WO2009130098A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern einer brennkraftmaschine mit stopp-start-automatik - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum steuern einer brennkraftmaschine mit stopp-start-automatik Download PDF

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WO2009130098A1
WO2009130098A1 PCT/EP2009/053323 EP2009053323W WO2009130098A1 WO 2009130098 A1 WO2009130098 A1 WO 2009130098A1 EP 2009053323 W EP2009053323 W EP 2009053323W WO 2009130098 A1 WO2009130098 A1 WO 2009130098A1
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WO
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internal combustion
combustion engine
stop
size
engine
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Application number
PCT/EP2009/053323
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Eser
Balaji Jayaraman
Andreas LÄUFER
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/068—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for warming-up
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0818—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • F02N11/0829—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode related to special engine control, e.g. giving priority to engine warming-up or learning
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for controlling an internal combustion engine with a stop-start system, by means of which the internal combustion engine can be switched off and started independently of a motor vehicle driver.
  • the shutdown of the internal combustion engine by the stop-start automatic is subject to restrictions.
  • the shutdown of the internal combustion engine can be prevented if safety aspects (for example, the maintenance of a sufficient brake pressure) or too low a battery voltage requires further operation of the internal combustion engine.
  • safety aspects for example, the maintenance of a sufficient brake pressure
  • too low a battery voltage requires further operation of the internal combustion engine.
  • it is known to stop the shutdown of the internal combustion engine by the stop-start automatic until reaching a certain operating temperature. so as not to slow down the warm-up process.
  • the output signal of the coolant temperature sensor is used as a proviso for the temperature of the internal combustion engine.
  • the actual temperature of the internal combustion engine is represented insufficiently accurately by the coolant temperature in certain configurations and / or operating conditions.
  • the internal combustion engine may have a heater, which heats the coolant to significantly higher temperatures, such as the actual engine block.
  • this method assumes the presence of a fully functional coolant temperature sensor, so that this procedure can not be applied in the absence or failure of the coolant temperature sensor or malfunction may occur.
  • the method according to claim 1 is suitable for controlling an internal combustion engine for a motor vehicle with a stop-start system, which shuts down and starts the engine independently of the motor vehicle driver. According to the method, a start of the internal combustion engine is detected and a variable is determined, which is a measure of the of the
  • Internal combustion engine represents work done since the start.
  • the shutdown of the internal combustion engine by the automatic stop-start system is carried out as a function of the determined size.
  • the invention is based on the idea that the work done by the internal combustion engine and thus the heat input caused by the engine combustion into the engine Block is decisive for the temperature of the internal combustion engine. Between the size, which is representative of the work done by the internal combustion engine since its last start and the temperature of the internal combustion engine, there is therefore a direct connection. By determining this size, therefore, a conclusion can be drawn on the temperature of the internal combustion engine. According to the invention, the shutdown of the internal combustion engine is now carried out by the stop-start system as a function of this variable. Switching off the internal combustion engine by the automatic stop-start system can therefore be prevented or prevented as a function of this size.
  • the method according to the invention functions independently of a coolant temperature sensor and is therefore also suitable for configurations which either have no coolant temperature sensor or this sensor is defective. Since the size represents the work performed by the internal combustion engine and thus indirectly the heat input into the engine block, an estimate of the actual temperature of the internal combustion engine or the engine block in dependence of this size with higher accuracy is possible. Malfunctions, as they occur, for example, in a defective coolant temperature sensor can be avoided.
  • the size is the amount of fuel, which has been attributed to the internal combustion engine since the last start.
  • the size is the amount of fresh air, which the
  • the torque produced by the internal combustion engine is determined, wherein the size is the time integral of the torque produced by the internal combustion engine since the start.
  • the shutdown of the internal combustion engine by the stop-start automatic only takes place when the size exceeds a predetermined threshold lenwert. Otherwise, a shutdown of the internal combustion engine is stopped by the automatic stop-start system.
  • the threshold value is determined as a function of the temperature of a coolant of the internal combustion engine before starting, of the stop time of the internal combustion engine before starting or of the ambient temperature of the motor vehicle before starting.
  • the embodiments of the method according to the claims 5 to 8 ensures that a shutdown of the internal combustion engine by the stop-start automatic only takes place when the size (which is representative of the done by the internal combustion engine since the start of work and thus for the heat input into the internal combustion engine due to the engine combustion) has exceeded a certain predetermined threshold.
  • the automatic stop-start system only becomes active when the internal combustion engine has reached a desired operating temperature, thereby ensuring that the internal combustion engine warms up as quickly as possible.
