WO2011026821A1 - Verfahren und vorrichtung für eine start-stopp-steuerung für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung für eine start-stopp-steuerung für eine brennkraftmaschine Download PDF

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Balasubramaniam Balasubramaniam
M. P. Mahendra
Alex Dcruz John
Channaiah Umesha
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a start-stop control for a start-stop operating mode of an internal combustion engine in a motor vehicle, wherein the internal combustion engine is started with a starting device fed by an electrical energy source.
  • the invention also relates to a start-stop control with a switching logic for a start-stop operating mode of an internal combustion engine in a motor vehicle, wherein the internal combustion engine is startable with a starting device fed by an electrical energy source.
  • the invention further relates to a
  • the internal combustion engine is stopped especially for a brief interruption of a driving operation of the vehicle and restarted for further travel of the vehicle with an electrically driven starting device, in particular with a starter motor.
  • the starting device is powered by an electrical energy source, such as a battery.
  • Such an interruption may be caused, for example, by a red phase of a traffic light at which the vehicle must stop.
  • DE 10 2005 021 227 A1 describes a start-stop control, in which the internal combustion engine of a motor vehicle is turned on for starting with an electrically operated starter motor.
  • DE 10 2004 004 173 A1 describes a method and a device for detecting a disconnected or defective battery in a motor vehicle by means of an evaluation unit for evaluating a frequency of a ripple of a vehicle electrical system voltage.
  • a concept of the invention is that an operating state of an electric power source is detected and a stop release remains activated or becomes, if the operating state of the electric power source for starting the internal combustion engine with the starting device is sufficient.
  • a stop release in a start-stop operating mode of the motor vehicle, a stop of the internal combustion engine, for example in the case of a brief interruption of the driving operation, can be controlled, namely by allowing a stop of the internal combustion engine when the stop is activated or, if the stop is deactivated Release is not allowed.
  • the operating state of the energy source can be considered for a stop of the internal combustion engine.
  • the electrical energy source can supply enough electrical energy for a restart with an electric starting device.
  • the reliability of the start-stop operating mode is increased and an unintentional end of the driving operation is prevented.
  • a start-stop control in that the start-stop control, in particular for a method mentioned above or below, is in operative connection with a measuring device and an evaluation device.
  • Device for detecting the operating state of the electric power source and in operative connection with the stop release is formed, which remains activated if the operating state of the electric power source for a start of the internal combustion engine with the starting device is sufficient.
  • the measuring device With the measuring device, the respective current operating state of the energy source can be detected and it can be checked with the evaluation device, whether the respectively determined operating state of the energy source allows a start of the internal combustion engine.
  • the reliability of the start-stop operating mode is increased by the measurement and evaluation can gain accurate information about the respective actual operating state of the energy source, namely currently in time proximity to a startup process, for which the energy source is needed ,
  • the operating state of the electrical energy source thus includes, in particular, information about the ability of the energy source to be able to deliver a certain amount of power over a specific time, namely at least the power or energy required to start the internal combustion engine with the electric starting device.
  • the electrical energy source may be a device that provides electrical energy by conversion from another form of energy, such as a fuel cell.
  • the electrical energy source is preferably in the form of an electrical energy store, in particular as a battery or as a power capacitor, for example in the form of a double-layer capacitor.
  • energy can be stored in an energy store, preferably electrical energy, for example from a generator, which can then be used for starting the internal combustion engine in the start-stop operating mode.
  • a substantially independent energy source can be realized, which in particular does not have to be supplied with energy directly from outside the vehicle, for example by refueling with an energy source.
  • the reliability of the start-stop operating mode can be increased by the, in particular in-vehicle and self-sufficient, energy storage and reduce maintenance.
  • a state of charge of the electrical energy source is measured as the operating state, the state of charge being a measure of the electrical energy that can still be delivered by the energy source until it is exhausted.
  • the state of charge can thus, for example, for a fuel cell as an energy source, the amount of fuel or, preferably, in a
  • the measuring device is designed as a voltage measuring device, so that with the voltage measuring device of the operating state, ie in particular the state of charge, the electrical energy source can be measured.
  • the voltage measuring device of the operating state ie in particular the state of charge
  • the electrical energy source can be measured.
  • a voltage measuring device is simple and inexpensive, also with high precision, feasible, so that the operating state of the power source can be accurately determined and thus the reliability of the start-stop operating mode is increased.
