DE102014226004A1 - Method for stopping an internal combustion engine of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stoppen eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, das eine Start/Stopp-Funktion aufweist. Diese umfasst ein Prädizieren eines Zeitpunkts, zu dem das Kraftfahrzeug stillsteht, ein Erkennen einer von der Start/Stopp-Funktion erzeugten Anforderung zum Stoppen des Verbrennungsmotors, und ein Abschalten des Verbrennungsmotors zu einem Zeitpunkt, der so gewählt wird, dass das Stoppen des Verbrennungsmotors bei dem prädizierten Zeitpunkt des Stillstands des Kraftfahrzeugs erfolgt.The invention relates to a method for stopping an internal combustion engine of a motor vehicle having a start / stop function. This includes predicting a time when the vehicle is at rest, detecting a request to stop the engine generated by the start / stop function, and shutting down the engine at a timing selected to stop the engine the predicted time of the stoppage of the motor vehicle takes place.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stoppen eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, das eine Start/Stopp-Funktion aufweist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, das eine Start/Stopp-Funktion aufweist, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu stoppen.The present invention relates to a method for stopping an internal combustion engine of a motor vehicle having a start / stop function. Furthermore, the present invention relates to a computer program which is set up to carry out each step of the method according to the invention and to a machine-readable storage medium on which the computer program according to the invention is stored. Moreover, the invention relates to an electronic control unit which is adapted to stop an internal combustion engine of a motor vehicle, which has a start / stop function, by means of the method according to the invention.
Stand der TechnikState of the art
Zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs, der Schadstoffemissionen und des Geräuschpegels im Kraftfahrzeugverkehr gewinnen Start/Stopp-Einrichtungen, bei denen der Verbrennungsmotor eines stillstehenden Kraftfahrzeugs automatisch abgeschaltet wird und beim Erkennen eines Anfahrwunsches automatisch wieder gestartet wird, zunehmend an Bedeutung. Hierbei ist ein komfortabler Motorauslauf von großer Bedeutung. Bei der Start/Stopp-Technologie der ersten Generation werden die Kraftstoffeinspritzungen im Verbrennungsmotor erst im Stillstand des Kraftfahrzeugs ausgeschaltet. Hierdurch treten Geräusche und Vibrationen (Noise, Vibration, Harshness – NVH) sowohl beim Erreichen einer Kraftfahrzeuggeschwindigkeit von 0 km/h als auch beim anschließenden Stopp des Verbrennungsmotors auf.In order to reduce fuel consumption, pollutant emissions and the noise level in motor vehicle traffic win start / stop facilities in which the internal combustion engine of a stationary motor vehicle is automatically switched off and is automatically restarted when detecting a start request, increasingly important. Here a comfortable engine outlet is of great importance. In the first generation start / stop technology, the fuel injections in the internal combustion engine are switched off only when the motor vehicle is at a standstill. As a result, noises and vibrations (noise, vibration, harshness - NVH) occur both when reaching a motor vehicle speed of 0 km / h and during the subsequent stop of the internal combustion engine.