  • the efficiency and the emission behavior of the internal combustion engine can be improved, in particular after a cold start.
  • the heat input to the engine block required to reach the desired operating temperature varies depending on the temperature of the engine at the time of starting.
  • This temperature can be easily determined by the temperature of the coolant, the stop time of the internal combustion engine, as well as by the environment. be estimated temperature of the motor vehicle before take-off. Since the threshold value is determined as a function of these variables, higher accuracy and greater flexibility result in the determination of this threshold value. Thereby, the time period after the start, during which the shutdown of the internal combustion engine is stopped by the stop-start system, be kept as short as possible depending on the existing environmental conditions.
  • a control device is suitable for an internal combustion engine of a motor vehicle with a stop-start system, which switches off and starts the engine independently of a motor vehicle driver.
  • the control device is designed such that it can carry out the method according to claim 1.
  • corresponding control functions are implemented by software in the control device.
  • Figure 1 is a schematic representation of an internal combustion engine
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a control method in FIG
  • the internal combustion engine 1 comprises at least one cylinder 2 and a piston 3 which can be moved up and down in the cylinder 2.
  • the internal combustion engine 1 further comprises an intake tract in which a suction port 4 downstream of the intake port 4 is aspirated Fresh air, an air mass sensor 5, a throttle valve 6, and a suction pipe 7 are arranged.
  • the intake opens into a limited by the cylinder 2 and the piston 3 combustion chamber 30. The necessary for combustion fresh air is introduced via the intake into the combustion chamber 30, wherein the
  • Fresh air supply is controlled by opening and closing an intake valve 8.
  • the internal combustion engine 1 shown here is an internal combustion engine 1 with direct fuel injection, in which the fuel required for the combustion is injected directly into the combustion chamber 30 via an injection valve 9.
  • the combustion exhaust gases are discharged via an exhaust valve 11 in an exhaust gas tract of the internal combustion engine 1 and cleaned by means of a arranged in the exhaust gas catalytic converter 12.
  • a lambda probe 16 is also arranged.
  • the internal combustion engine 1 further has a speed sensor 15 for detecting the rotational speed of the crankshaft 13, a Coolant temperature sensor 14, an ambient temperature sensor 31 and an electric starter device 32 for starting the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine 1 has a fuel supply system which has a fuel tank 17 and a fuel pump 18 arranged therein.
  • the fuel is supplied by means of the fuel pump 18 via a supply line 19 to a pressure accumulator 20.
  • This is a common pressure accumulator 20, from which the injection valves 9 for a plurality of cylinders 2 are supplied with pressurized fuel.
  • a fuel filter 21 and a high-pressure pump 22 are further arranged.
  • the high-pressure pump 22 serves to prevent the fuel pump 18 from being pressed by the fuel pump 18 at a relatively low pressure (approx bar) conveyed fuel to the pressure accumulator 20 at high pressure (typically up to 150 bar).
  • the internal combustion engine 1 is assigned a control device 26, which is connected via signal and data lines with all actuators and sensors of the internal combustion engine 1.
  • code-based engine control functions KF1 to KF5 are implemented by software.
  • a so-called automatic stop-start system 33 is implemented in the control device, which switches off and starts the internal combustion engine 1 independently of a motor vehicle driver (not shown). Based on the measured values of the sensors and the characteristic-based engine control functions, control signals are sent to the actuators of the internal combustion engine 1 and of the fuel supply system.
  • the controller 26 is provided with data and signal lines including the fuel pump 18, the air mass sensor 5, the throttle valve 6, the spark plug 10, the injector 9, the coolant temperature sensor 14, the speed sensor 15, the lambda sensor 16, the ambient temperature sensor 31, and the Starter device 32 coupled.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a control method for the internal combustion engine 1 described in FIG. 1 in the form of a flowchart. The procedure is with
  • Step 200 is started, for example when the internal combustion engine 1 is put into operation for the first time.
  • Step 200 is started, for example when the internal combustion engine 1 is put into operation for the first time.
  • the method is explained starting from a start of the internal combustion engine 1 in step 201.
  • the start of the internal combustion engine can be done by the motor vehicle driver or by the automatic stop-start.
  • step 202 the stop time is determined, which from the last shutdown to the start of the internal combustion engine. 1 in step 201 has passed. This can be done, for example, by means of a timer implemented in the control device 26. Furthermore, in step 202, the coolant temperature and the ambient temperature of the internal combustion engine 1 are determined. The determination of these variables (shut-off time, coolant temperature, ambient temperature) is advantageously carried out immediately after the detection of a request signal for the start of the internal combustion engine 1.
