewählt wird, bereitgestellt. Es versteht sich, dass der erste Satz von Bedingungen die Gelegenheiten zum Stoppen des Motors im Vergleich zu dem zweiten Satz von Bedingungen reduziert.
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Beispiele von verschiedenen Steuerungsoptionen für diese Komfort- und Wirtschaftlichkeits-Stopp-Einstellungen sind in der Tabelle in 2a und 2b gezeigt und werden hiernach noch ausführlicher beschrieben.
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Obwohl die Erfindung sich auf ein Kraftfahrzeug mit Stopp-Start-System in Form eines „Mikro-Hybridfahrzeugs“, das nur einen Verbrennungsmotor als Antriebsquelle aufweist, bezieht, ist es für den Fachmann verständlich, dass sie auch vorteilhaft auf ein Kraftfahrzeug mit Stopp-Start-System in Form eines „leichten oder vollständigen Hybridfahrzeugs“ mit einem Verbrennungsmotor und einem oder mehreren Elektromotoren als Antriebsquellen angewendet werden kann.
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Im Fall eines „leichten oder vollständigen Hybridfahrzeugs“ wird der automatische Stopp- und Startvorgang nicht nur durch die Handlungen des Fahrers sondern auch ohne Eingreifen des Fahrers gesteuert, um die Wirtschaftlichkeit vollständig zu maximieren und den Kraftstoffverbrauch zu senken, indem der Elektromotor oder die Motoren zum Antreiben des Kraftfahrzeugs verwendet wird bzw. werden, wenn die Betriebsbedingungen dies zulassen. In einem solchen Fall kann die HMI 21 von einem Benutzer oder Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 zur Anpassung der Umstände, unter denen die elektrische Energie verwendet wird, durch Reduzierung der Gelegenheiten zur Verwendung von elektrischer Energie bei Wahl der Komforteinstellung und zur Erhöhung der Gelegenheiten zur Verwendung von elektrischer Energie bei Wahl des Wirtschaftlichkeitsmodus verwendet werden. Es versteht sich jedoch, dass solche Veränderungen begrenzt werden durch die physikalische Fähigkeit des elektrischen Antriebs zur Bereitstellung von Energie, die elektrische Speicherkapazität des elektrischen Systems des Kraftfahrzeugs und die Anforderung zur Verwendung von elektrischer Energie zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen.
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Bezugnehmend auf 3 ist nun ein detailliertes Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung eines Motors eines Kraftfahrzeugs mit Stopp-Start-System, wie etwa der Motor 10 aus 1, gezeigt.
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Das gezeigte Verfahren beginnt in Kasten 110, wo der Motor 10 läuft, aber es versteht sich, dass diesem Schritt die Schritte des „Einschaltens“ und ein manueller Start des Motors 10 vorangehen.
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Von Kasten 110 geht das Verfahren zu Kasten 115, wo geprüft wird, ob der Fahrer mit Hilfe der HMI 21 die Deaktivierung des Stopp-Start-Systems gewählt hat, so dass der Motor 10 kontinuierlich läuft, während ein Zustand mit „eingestecktem Schlüssel“ besteht. Es versteht sich, dass in manchen Fällen, beispielsweise wenn der Motor 10 kalt ist, der Stopp-Start-Betrieb nicht möglich ist, so dass Kasten 115 auch überprüfen könnte, ob ein Stopp-Start-Betrieb möglich ist.
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Wenn der Motor kontinuierlich laufen soll, kehrt das Verfahren zu Kasten 110 zurück und der Motor läuft weiter. Wenn der Motor aber nicht kontinuierlich laufen soll, fährt das Verfahren mit Kasten 120 fort, wo geprüft wird, ob der Wirtschaftlichkeitsmodus gewählt wurde und wenn dies der Fall ist, fährt das Verfahren mit Kasten 130 fort und wenn es nicht der Fall ist, fährt das Verfahren mit Kasten 125 fort. Es versteht sich, dass eine alternative Logik zur Erzielung desselben Effekts verwendet werden kann.