Bei der zweiten Generation der Start/Stopp-Technologie wird ein Motorstopp bereits bei einer Kraftfahrzeuggeschwindigkeit von mehr als 0 km/h erlaubt. Dies kann beispielsweise beim Ausrollen an einer Ampel erfolgen. Auch bei der Start/Stopp-Technologie der zweiten Generation treten Geräusche und Vibrationen zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten auf. Im Unterschied zur Start/Stopp-Technologie der ersten Generation treten zwar die Geräusche und Vibrationen des Motorstopps vor den Geräuschen und Vibrationen des Fahrzeugstopps auf, dies wird für die Kraftfahrzeuginsassen jedoch als genauso unangenehm empfunden.In the second generation of start / stop technology, an engine stop is already allowed at a vehicle speed of more than 0 km / h. This can be done, for example, when rolling out at a traffic light. Even with the second generation start / stop technology, noises and vibrations occur at two different times. Unlike the first-generation start / stop technology, while the noise and vibration of the engine stop occur in front of the noises and vibrations of the vehicle stop, this is perceived as equally unpleasant for the vehicle occupants.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Stoppen eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, das eine Start/Stopp-Funktion aufweist, erfolgt ein Prädizieren eines Zeitpunkts, zu dem das Kraftfahrzeug stillsteht. Weiterhin erfolgt ein Erkennen einer von der Start/Stopp-Funktion erzeugten Anforderung zum Stoppen des Verbrennungsmotors. Anders als bei herkömmlichen Start/Stopp-Funktionen der zweiten Generation wird der Verbrennungsmotor jedoch nicht sofort mit Erkennen der Stoppanforderung abgeschaltet. Stattdessen erfolgt ein Abschalten des Verbrennungsmotors erst zu einem Zeitpunkt, der so gewählt wird, dass das Stoppen des Verbrennungsmotors bei dem prädizierten Zeitpunkt des Stillstands des Kraftfahrzeugs erfolgt. Das Abschalten des Verbrennungsmotors kann bei einem mit Benzin oder Dieselkraftstoff betriebenen Verbrennungsmotor durch Beenden aller Kraftstoffeinspritzungen in den Verbrennungsmotor erfolgen. Unter Kraftstoffeinspritzungen in den Verbrennungsmotor werden erfindungsgemäß sowohl solche Einspritzungen verstanden, die unmittelbar im Zylinder des Verbrennungsmotors erfolgen (Direkteinspritzung) als auch solche, bei denen der Kraftstoff in ein Saugrohr des Verbrennungsmotors eingespritzt wird (Saugrohreinspritzung). Bei einem mit Gas betriebenen Verbrennungsmotor kann das Abschalten erfolgen, indem die Zufuhr von Gas in die Zylinder des Verbrennungsmotors beendet wird. Ein Verbrennungsmotor wird erfindungsgemäß allerdings noch nicht als abgeschaltet verstanden, wenn zwar kein Kraftstoff bzw. Gas mehr in seine Zylinder eingebracht wird, er jedoch von einem Elektromotor geschleppt wird (beispielsweise in einem Mildhybrid-Kraftfahrzeug). In diesem Fall liegt erfindungsgemäß erst dann ein Abschalten vor, wenn auch der Schleppbetrieb beendet wird. Unter „Stoppen des Verbrennungsmotors“ wird erfindungsgemäß der Zeitpunkt verstanden, in dem für den Motorstopp charakteristische Geräusche und Vibrationen („Schütteln“) vom Motor emittiert werden. Dieser Zeitpunkt kann durch den Durchgang von Resonanzbändern eines Zweimassenschwunggrads (ZMS) des Kraftfahrzeugs, durch den Durchgang von Resonanzbändern des Verbrennungsmotors oder durch ein Rückpendeln des Motorblocks aus seiner Motorlage geringfügig vor oder nach dem Stillstand des Verbrennungsmotors liegen. Wenn der Verbrennungsmotor synchron mit dem Kraftfahrzeug zum Stillstand kommt, führt dies zu einem Komfortgewinn für die Fahrzeuginsassen. Anders als in herkömmlichen Start/Stopp-Verfahren sowohl der ersten Generation als auch der zweiten Generation werden diese im erfindungsgemäßen Verfahren bei jedem Stoppen des Kraftfahrzeugs nur einmal und nicht zweimal Geräuschen und Vibrationen ausgesetzt.In the method according to the invention for stopping an internal combustion engine of a motor vehicle, which has a start / stop function, there is a prediction of a time at which the motor vehicle is stationary. Furthermore, detection of a request generated by the start / stop function for stopping the internal combustion engine takes