  • a quantity is determined which is representative of the work that has been performed by the internal combustion engine 1 since the last start (step 201). This variable is determined continuously from the start of the internal combustion engine 1.
  • the size may be, for example, the amount of fresh air which has been supplied to the internal combustion engine since the last start. The amount of fresh air is detected by the air quantity sensor 5 and summed up by a corresponding computing function in the control device 26. Alternatively, the size may be the amount
  • Acting fuel which is the internal combustion engine 1 is metered since the last start (step 201).
  • the metered amount of fuel can be determined, for example, by means of an arithmetic function implemented in the control device 26 as a function of the fuel pressure in the pressure accumulator 20 and the opening times of the injection valves 9.
  • the quantity may be the time integral of the torque produced by the internal combustion engine 1 since the last start (step 201).
  • the torque produced can either by means of a torque sensor
  • the size represents a measure of the work done by the internal combustion engine since the last start, it is also representative of the heat of combustion released thereby, which leads to a heating of the engine block or the combustion chamber. Motor 1 leads. Thus, the size indirectly allows a conclusion about the temperature of the internal combustion engine 1.
  • a threshold is further determined, which will be needed later in the process.
  • the threshold value can advantageously be determined as a function of the determined shut-off time and / or the coolant temperature and / or of the ambient temperature of the internal combustion engine 1 at the time of starting the internal combustion engine 1. The meaning of the threshold will become clear in the further course of the description of the embodiment.
  • the size is determined continuously or at regular intervals until the next shutdown of the internal combustion engine.
  • step 204 it is checked whether there is a request to shut down the internal combustion engine 1 by the stop-start automatic 33. If this is not the case, the query is repeated.
  • step 205 If the result of the query is positive, it is checked in step 205 whether the determined variable exceeds the predefined threshold value. If this is not the case, deactivation of the internal combustion engine 1 by the stop-start automatic system 3 is inhibited and the method returns to step 204.
  • step 206 in which the shutdown of the internal combustion engine 1 by the stop-start automatic system 33 is allowed.
  • step 207 the internal combustion engine 1 is turned off by the stop-start automatic 33. This may for example be the case when stopping at a traffic light, where the motor vehicle is and the internal combustion engine 1 is idling. In this case, the driving force of the internal combustion engine 1 is not needed and is turned off for the purpose of fuel economy.
  • step 208 it is checked whether the condition or the conditions for a restart of the internal combustion engine 1 are fulfilled. This may for example be the case when the motor vehicle driver expresses his desire to continue driving by engaging a gear or by pedaling the accelerator pedal. If the result of the query in step 208 is negative, it is repeated. If the result is positive, the process proceeds to step 201 where the engine 1 is started by the stop-start automatic 33.
  • the method described has the advantage that the switching off of the internal combustion engine 1 takes place as a function of the size which is representative of the work done by the internal combustion engine 1 since the last start. Since the work performed is also a measure of the heat input into the engine block caused by the engine combustion, the shutdown of the engine by the stop-start system 33 is allowed or prevented indirectly depending on the temperature of the engine 1.
  • the method described represents an alternative to the prior art, in which the shutdown takes place in dependence on the output signal of a coolant temperature sensor. The process is characterized by high reliability, accuracy and operational safety.

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Abstract

Das Steuerverfahren ist geeignet für eine Brennkraftmaschine (1) eines Kraftfahrzeugs mit einer Stopp-Start-Automatik (33), mittels der die Brennkraftmaschine (1) unabhängig von einem Kraftfahrzeugführer abgeschaltet und gestartet werden kann. Gemäß dem Verfahren wird ein Start der Brennkraftmaschine (1) erfasst und eine Größe ermittelt, welche ein Maß für die von der Brennkraftmaschine (1) verrichteten Arbeit seit dem Start darstellt. Das Abschalten der Brennkraftmaschine (1) durch die Stopp-Start-Automatik (33) wird in Abhängigkeit von der Größe gesteuert.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit Stopp-Start-Automatik
Die Erfindung betrifft eine Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit einer Stopp-Start- Automatik, mittels der die Brennkraftmaschine unabhängig von einem Kraftfahrzeugführer abgeschaltet und gestartet werden kann.