  • the operating state of the electrical energy source is measured during a discharge process, that is, while the power source electrical energy is removed and the energy source is thus electrically charged.
  • a discharge process that is, while the power source electrical energy is removed and the energy source is thus electrically charged.
  • an internal resistance of the energy source can be taken into account during the discharge process by the current flow and the operating state, in particular the state of charge, can be determined more accurately. This increases reliability in determining the operating state.
  • the operating state in particular by a voltage measurement, during a startup of the internal combustion engine can be measured, in particular at a start the Internal combustion engine with a starter motor of the starting device. Since energy is taken from the energy source during a starting process, it can be determined immediately whether the operating state of the energy source for a further start of the
  • a regeneration the energy source for example, a charging of a battery
  • the stop release will be activated only, so a stop of the engine will be allowed only if the operating state of the electrical energy source for a start of the engine with the starting device is sufficient.
  • a critical operating state of the energy source in particular on repeated or prolonged occurrence, for example by means of a display in an instrument panel of the motor vehicle, be pointed out to replace the energy source or to overtake in a maintenance.
  • the operating state of the electrical energy source can be detected during operation of the internal combustion engine.
  • the electrical energy requirement of the motor vehicle can be covered by a generator, so that the operating state can be determined undisturbed, ie in particular more accurately, independently of any further use of the energy source.
  • the energy source can be regenerated, for example a battery can be charged, so that an improvement in regeneration, for example an increasing state of charge, can be taken into account or even monitored.
  • the start-stop operating mode during operation of the internal combustion engine can be adapted to a changing operating state of the energy source, for example by reactivating a previously deactivated stop release after a sufficient regeneration of the energy source.
  • the operating state of the electrical energy source is preferably detected at a stop request for a stop of the internal combustion engine, wherein a stop request is in particular a signal for stopping the internal combustion engine, for example at a start-stop
  • Operating mode is triggered by holding the motor vehicle, an actuation of a clutch pedal or an idle position of the transmission.
  • the stop release in particular only, remains activated if the operating state of the electrical energy source is above a characteristic limit value.
  • the characteristic limit value can correspond at least to the energy requirement of the starting device for starting the internal combustion engine. Thus it can be determined with the evaluation by simply comparing the detected operating condition with the limit, whether a start of the internal combustion engine is possible.
  • the characteristic limit can be defined by a voltage value, for example about 1 1, 6 V for a battery with a rated voltage of about 12.1 V.
  • the characteristic limit value can also be defined as a voltage dip, for example under a voltage of 7.5 V for a battery with a nominal voltage of approximately 12.1 V.
  • the operating state of the battery can be determined as and / or from the, preferably maximum, voltage dip when starting the internal combustion engine.
  • the operating state of the electric power source is detected, for example, by the voltage measuring device, a battery voltage is measured as the operating state of the battery as an energy source, and with the characteristic limit , For example, 7.5 V is compared. Then, the stop release can be deactivated at least for a certain predetermined operating time, if the operating state falls below the characteristic limit at least once. In this case, the detection and comparison is carried out until the internal combustion engine runs automatically.
  • the voltage measuring device detects the starting of the internal combustion engine by detecting a defined voltage value, which may be, for example, 12.7 volts or some other predetermined value, after the voltage dip and because of this Signal or this information is spouted out the starter and the starter motor is no longer energized.
  • a defined voltage value which may be, for example, 12.7 volts or some other predetermined value
  • the operating state can be detected after the electrical energy source has been discharged for a certain period of time.
  • a voltage delivered by the energy store characteristically decreases with the discharge.
  • the operating state of the energy source is already determined in time prior to the mentioned test, ie before the first time period, and compared with a second limit value and the test described above is performed only if the operating state is above the second limit value. It is preferred that in a battery as the energy source with the voltage measuring device, a battery voltage is measured and the operating condition of the battery as "in order", that is sufficient for a start of the internal combustion engine, if the battery voltage, the second characteristic limit, for example 12, 7 V. Thus, the power source is not unnecessarily loaded or unloaded to detect the operating state.
  • a check of the energy source is performed over a certain period of time, which is preferably predetermined by a first timer. This period of time is for example at least ten seconds. In this case, the energy source can be checked several times, for example, five times or at specific intervals, such as about two seconds.