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Beispielsweise und ohne Einschränkung könnte das Verfahren von Kasten 110 zu Kasten 125 übergehen und dann prüfen, ob der Komfortmodus aktiv ist, und wenn dies nicht der Fall ist, könnte es zu Kasten 120 übergehen, aber ansonsten zu Kasten 135 übergehen. Alternativ könnte ein einzelner Test zum Ersatz der Kästen 115, 120 und 125 verwendet werden, wie beispielsweise „Hat der Fahrer ‚kontinuierlich‘, 'Wirtschaftlichkeit' oder ‚Komfort‘ gewählt“. „Wenn ‚kontinuierlich‘, weiter mit 110, wenn ‚Wirtschaftlichkeit‘, weiter mit 130, und wenn ‚Komfort‘, weiter mit 135".
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Unter der Annahme, dass der Wirtschaftlichkeitsmodus aktiv ist, fährt das Verfahren dann von Kasten 120 mit Kasten 130 fort und prüft, ob für Wirtschaftlichkeit optimierte Stopp-Bedingungen vorliegen. Das heißt, wenn der Wirtschaftlichkeitsmodus gewählt wurde, wird eine vorgegebene Anzahl von auf Wirtschaftlichkeit gerichteten Stopp-Bedingungen eingestellt, um festzustellen, ob der Motor 10 gestoppt werden soll.
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Wenn nach Prüfung in Kasten 130 keine Wirtschaftlichkeits-Stopp-Bedingungen vorliegen, kehrt das Verfahren zu Kasten 110 zurück, wobei der Motor 10 weiter läuft.
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Wenn nach Prüfung in Kasten 130 aber Wirtschaftlichkeits-Stopp-Bedingungen vorliegen, fährt das Verfahren mit Kasten 140 fort und die notwendigen Aktionen zum Stoppen des Motors 10 werden durchgeführt. Das Verfahren fährt dann mit Kasten 150 fort, wo der Motor 10 in einem gestoppten Zustand still steht.
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Dann wird in Kasten 160 geprüft, ob Start-Bedingungen vorliegen und vorzugsweise, ob im Hinblick auf Wirtschaftlichkeit optimierte Start-Bedingungen vorliegen. Das heißt, wenn der Wirtschaftlichkeitsmodus gewählt wurde, wird eine vorgegebene Anzahl von auf Wirtschaftlichkeit gerichteten Start-Bedingungen eingestellt, um festzustellen, ob der Motor 10 gestartet werden soll.
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Wenn nach Prüfung in Kasten 160 keine Wirtschaftlichkeits-Start-Bedingungen vorliegen, kehrt das Verfahren zu Kasten 150 zurück, wobei der Motor 10 noch gestoppt ist. Wenn nach Prüfung in Kasten 160 aber Wirtschaftlichkeits-Start-Bedingungen vorliegen, fährt das Verfahren mit Kasten 170 fort und die notwendigen Aktionen zum Starten des Motors 10 werden durchgeführt. Das Verfahren kehrt dann zu Kasten 110 zurück, wobei der Motor 10 läuft.
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Nun zurückkehrend zu Kasten 125, wo festgestellt wurde, dass der Komfort-Modus gewählt wurde, geht das Verfahren von Kasten 125 zu Kasten 135 über. Eine weitere (nicht gezeigte) Option könnte bereitgestellt werden, um Systemfehler zu berücksichtigen, indem der Kasten 125 prüft, ob der Komfort-Modus gewählt wurde, und wenn er nicht gewählt wurde, das Verfahren wieder zu Kasten 110 zurückkehrt und wenn er gewählt wurde, das Verfahren mit Kasten 135 fortfährt, wie in 3 zu sehen ist.
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Unter der Annahme, dass der Komfort-Modus aktiv ist, wird dann in Kasten 135 geprüft, ob im Hinblick auf Komfort optimierte Stopp-Bedingungen vorliegen. Das heißt, wenn der Komfort-Modus gewählt wurde, wird eine vorgegebene Anzahl von auf Komfort gerichteten Stopp-Bedingungen eingestellt, um festzustellen, ob der Motor 10 gestoppt werden soll.