Zur Verminderung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen werden in modernen Kraftfahrzeugen verschiedene Konzepte umgesetzt, welche den Wirkungsgrad der Brennkraftma- schine, die Abgasreinigung oder die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs verbessern. Zu diesen Konzepten gehört auch die Implementierung einer sogenannten Stopp-Start-Automatik, mittels der die Brennkraftmaschine unabhängig vom Kraftfahrzeugführer abgeschaltet und wieder gestartet werden kann. Die Ab- Schaltung der Brennkraftmaschine geschieht dabei insbesondere in längeren Leerlaufphasen, in denen die Antriebskraft der Brennkraftmaschine nicht benötigt wird. Auf diese Weise können beispielsweise im städtischen Fahrzyklus beachtliche Verbrauchseinsparungen erzielt werden.
Das Abschalten der Brennkraftmaschine durch die Stopp-Start- Automatik ist jedoch Restriktionen unterworfen. Beispielsweise kann das Abschalten der Brennkraftmaschine dann verhindert werden, wenn Sicherheitsaspekte (z. B. die Aufrechterhaltung eines ausreichenden Bremsdruckes) oder eine zu geringe Batteriespannung den weiteren Betrieb der Brennkraftmaschine erfordert. Ferner ist es erstrebenswert, dass die Brennkraftmaschine nach dem Start möglichst schnell eine Betriebstemperatur erreicht, bei der optimale Bedingungen hinsichtlich der Leistungsabgabe, des Wirkungsgrads und des Emissionsverhaltens herrschen. Diesbezüglich ist es bekannt, das Abschalten der Brennkraftmaschine durch die Stopp-Start-Automatik bis zum Erreichen einer gewissen Betriebstemperatur zu unterbin- den, um so den Aufwärmvorgang nicht zu verlangsamen. Bekanntermaßen wird als Maßgabe für die Temperatur der Brennkraftmaschine das Ausgangssignal des Kühlmitteltemperatursensors verwendet. Die tatsächliche Temperatur der Brennkraftmaschine wird durch die Kühlmitteltemperatur bei bestimmten Konfigurationen und/oder Betriebszuständen nur unzureichend genau repräsentiert. Beispielsweise kann die Brennkraftmaschine über eine Standheizung verfügen, welche das Kühlmittel auf deutlich höhere Temperaturen erhitzt, wie den eigentlichen Motor- block. Ferner setzt dieses Verfahren die Anwesenheit eines voll funktionstüchtigen Kühlmitteltemperatursensors voraus, so dass diese Verfahrensweise bei Nichtvorhandensein oder einem Defekt des Kühlmitteltemperatursensors nicht angewandt werden kann oder es zu Fehlfunktionen kommen kann.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein alternatives Verfahren und eine sprechende Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug mit einer Stopp- Start-Automatik bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das Verfahren gemäß dem Anspruch 1 eignet sich zum Steuern einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug mit einer Stopp-Start-Automatik, welche die Brennkraftmaschine unabhängig von dem Kraftfahrzeugführer abschaltet und startet. Gemäß dem Verfahren wird ein Start der Brennkraftmaschine erfasst und eine Größe ermittelt, welche ein Maß für die von der
Brennkraftmaschine verrichteten Arbeit seit dem Start darstellt. Das Abschalten der Brennkraftmaschine durch die Stopp-Start-Automatik erfolgt dabei in Abhängigkeit von der ermittelten Größe.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass die von der Brennkraftmaschine verrichtete Arbeit und damit der durch die motorische Verbrennung bewirkte Wärmeeintrag in den Motor- block für die Temperatur der Brennkraftmaschine maßgeblich ist. Zwischen der Größe, welche repräsentativ ist für die von der Brennkraftmaschine seit ihrem letzten Start verrichteten Arbeit und der Temperatur der Brennkraftmaschine besteht da- her ein unmittelbarer Zusammenhang. Durch die Ermittlung dieser Größe kann daher ein Rückschluss auf die Temperatur der Brennkraftmaschine gezogen werden. Erfindungsgemäß erfolgt nun das Abschalten der Brennkraftmaschine durch die Stopp- Start-Automatik in Abhängigkeit von dieser Größe. Ein Ab- schalten der Brennkraftmaschine durch die Stopp-Start- Automatik kann daher in Abhängigkeit von dieser Größe verhindert bzw. unterbunden werden. Durch diese zusätzliche Abhängigkeit kann beispielsweise erreicht werden, dass ein Abschalten der Brennkraftmaschine durch die Stopp-Start- Automatik bei zu geringen Temperaturen der Brennkraftmaschine verhindert wird, so dass ein schnelleres Erreichen der gewünschten Betriebstemperatur erzielt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert unabhängig von einem Kühlmitteltemperatursensor und eignet sich deshalb auch für Kon- figurationen, welche entweder über keinen Kühlmitteltemperatursensor verfügen oder dieser Sensor defekt ist. Da die Größe die von der Brennkraftmaschine verrichtete Arbeit und damit indirekt den Wärmeeintrag in den Motorblock repräsentiert, ist eine Abschätzung der tatsächlichen Temperatur der Brennkraftmaschine bzw. des Motorblocks in Abhängigkeit dieser Größe mit höherer Genauigkeit möglich. Fehlfunktionen, wie sie beispielsweise bei einem defekten Kühlmitteltemperatursensor auftreten, können dadurch vermieden werden.