  • the operating state of the energy source is detected and compared with a third characteristic limit value. If the third characteristic limit value is undershot, the stop Disabled disabled and the test, especially if necessary before the end of the first period of time, ended and preferably the timer reset. Otherwise, the stop release remains activated.
  • the operating state can be detected as a battery voltage with the voltage measuring device and the third characteristic limit can be defined as a voltage of, for example, 12.4 V.
  • the third characteristic limit can be defined as a voltage of, for example, 12.4 V.
  • the object is also achieved by a computer program product loadable into a program memory with program instructions for a microcomputer to perform all the steps of the aforementioned methods when the program is executed in the start-stop control.
  • the computer program product requires only a few or no additional components in the vehicle and can be implemented as a module in the already existing start-stop control, wherein the computer program product can realize in particular the stop release and / or the switching logic.
  • the computer program product has the further advantage that it can easily be adapted to individual and specific customer requirements, and an improvement or optimization of individual method steps, in particular also of the switching logic, is possible with little effort. It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations.
  • 1 is a schematic circuit diagram of a motor vehicle with a start-stop control, 2 as a flowchart steps of a method for operating the start-stop control,
  • FIG. 3 shows a profile of a battery voltage in a method according to FIG. 2, FIG.
  • FIG. 4 shows a flowchart of a further exemplary embodiment of the method
  • FIG. 5 shows a further course of a battery voltage along a time axis.
  • FIG. 1 shows a schematic circuit diagram of a motor vehicle 5 with a motor vehicle
  • Start-stop control 1 vehicle electrical system consumers 8 and a voltage measuring device 7 for measuring a battery voltage of a battery 4.
  • the start-stop control 1 is formed with a microcomputer 9 as an evaluation device and in operative connection with the voltage measuring device 7, namely for the detection an operating condition of the battery 4.
  • the motor vehicle 5 comprises an internal combustion engine 3 with a starting device 2, wherein a motor controller 6 controls the starting and stopping of the internal combustion engine 3.
  • the starter device 2 comprises a starter motor 12, which for starting the internal combustion engine 3 by means of a in one
  • Sprocket 3a of the internal combustion engine 3 einpurbaren starter pinion 2a is formed.
  • the start-stop control 1, the voltage measuring device 7 and the motor controller 6 each individually, in different combinations or as shown, all together in an electronic module, in particular as a controller 10, the motor vehicle be summarized, if necessary also with other, not shown, components of an on-board electronics.
  • a switching logic for a start-stop operating mode of the internal combustion engine 3 is realized by means of the microcomputer 9, wherein a stop release is also realized by the microcomputer 9. Due to the start-stop operating mode, the internal combustion engine 3 is switched off in a short holding phase of the motor vehicle 5, for example in a red phase of a traffic light, in order to reduce fuel consumption or CO 2 emissions. The internal combustion engine is switched on again for further travel, as soon as the brake pedal is released, for example.
  • the controller 10 includes a method and at least one stop-release device in the start-stop operating mode. If the stop enable is activated, a
  • the start-stop control 1 is formed via signal or information lines in operative connection with the engine control 3, to optionally via a corresponding signal to the internal combustion engine by means of the engine control 6 to stop.
  • the start-stop control 1 is formed via signal or information lines in operative connection with the engine control 3, to optionally via a corresponding signal to the internal combustion engine by means of the engine control 6 to stop.
  • Stop release integrated in the switching logic for the start-stop operating mode and realized by means of the microcomputer 9 in the start-stop control 1.
  • the stop release could for example also be formed in the engine control 6.
  • the stop enable is deactivated according to the criteria described below and is always activated.
  • FIG. 2 shows a flowchart with steps of a method for operating the start-stop control 1.
  • a step 20 the internal combustion engine 3 is stationary, and an ignition of the motor vehicle 5 is switched on, that is, the electrical system with the start-stop control 1 and the engine controller 6 is turned on.
  • the ignition key is turned to a first level.
  • the motor vehicle 5 is either in a state before a so-called cold start, so after a long rest period of the off motor vehicle 5 or the motor vehicle 5 is switched on start-stop operating mode in a short holding phase before a so-called warm start of the engine 3 during a brief interruption a driving operation.
  • a start request for example, by pressing a start switch or turning the ignition key to a second stage at a cold start or by releasing the brake pedal or pressing an accelerator pedal for a warm start in a start-stop operating mode.