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Wenn nach Prüfung in Kasten 135 keine Komfort-Stopp-Bedingungen vorliegen, kehrt das Verfahren zu Kasten 110 zurück, wobei der Motor 10 weiter läuft. Wenn nach Prüfung in Kasten 135 aber Komfort-Stopp-Bedingungen vorliegen, fährt das Verfahren mit Kasten 145 fort und die notwendigen Aktionen zum Stoppen des Motors 10 werden durchgeführt. Das Verfahren fährt dann mit Kasten 155 fort, wo der Motor 10 in einem gestoppten Zustand still steht.
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Dann wird in Kasten 165 geprüft, ob Start-Bedingungen und vorzugsweise ob im Hinblick auf Komfort optimierte Start-Bedingungen vorliegen. Das heißt, wenn der Komfort-Modus gewählt wurde, wird eine vorgegebene Anzahl von auf Komfort gerichteten Stopp-Bedingungen eingestellt, um festzustellen, ob der Motor 10 gestartet werden soll.
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Wenn nach Prüfung in Kasten 165 keine Komfort-Start-Bedingungen vorliegen, kehrt das Verfahren zu Kasten 155 zurück, wobei der Motor 10 noch gestoppt ist. Wenn nach Prüfung in Kasten 165 aber Komfort-Start-Bedingungen vorliegen, fährt das Verfahren mit Kasten 175 fort und die notwendigen Aktionen zum Starten des Motors 10 werden durchgeführt. Das Verfahren kehrt dann zu Kasten 110 zurück, wobei der Motor 10 läuft.
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Es versteht sich, dass verschiedene Merkmale des Verfahrens in 3 weggelassen wurden. Wenn beispielsweise zu irgendeinem Zeitpunkt ein Fahrzeugzustand „ohne Schlüssel“ eintritt, endet das Verfahren. Wenn darüber hinaus der Fahrer die Wahl des benötigten Betriebs zu irgendeinem Zeitpunkt ändert, wird der Betrieb der Motoren sofort geändert, um die geänderte Wahl des Fahrers widerzuspiegeln.
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2a und 2b zeigen eine Tabelle mit Beispielen einiger möglicher Stopp-Bedingungen (die in Kasten 130 und 135 in 3 geprüft wurden) für den Wirtschaftlichkeits- und Komfort-Modus. 2a und 2b zeigen auch entsprechende Start-Bedingungen (wie in Kasten 160 und 165 in 3 geprüft).
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Nun bezugnehmend auf 2a und 2b werden die Unterschiede in den Stopp-Bedingungen zwischen der Komfort-Einstellung und der Wirtschaftlichkeitseinstellung ausführlicher gezeigt.
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In Spalte „A“ wird das betroffene Teilsystem oder die Handlung gezeigt und in den Spalten „B“ und „C“ werden unterschiedliche Stopp- und Start-Bedingungen gezeigt.
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Die in Spalte „B“ gezeigten Bedingungen sind verschiedene Beispiele eines ersten Satzes von Stopp- und Start-Bedingungen, die verwendet werden, wenn der Fahrer Komfort gewählt hat. Das heißt die Steuerung des Motors 10 wird auf den Komfort des Fahrers und nicht auf Wirtschaftlichkeit ausgerichtet, wenn der Fahrer diese Einstellung gewählt hat. Diese Bedingungen schränken das Stoppen des Motors 10 ein und ermutigen den Start des Motors 10.
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Die in Spalte „C“ gezeigten Bedingungen sind verschiedene Beispiele eines zweiten Satzes von Stopp- und Start-Bedingungen, die verwendet werden, wenn der Fahrer Wirtschaftlichkeit gewählt hat. Das heißt die Steuerung des Motors 10 wird auf Wirtschaftlichkeit und nicht auf den Komfort des Fahrers ausgerichtet, wenn der Fahrer diese Einstellung gewählt hat. Diese Bedingungen ermutigen das Stoppen des Motors 10 und schränken den Start des Motors 10 ein.