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 2 handelt es sich bei der Größe um die Menge an Kraftstoff, welche der Brennkraftmaschine seit dem letzten Start zugemessen wurde.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens in Anspruch 3 handelt es sich bei der Größe um die Frischluftmenge, welche der
Brennkraftmaschine seit dem letzten Start zugeführt wurde. In einer Ausgestaltung des Verfahrens in Anspruch 4 wird das von der Brennkraftmaschine produzierte Drehmoment ermittelt, wobei es sich bei der Größe um das zeitliche Integral des von der Brennkraftmaschine produzierten Drehmoments seit dem Start handelt.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 5 erfolgt das Abschalten der Brennkraftmaschine durch die Stopp-Start- Automatik nur dann, wenn die Größe einen vorgegebenen Schwel- lenwert übersteigt. Ansonsten wird ein Abschalten der Brennkraftmaschine durch die Stopp-Start-Automatik unterbunden.
Gemäß den Ausgestaltungen des Verfahrens nach den Ansprüchen 6 bis 8 wird der Schwellenwert in Abhängigkeit von der Tempe- ratur eines Kühlmittels der Brennkraftmaschine vor dem Start, von der Abstellzeit der Brennkraftmaschine vor dem Start oder von der Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs vor dem Start ermittelt .
Durch die Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß der Ansprüche 5 bis 8 wird sichergestellt, dass ein Abschalten der Brennkraftmaschine durch die Stopp-Start-Automatik nur dann erfolgt, wenn die Größe (welche repräsentativ ist für die von der Brennkraftmaschine seit dem Start verrichteten Arbeit und damit für den Wärmeeintrag in die Brennkraftmaschine aufgrund der motorischen Verbrennung) einen bestimmten vorgegebenen Schwellenwert überstiegen hat. Dadurch wird die Stopp-Start- Automatik erst dann aktiv, wenn die Brennkraftmaschine eine gewünschte Betriebstemperatur erreicht hat, wodurch ein mög- liehst zügiges Aufwärmen der Brennkraftmaschine sichergestellt wird. Dadurch kann der Wirkungsgrad und das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine insbesondere nach einem Kaltstart verbessert werden. Der zum Erreichen der gewünschten Betriebstemperatur benötigte Wärmeeintrag in den Motor- block variiert jedoch in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine zum Zeitpunkt des Starts. Diese Temperatur kann auf einfache Weise durch die Temperatur des Kühlmittels, der Abstellzeit der Brennkraftmaschine, sowie von der Umge- bungstemperatur des Kraftfahrzeugs vor dem Start abgeschätzt werden. Da der Schwellenwert in Abhängigkeit von diesen Größen bestimmt wird, ergibt sich eine höhere Genauigkeit und eine größere Flexibilität bei der Bestimmung dieses Schwel- lenwerts. Dadurch kann die Zeitdauer nach dem Start, während der das Abschalten der Brennkraftmaschine durch die Stopp- Start-Automatik unterbunden wird, je nach den vorhandenen Umgebungsbedingungen so kurz wie möglich gehalten werden.
Eine Steuervorrichtung gemäß dem Anspruch 9 eignet sich für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einer Stopp- Start-Automatik, welche die Brennkraftmaschine unabhängig von einem Kraftfahrzeugführer abschaltet und startet. Die Steuervorrichtung ist derart ausgebildet, dass sie das Verfahren gemäß dem Anspruch 1 durchführen kann. Dazu sind in der Steuervorrichtung entsprechende Steuerfunktionen softwaremäßig implementiert. Bezüglich der sich durch diese Steuervorrichtung ergebenen Vorteile wird auf die Ausführungen zu dem Anspruch 1 verwiesen.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine;
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines Steuerverfahrens in
Form eines Ablaufdiagramms .
In Figur 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 schematisch dargestellt. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist die Darstellung stark vereinfacht ausgeführt.