place. However, unlike conventional second generation start / stop functions, the engine is not shut down immediately upon detection of the stop request. Instead, a shutdown of the internal combustion engine takes place only at a time which is chosen so that the stopping of the internal combustion engine takes place at the predicted time of the stoppage of the motor vehicle. The shutdown of the engine can be done in an operated with gasoline or diesel fuel combustion engine by stopping all fuel injections into the engine. Under fuel injections in the internal combustion engine according to the invention, both those injections understood that take place directly in the cylinder of the internal combustion engine (direct injection) as well as those in which the fuel is injected into a suction pipe of the internal combustion engine (intake manifold injection). In a gas-powered internal combustion engine, the shutdown can be done by the supply of gas is terminated in the cylinders of the internal combustion engine. However, an internal combustion engine according to the invention is not yet understood to be switched off when no more fuel or gas is introduced into its cylinder, but it is towed by an electric motor (for example in a mild hybrid motor vehicle). In this case, a shutdown according to the invention is only then when the towing operation is terminated. "Stopping the internal combustion engine" according to the invention is understood to be the point in time when noise and vibrations ("shaking") characteristic of the engine stop are emitted by the engine. This point in time may be due to the passage of resonant bands of a two-mass flywheel (DMF) of the motor vehicle, through the passage of resonant bands of the internal combustion engine or by a return of the engine block from its engine position slightly before or after the engine stops. If the internal combustion engine comes to a standstill synchronously with the motor vehicle, this leads to a gain in comfort for the vehicle occupants. Unlike conventional start / stop methods of both the first generation and the second generation, in the method according to the invention they are exposed to noises and vibrations only once and not twice each time the motor vehicle is stopped.
Es ist bevorzugt, dass mit einem ersten Prädiktionsalgorithmus kontinuierlich der Zeitpunkt des Stillstands des Kraftfahrzeugs vorausgesagt wird. Gleichzeitig wird mit einem zweiten Prädiktionsalgorithmus kontinuierlich der Zeitpunkt vorausgesagt, zu dem der Verbrennungsmotor stoppen würde, wenn in dem Zeitpunkt, zu dem die Voraussage erfolgt, die Kraftstoffeinspritzungen in den Verbrennungsmotor beendet würden. Die Kraftstoffeinspritzungen in den Verbrennungsmotor werden dann beendet, sobald der mittels des ersten Prädiktionsalgorithmus und der mittels des zweiten Prädiktionsalgorithmus bestimmte Zeitpunkt übereinstimmen. Dies ermöglicht bei einer genauen Prädiktion sowohl des Zeitpunkts des Stillstands des Kraftfahrzeugs als auch des Zeitpunkts des Stillstands des Verbrennungsmotors, d.h. des Zeitpunkts, zu dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf null sinkt, die Geräusche und Vibrationen aufgrund des Kraftfahrzeugstopps und aufgrund des Stopps des Verbrennungsmotors so genau zu synchronisieren, dass sie von den Fahrzeuginsassen nicht mehr unterschieden werden können.It is preferred that the time of the stoppage of the motor vehicle is predicted continuously with a first prediction algorithm. At the same time, a second prediction algorithm continuously predicts the time at which the engine would stop if fuel injections into the internal combustion engine were stopped at the time the prediction occurs. The fuel injections into the internal combustion engine are then terminated as soon as the first prediction algorithm and the time determined by the second prediction algorithm. This allows for accurate prediction of both the time of the stoppage of the motor vehicle and the time of the engine stall, ie the time at which the engine speed falls to zero, the noise and vibration due to the vehicle stop and due to the stop of the engine so to synchronize exactly that they can no longer be distinguished by the vehicle occupants.