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Deshalb ist der erste Satz von Stopp-Bedingungen restriktiver als der zweite Satz von Stopp-Bedingungen und der zweite Satz von Start-Bedingungen ist restriktiver als der erste Satz von Start-Bedingungen.
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In dem in 2a gezeigten ersten Beispiel ist das betroffene System das Klimakontrollsystem und in Spalte „B“, die die Komfort-Bedingungen zeigt, wird der Motor 10 nur gestoppt, wenn eng definierte Klimakomfortkriterien, wie beispielsweise Temperatur im Fahrzeuginnenraum, Temperatur des Verdampfers oder Feuchtigkeit erfüllt sind. Der Motor 10 wird gestartet, wenn eng definierte Klimakomfort-Kriterien, wie beispielsweise die oben aufgeführten, nicht erfüllt sind. In Spalte „C“ bedeuten entsprechende Wirtschaftlichkeitsmodusbedingungen, dass der Motor 10 unabhängig von den Fahrzeuginnenraum-Komfortbedingungen gestoppt wird und dass der Motor 10 nur gestartet wird, wenn der Fahrer wegfahren will, wobei Fahrzeuginnenraum-Komfortbedingungen ignoriert werden.
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In dem zweiten in 2a aufgeführten Beispiel betrifft das System Fahrerkontrollen und in Spalte „B“, die die Komfort-Bedingungen zeigt, wird der Motor 10 nur gestoppt, wenn sich das Getriebe im Leerlauf befindet und das Kupplungspedal vollständig losgelassen wurde. Das heißt, der Motor wird im Leerlauf gestoppt (Stop in Neutral – SIN). Der Motor 10 wird gestartet, wenn die Kupplung gedrückt wird. Das heißt, der Motor wird im Leerlauf gestartet (Start in Neutral – SIN). In Spalte „C“ gestatten die entsprechenden Wirtschaftlichkeitsmodusbedingungen das Stoppen des Motors bei eingelegtem Gang (Stop in Gear – SIG) sowie das Stoppen des Motors im Leerlauf und das Starten des Motors bei eingelegtem Gang und im Leerlauf.
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In dem dritten in Tabelle 2a gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem betroffenen System um die Bestimmung des Zustands eines Kupplungspedals. Die Stellung des Kupplungspedals wird normalerweise im Fall eines Kraftfahrzeugs mit Handschaltgetriebe als Hauptfaktor für die Entscheidung, ob der Motor gestoppt werden soll, verwendet. Um dies zu erreichen, wird normalerweise die Stellung des Kupplungspedals mit einem Kupplungspedalsensor oder einem oder mehreren Schaltern, die mit dem Kupplungspedal zusammenhängen, ermittelt, und der Eingriffszustand einer Antriebskupplung zwischen dem Motor 10 und einem (nicht gezeigten) Getriebe des Kraftfahrzeugs 1 wird auf Grundlage der erfassten Kupplungspedalstellung abgeleitet. In einem solchen System werden häufig drei Bereiche von Kupplungspedalbewegungen definiert – freigegeben, gedrückt und gehalten.
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Im freigegebenen Bereich wird davon ausgegangen, dass das Kupplungspedal nicht berührt wird, im gedrückten Bereich wurde das Kupplungspedal über den freigegebenen Bereich hinaus bewegt, und im gehaltenen Zustand wurde das Kupplungspedal über den gedrückten Zustand hinaus bewegt. In Prozent ausgedrückt kann sich ein freigegebener Bereich in der Größenordnung von 0% bis 30% des Wegs in der Halterichtung befinden, der gedrückte Bereich kann sich in der Größenordnung von 8% bis 80% des Wegs in Halterichtung befinden, und der gehaltene Bereich kann sich in der Größenordnung von 65 bis 100% des Wegs in Halterichtung befinden.