Die Brennkraftmaschine 1 umfasst mindestens einen Zylinder 2 und einen in dem Zylinder 2 auf und ab bewegbaren Kolben 3. Die Brennkraftmaschine 1 umfasst ferner einen Ansaugtrakt, in dem stromabwärts einer Ansaugöffnung 4 zum Ansaugen von Frischluft ein Luftmassensensor 5, eine Drosselklappe 6, sowie ein Saugrohr 7 angeordnet sind. Der Ansaugtrakt mündet in einem durch den Zylinder 2 und den Kolben 3 begrenzten Brennraum 30. Die zur Verbrennung nötige Frischluft wird über den Ansaugtrakt in den Brennraum 30 eingeleitet, wobei die
Frischluftzufuhr durch Öffnen und Schließen eines Einlassventils 8 gesteuert wird. Bei der hier dargestellten Brennkraftmaschine 1 handelt es sich um eine Brennkraftmaschine 1 mit Kraftstoffdirekteinspritzung, bei der der für die Verbrennung nötige Kraftstoff über ein Einspritzventil 9 unmittelbar in den Brennraum 30 eingespritzt wird. Zur Zündung der Verbrennung dient eine ebenfalls in dem Brennraum 30 ragende Zündkerze 10. Die Verbrennungsabgase werden über ein Auslassventil 11 in einen Abgastrakt der Brennkraftmaschine 1 abgeführt und mittels eines im Abgastrakt angeordneten Abgaskatalysators 12 gereinigt. Im Abgastrakt ist ferner eine Lambdasonde 16 angeordnet.
Die Kraftübertragung an einen Antriebsstrang eines Kraftfahr- zeugs (nicht dargestellt), welches von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, geschieht über eine mit dem Kolben 3 gekoppelte Kurbelwelle 13. Die Brennkraftmaschine 1 verfügt ferner über einen Drehzahlsensor 15 zur Erfassung der Drehzahl der Kurbelwelle 13, einen Kühlmitteltemperatursensor 14, einen Umgebungstemperatursensor 31 und eine elektrische Startervorrichtung 32 zum Starten der Brennkraftmaschine 1.
Die Brennkraftmaschine 1 verfügt über ein Kraftstoffversorgungssystem, welches einen Kraftstofftank 17 sowie eine darin angeordnete Kraftstoffpumpe 18 aufweist. Der Kraftstoff wird mittels der Kraftstoffpumpe 18 über eine Versorgungsleitung 19 einem Druckspeicher 20 zugeführt. Dabei handelt es sich um einen gemeinsamen Druckspeicher 20, von dem aus die Einspritzventile 9 für mehrere Zylinder 2 mit druckbeaufschlag- tem Kraftstoff versorgt werden. In der Versorgungsleitung 19 sind ferner ein Kraftstofffilter 21 und eine Hochdruckpumpe 22 angeordnet. Die Hochdruckpumpe 22 dient dazu, den durch die Kraftstoffpumpe 18 mit relativ niedrigem Druck (ca. 3 bar) geförderten Kraftstoff dem Druckspeicher 20 mit hohem Druck zuzuführen (typischerweise bis zu 150 bar) .
Der Brennkraftmaschine 1 ist eine Steuervorrichtung 26 zuge- ordnet, welche über Signal- und Datenleitungen mit allen Ak- tuatoren und Sensoren der Brennkraftmaschine 1 verbunden ist. In der Steuervorrichtung 26 sind kennfeidbasierte Motorsteuerungsfunktionen (KFl bis KF5) softwaremäßig implementiert. Insbesondere ist in der Steuervorrichtung eine sogenannte Stopp-Start-Automatik 33 implementiert, welche die Brennkraftmaschine 1 unabhängig von einem Kraftfahrzeugführer (nicht dargestellt) abschaltet und startet. Basierend auf den Messwerten der Sensoren und den kennfeidbasierten Motorsteuerungsfunktionen werden Steuersignale an die Aktuatoren der Brennkraftmaschine 1 und des Kraftstoffversorgungssystems ausgesandt. Konkret ist die Steuervorrichtung 26 über Daten- und Signalleitungen mit der Kraftstoffpumpe 18, dem Luftmassensensor 5, der Drosselklappe 6, der Zündkerze 10, dem Einspritzventil 9, dem Kühlmitteltemperatursensor 14, dem Dreh- zahlsensor 15, dem Lambdasensor 16, dem Umgebungstemperatursensor 31 und der Startervorrichtung 32 gekoppelt.