Um eine genaue Vorhersage des Zeitpunkts des Stillstands des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen, ist es bevorzugt, dass in dem ersten Prädiktionsalgorithmus eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, ein Bremsmoment des Kraftfahrzeugs und Bremsverzögerungen des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden. In dem Prädiktionsalgorithmus kann dann berücksichtigt werden, dass die aktuelle Geschwindigkeit mittels des Bremsmoments auf eine Geschwindigkeit von 0 km/h gesenkt werden muss. Unter den Bremsverzögerungen werden erfindungsgemäß alle in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs wirkenden positiven und negativen Beschleunigungen verstanden, die sich nicht unmittelbar aus dem Bremsmoment ergeben. Eine Bremsverzögerung kann beispielsweise auf einer Steigung oder einem Gefälle der Fahrbahn beruhen und mittels eines Neigungssensors im Kraftfahrzeug und der gesamten Massen des Kraftfahrzeugs, die durch einen Algorithmus bestimmt werden kann, ermittelt werden.In order to allow an accurate prediction of the time of arrest of the motor vehicle, it is preferred that in the first prediction algorithm, a speed of the motor vehicle, a braking torque of the motor vehicle and braking decelerations of the motor vehicle are taken into account. In the prediction algorithm can then be considered that the current speed must be reduced by the braking torque to a speed of 0 km / h. According to the invention, the braking decelerations are understood as meaning all positive and negative accelerations acting in the direction of travel of the motor vehicle which do not arise directly from the braking torque. A braking deceleration can for example be based on a slope or a gradient of the road and can be determined by means of an inclination sensor in the motor vehicle and the entire masses of the motor vehicle, which can be determined by an algorithm.
In dem zweiten Prädiktionsalgorithmus werden vorzugsweise eine Drehzahl des Verbrennungsmotors und Motorverzögerungen des Verbrennungsmotors berücksichtigt, um eine genaue Vorhersage des Zeitpunkts zu ermöglichen, zu dem der Verbrennungsmotor stoppen würde. Der Prädiktionsalgorithmus berücksichtigt dabei, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf null verringert werden muss, um diesen zu stoppen. Dies geschieht nach dem Abschalten des Verbrennungsmotors durch die Motorverzögerungen. Diese ergeben sich hauptsächlich aus internen Reibungseffekten des Verbrennungsmotors und können bauteilspezifisch in einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs hinterlegt sein.Preferably, in the second prediction algorithm, a speed of the engine and engine delays of the engine are taken into account to allow an accurate prediction of the time at which the engine would stop. The prediction algorithm takes into account that the speed of the internal combustion engine must be reduced to zero in order to stop it. This happens after switching off the internal combustion engine by the engine delays. These result mainly from internal friction effects of the internal combustion engine and can be stored component-specifically in a control unit of the motor vehicle.
Das erfindungsgemäße Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft. Es ermöglicht es, das erfindungsgemäße Verfahren auf einem herkömmlichen Steuergerät zu implementieren und auf diese Weise beispielsweise ein Kraftfahrzeug mit einem Start/Stopp-Verfahren der ersten Generation oder der zweiten Generation mit dem erfindungsgemäßen Start/Stopp-Verfahren nachzurüsten, ohne an dem Steuergerät bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist das erfindungsgemäße Computerprogramm auf dem erfindungsgemäßen maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert.The computer program according to the invention is set up to carry out each step of the method according to the invention, in particular if it runs on a computing device or a control device. It makes it possible to implement the inventive method on a conventional control unit and in this way, for example, a motor vehicle with a start-stop method of the first generation or the second generation with the inventive start / stop method retrofit without structural changes to the controller to have to make. For this purpose, the computer program according to the invention is stored on the machine-readable storage medium according to the invention.
Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät, wird das erfindungsgemäße elektronische Steuergerät erhalten. Dieses ist eingerichtet, um einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, das eine Start/Stopp-Funktion aufweist, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu stoppen.By applying the computer program according to the invention to a conventional electronic control unit, the electronic control unit according to the invention is obtained. This is set up to stop an internal combustion engine of a motor vehicle, which has a start / stop function, by means of the method according to the invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention
Ein in
In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens laufen im Steuergerät
In
Claims (7)
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