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In Spalte „B“ lauten die Komfort-Bedingungen „Motor nur stoppen, wenn das Kupplungspedal vollständig freigegeben wurde“. Diese Bedingung weist darauf hin, dass der Fahrer längere Zeit stoppen will und deshalb der Komfort des Fahrers maximiert werden soll, d.h. dass kurze Stopps verhindert werden, indem nachgewiesen wird, dass der Fahrer seinen Fuß auf dem Kupplungspedal hält, und dass der Motor 10 wieder gestartet wird, wenn das Kupplungspedal leicht gedrückt wird.
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In Spalte „C“ sind die Wirtschaftlichkeitsbedingungen „Stoppen des Motors zulassen, auch wenn das Kupplungspedal noch teilweise gedrückt ist", auch wenn diese Bedingung darauf hinweist, dass der Fahrer nicht längere Zeit stoppen will. Eine solche Bedingung maximiert die Stopp-Gelegenheiten und Kraftstoff kann eingespart werden, und der Motor 10 wird wieder gestartet, wenn das Kupplungspedal teilweise gedrückt wird.
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In dem vierten in 2a gezeigten Beispiel ist das betroffene System eine Bestimmung des Bremspedalzustands bei Anwendungen mit Automatikgetriebe. Die Stellung des Bremspedals oder die aufgebrachte Last wird normalerweise im Fall eines Kraftfahrzeugs mit Automatikgetriebe als Hauptfaktor für die Entscheidung, ob der Motor gestoppt werden soll, verwendet. Im Fall der Bremspedalstellung kann dies mit einem Sensor erfasst werden, der mit dem Bremspedal in Zusammenhang steht, und im Fall der auf das Bremspedal aufgebrachten Last kann dies über einen Lastsensor auf dem Bremspedal oder durch Messung des Drucks der Hydraulikflüssigkeit in einem zugehörigen Bremssystem ermittelt werden.
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In Spalte „B“ lautet die Stopp-Bedingung für den Fahrerkomfort „Motor nur stoppen, wenn das Bremspedal hart gedrückt wird“. Diese Bedingung wäre in der Praxis ein Test, wie beispielsweise „Ist die aufgebrachte Last größer als ein hoher Schwellenwert“. Das Aufbringen einer hohen Last deutet an, dass der Fahrer für längere Zeit stoppen will. Da der Komfort des Fahrers durch häufige kurze Motorstopps und -starts wahrscheinlich beeinträchtigt wird, werden Stopps nur zugelassen, wenn das Bremspedal hart gedrückt wird. Die Start-Bedingung für den Fahrerkomfort besagt, dass der Motor 10 gestartet wird, wenn das Bremspedal in eine Freigaberichtung bewegt wird.
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In Spalte „C“ lautet die Stopp-Wirtschaftlichkeitsbedingung „Stopp zulassen, auch wenn das Bremspedal nur leicht gedrückt wird“. Diese Bedingung wäre in der Praxis ein Test, wie beispielsweise „Ist die aufgebrachte Last größer als ein niedrigerer Schwellenwert, aber kleiner als ein höherer Schwellenwert“. Das Aufbringen einer geringen Last bedeutet, dass der Fahrer wahrscheinlich nicht längere Zeit stoppen will, aber eine solche Stopp-Bedingung maximiert die Gelegenheiten zum Stoppen des Motors. Die entsprechende Start-Bedingung besagt, dass der Motor 10 nur gestartet wird, wenn das Bremspedal vollständig freigegeben wurde, so dass die Motorabschaltzeit maximiert wird.
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In 2a und 2b sind zahlreiche weitere Stopp- und Start-Bedingungen für den Komfort- und Wirtschaftlichkeitsmodus aufgeführt, aber nicht ausführlicher beschrieben. Es versteht sich, dass diese entweder allein oder in Kombination mit einer oder mehreren der anderen Stopp- und Start-Bedingungen verwendet werden könnten. Das heißt, eine Anzahl dieser Stopp- und Start-Bedingungen könnte in Kasten 130, 135 und 160, 165 in 3 verwendet werden, je nach Komplexität des Kraftfahrzeugs und der vorhandenen Teilsysteme.