In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Steuerverfahrens für die in Figur 1 beschriebene Brennkraftmaschine 1 in Form eines Ablaufdiagramms dargestellt. Das Verfahren wird mit
Schritt 200 gestartet, beispielsweise bei der erstmaligen Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine 1. Wie im Folgenden noch deutlich wird, laufen ab diesem Zeitpunkt Teilfunktionen des Verfahrens bei abgeschalteter sowie bei angeschalteter Brenn- kraftmaschine 1.
Das Verfahren wird ausgehend von einem Start der Brennkraftmaschine 1 in Schritt 201 erläutert. Der Start der Brennkraftmaschine kann dabei durch den Kraftfahrzeugführer oder durch die Stopp-Start-Automatik erfolgen.
In Schritt 202 wird die Abstellzeit ermittelt, welche vom letzten Abschalten bis zu dem Start der Brennkraftmaschine 1 in Schritt 201 vergangen ist. Dies kann beispielsweise mittels eines in der Steuervorrichtung 26 implementierten Zeitmessers geschehen. Ferner werden in Schritt 202 die Kühlmitteltemperatur und die Umgebungstemperatur der Brennkraftma- schine 1 ermittelt. Die Ermittlung dieser Größen (Abstellzeit, Kühlmitteltemperatur, Umgebungstemperatur) erfolgt vorteilhafterweise unmittelbar nach dem Erfassen eines Anforderungssignals für den Start der Brennkraftmaschine 1.
In Schritt 203 wird eine Größe ermittelt, welche repräsentativ ist für die Arbeit, welche von der Brennkraftmaschine 1 seit dem letzten Start (Schritt 201) verrichtet worden ist. Diese Größe wird kontinuierlich ab dem Start der Brennkraftmaschine 1 ermittelt. Bei der Größe kann es sich beispielsweise um die Frischluftmenge handeln, welche der Brennkraftmaschine seit dem letzten Start zugeführt wird. Die Frischluftmenge wird durch den Luftmengensensor 5 erfasst und durch eine entsprechende Rechenfunktion in der Steuervorrichtung 26 aufsummiert. Alternativ dazu kann es sich bei der Größe um die Menge an
Kraftstoff handeln, welche der Brennkraftmaschine 1 seit dem letzten Start (Schritt 201) zugemessen wird. Die zugemessene Kraftstoffmenge kann beispielsweise mittels einer in der Steuervorrichtung 26 implementierten Rechenfunktion in Abhän- gigkeit vom Kraftstoffdruck im Druckspeicher 20 und den Öffnungszeiten der Einspritzventile 9 ermittelt werden. Alternativ kann es sich bei der Größe um das zeitliche Integral des von der Brennkraftmaschine 1 produzierten Drehmoments seit dem letzten Start (Schritt 201) handeln. Das produzierte Drehmoment kann entweder mittels eines Drehmomentsensors
(nicht dargestellt) direkt ermittelt werden oder mittels eines in der Steuervorrichtung 26 implementierten Drehmomentmodells berechnet werden.
Da die Größe ein Maß für die von der Brennkraftmaschine seit dem letzten Start verrichteten Arbeit darstellt, ist sie auch repräsentativ für die dabei frei gewordene Verbrennungswärme, welche zu einer Erwärmung des Motorblocks bzw. der Brenn- kraftmaschine 1 führt. Somit lässt die Größe indirekt einen Rückschluss auf die Temperatur der Brennkraftmaschine 1 zu.
In Schritt 203 wird ferner ein Schwellenwert ermittelt, wel- eher im weiteren Verlauf des Verfahrens noch benötigt wird. Der Schwellenwert kann vorteilhafterweise in Abhängigkeit von der ermittelten Abstellzeit und/oder der Kühlmitteltemperatur und/oder von der Umgebungstemperatur der Brennkraftmaschine 1 zum Zeitpunkt des Starts der Brennkraftmaschine 1 ermittelt werden. Die Bedeutung des Schwellenwerts wird im weiteren Verlauf der Beschreibung des Ausführungsbeispiels deutlich werden .
Die Größe wird kontinuierlich oder in regelmäßigen Abständen bis zum nächsten Abschalten der Brennkraftmaschine ermittelt.
In Schritt 204 wird überprüft, ob eine Anforderung zum Abschalten der Brennkraftmaschine 1 durch die Stopp-Start- Automatik 33 vorliegt. Ist dies nicht der Fall so wird die Abfrage wiederholt.
Bei einem positiven Ergebnis der Abfrage wird in Schritt 205 überprüft, ob die ermittelte Größe den vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. Ist dies nicht der Fall, so wird ein Ab- schalten der Brennkraftmaschine 1 durch die Stopp-Start- Automatik 3 unterbunden und das Verfahren kehrt zu Schritt 204 zurück.