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Es versteht sich auch, dass die in 3 gezeigten Verfahrensschritte von der Stopp-Start-Steuereinheit 20 für die Entscheidung, wann der Motor 10 gestoppt und gestartet werden soll, verwendet werden könnten.
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Zusammenfassend bietet die Erfindung daher einem Fahrer eines Kraftfahrzeugs die Gelegenheit, einen Kompromiss zwischen widersprüchlichen Attributen von „Komfort“ und „Wirtschaftlichkeit“ über diejenigen, die durch Verwendung einer herkömmlichen Stopp/Start-Deaktivierungstaste hinaus geboten werden, direkt zu beeinflussen, ohne dass der Fahrer jedes Teilsystem ausdrücklich berücksichtigen muss.
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Beispielsweise kann ein Fahrer die absolute Maximierung des wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs wünschen und dabei eine stärkere Abnahme des Komforts im Fahrzeuginnenraum akzeptieren. Ein anderer Fahrer akzeptiert vielleicht den Betrieb des Stopp/Start-Systems, aber nur, wenn die Ergebnisse nicht zu einer wahrnehmbaren Verschlechterung des Klimakomforts führen.
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Zur Erzielung dieser Funktionalität weist das Stopp-Start-System des Kraftfahrzeugs eine Fahrerkontrolle auf, die es dem Fahrer gestattet, eine allgemeine Attributpräferenz anzugeben. Dies kann in Form eines Schalters mit mehreren Stellungen in der Armaturentafel oder in Form von Menüoptionen in einer Mensch-Maschine-Schnittstelle, beispielsweise als Gruppenanzeige auf einem Bildschirm vorliegen. Der Fahrer kann in einigen Ausführungsformen aus einer Reihe von möglichen Attribut-Gewichtungen wählen, beispielsweise "maximale Wirtschaftlichkeit", "ausgeglichen" (möglicherweise wie im gegenwärtigen Stopp-Start-Betrieb) und „maximaler Komfort").
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Die Begriffe „Komfort“ und „Benutzerkomfort“ wie hierin verwendet umfassen nicht nur die klimatischen Bedingungen in einem Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs, sondern weisen auch auf minimale Systembeeinflussung und leichte Anwendung hin. Die Erweiterung der bereitgestellten Assistenz auf ein Lenksystem wäre beispielsweise eine Erhöhung des „Benutzerkomforts“, weil der Fahrer weniger körperliche Anstrengung erbringen muss, und die Verringerung der Häufigkeit von kurzen Stopps ist ebenfalls als Komfort anzusehen, weil diese kurzen Stopps für einige Fahrer ärgerlich sein können. Der Begriff „Wirtschaftlichkeitsmodus“ oder „Öko-Modus“ bedeutet einen Betriebsmodus, in dem der Wirtschaftlichkeit des Kraftfahrzeugs gegenüber dem Komfort Präferenz eingeräumt wird, so dass mehr Gelegenheiten zum Stoppen des Motors bestehen und die Bedingungen zum Neustarten des Motors strenger sind, so dass die Motorabschaltung möglichst lange dauert, ohne den Fahrzeugbetrieb zu beeinträchtigen. Deshalb könnte der Komfortbetriebsmodus als minimaler Stopp-/maximaler Komfortbetriebsmodus betrachtet werden und der Öko- oder Wirtschaftlichkeitsbetriebsmodus könnte als maximaler Stopp-/maximaler Kraftstoffwirtschaftlichkeitsbetriebsmodus betrachtet werden.
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Für den Fachmann auf dem Gebiet ist es offensichtlich, dass obwohl die Erfindung beispielhaft mit Bezug auf eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben wurde, sie nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist und dass alternative Ausführungsformen konstruiert werden könnten, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den anhängenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.