Bei einem positiven Ergebnis der Abfrage in Schritt 205 fährt das Verfahren mit Schritt 206 fort, in dem das Abschalten der Brennkraftmaschine 1 durch die Stopp-Start-Automatik 33 erlaubt wird. In Schritt 207 wird die Brennkraftmaschine 1 durch die Stopp-Start-Automatik 33 abgeschaltet. Dies kann beispielsweise beim Anhalten an einer Ampel der Fall sein, wo das Kraftfahrzeug steht und sich die Brennkraftmaschine 1 im Leerlauf befindet. In diesem Fall wird die Antriebskraft der Brennkraftmaschine 1 nicht benötigt und wird zum Zweck der Kraftstoffeinsparung abgeschaltet . In Schritt 208 wird überprüft, ob die Bedingung bzw. die Bedingungen zu einem Wiederstart der Brennkraftmaschine 1 erfüllt sind. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn der Kraftfahrzeugführer seinen Wunsch zur Weiterfahrt durch Einlegen eines Gangs oder durch das Treten des Gaspedals äußert. Bei einem negativen Ergebnis der Abfrage in Schritt 208 wird diese wiederholt. Bei einem positiven Ergebnis fährt das Verfahren mit Schritt 201 fort, in dem die Brennkraftmaschine 1 durch die Stopp-Start-Automatik 33 gestartet wird.
Das beschriebene Verfahren bietet den Vorteil, dass das Abschalten der Brennkraftmaschine 1 in Abhängigkeit der Größe erfolgt, welche repräsentativ ist für die von der Brennkraft- maschine 1 seit dem letzten Start verrichteten Arbeit. Da die verrichtete Arbeit auch ein Maß für den durch die motorische Verbrennung verursachten Wärmeeintrag in den Motorblock darstellt, wird das Abschalten der Brennkraftmaschine durch die Stopp-Start-Automatik 33 indirekt in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine 1 erlaubt oder verhindert. Das beschriebene Verfahren stellt eine Alternative zum Stand der Technik dar, in dem das Abschalten in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines Kühlmitteltemperatursensors erfolgt. Das Verfahren zeichnet sich durch eine hohe Zuverlässigkeit, Ge- nauigkeit und Betriebssicherheit aus.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Stopp-Start-Automatik (33) , mittels der die Brennkraftmaschine (1) unabhängig von einem Kraftfahrzeugführer abgeschaltet und gestartet werden kann, wobei ein Start der Brennkraftmaschine (1) erfasst wird, eine Größe ermittelt wird, welche ein Maß für die von der Brennkraftmaschine (1) verrichteten Arbeit seit dem Start darstellt, das Abschalten der Brennkraftmaschine (1) durch die Stopp-Start-Automatik (33) in Abhängigkeit von der Größe erfolgt .
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Größe um die Menge an Kraftstoff handelt, welcher der Brennkraftmaschine (1) seit dem letzte Start zugemessen wurde.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Größe um die Frischluftmenge handelt, welcher der Brennkraftmaschine (1) seit dem letzten Start zugeführt wurde.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das von der Bennkraft- maschine (1) produzierte Drehmoment ermittelt wird und es sich bei der Größe um das zeitliche Integral des von der Brennkraftmaschine (1) produzierten Drehmoments seit dem Start handelt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Abschalten der Brennkraftmaschine (1) durch die Stopp- Start-Automatik nur dann erfolgt, wenn die Größe einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schwellenwert in Abhängigkeit von der Temperatur eines Kühlmittels der Brennkraftmaschine (1) beim Start ermittelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schwellenwert in Abhängigkeit von der Abstellzeit der Brennkraftmaschine
(1) bis zum Start ermittelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schwellenwert in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs beim Start ermittelt wird.
9. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine (1) eines Kraftfahrzeugs mit einer Stopp-Start-Automatik (33) , welche die Brennkraftmaschine unabhängig von einem Kraftfahrzeugführer abschaltet und startet, wobei die Steuervorrichtung derart ausgebildet ist, dass - ein Start der Brennkraftmaschine (1) erfasst wird, eine Größe ermittelt wird, welche ein Maß für die von der Brennkraftmaschine (1) verrichteten Arbeit seit dem Start darstellt, das Abschalten der Brennkraftmaschine (1) durch Stopp- Start-Automatik (33) in Abhängigkeit von der Größe erfolgt.
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