  • the engine 3 is started with the starting device 2 by being turned on with the starter motor 12.
  • the starting process ie when starting the internal combustion engine 3, the operating state of the battery 4 is determined by means of the state of charge with the voltage measuring device 7 in a step 23 and evaluated with the microcomputer 9 of the start-stop control 1.
  • a battery voltage U is measured by the battery 4, which is discharged during the starting process, at least via the starting device 2.
  • the state of charge is defined as "too low” so that the stop release is deactivated in a step 26.
  • the blocking of the stop release leads to this in that in the start-stop operation, that is to say for example in the case of a subsequent short holding phase, no corresponding signal for stopping the internal combustion engine 3 is transmitted to the engine control 6 by the switching logic so that the internal combustion engine 3 remains switched on.
  • step 24 it is checked in a further step 24 whether the internal combustion engine 3 has been successfully started. If this is the case, then in a step 25 the stop
  • a state of charge of the battery 4 is determined as an electrical energy source, and the stop release remains activated only if the operating state of the battery 4 is above the first characteristic limit G1, ie the operating state for a Start of the internal combustion engine 3 with the starting device 2 is sufficient.
  • the first limit value G1 and the following limit values are stored in the memory.
  • FIG. 3 shows a profile of a battery voltage U of the battery 4 along a time axis t in a method according to FIG. 2, in particular from a start t-1 of cranking 22 up to a time t 3 , to which the Internal combustion engine 3 runs automatically and the starter motor 12 of the starting device 2 is no longer powered from the battery 4.
  • the battery voltage Ui is measured.
  • the battery voltage Ui breaks.
  • a maximum voltage dip, ie a minimum of the battery voltage U 2 , is deactivated with the voltage measuring device 7.
  • This minimum battery voltage U 2 is compared at time t 2 of the evaluation device, namely the microcomputer 9, with the first characteristic limit G1, for example, 7.5 V, so that in step 25, the stop release remains activated only if the Battery voltage U is above the first limit G1. This is true in this embodiment, otherwise in step 26 the stop enable would be disabled. In this case, the battery voltage U is evaluated as a state of charge of the battery 4, which represents the operating state of the battery 4 here.
  • Another advantage of using the voltage measuring device 7 is that the
  • Time t 3 by detecting U 2 of the battery voltage U 3 provides a signal indicating that the internal combustion engine 3 is self-running and the starting device no longer needs to be energized.
  • This new measurement signal represents an alternative or cumulative switch-off criterion of the starting device 2.
  • step 40 the internal combustion engine 3 is in operation, that is started and the stop release activated. Further, in step 40, for example, the battery 4 may be charged by a generator, not shown.
  • step 41 the state of charge of the battery 4 is checked as the operating state with the voltage measuring device 7, wherein optionally the charging of the battery 4 can be terminated or can be continued. If a battery voltage U is greater than a second characteristic limit value G2, for example, 12.7 V, the charge state of the start-stop control 1 by means of the evaluation device, namely the microcomputer 9, as sufficiently determined for a start of the internal combustion engine 3, and Proceeded to a step 42. Otherwise, the stop release is deactivated in a step 47.
  • G2 second characteristic limit value
  • a first timer is started from zero and runs until a predetermined first period of time, for example about ten seconds, after which the stop release is activated.
  • a step 43 it is checked whether the timer has already exceeded the time duration.
  • the battery voltage U is measured in a step 44 with the voltage measuring device 7.
  • the measured battery voltage U is compared with the microcomputer 9 with a further third characteristic limit G3, for example, 12.4 V, which corresponds for example to a charge state of about 60% of a maximum charge of the battery 4.
  • the timer is reset and the operating state of the battery 4, ie the state of charge, is evaluated as too low for a restart with the starting device, so that the stop release is deactivated and the internal combustion engine 3 is started.
  • the method is continued, in particular with the charging of the battery 4, with the step 40.
  • the stop release is a method that is designed as electronic logic that could trigger a switching off of the internal combustion engine 3 according to certain in-vehicle and possibly-external criteria.
  • the step 43 and optionally the step 44 again follow that further measurements of the battery voltage U occur at short time intervals, for example of about two seconds.
  • step 43 If the timer exceeds the time duration in step 43, ie if no too low battery voltage U was measured in step 44, the stop enable is activated in step 46, whereupon the internal combustion engine 3 can be stopped by the engine controller 6 as required, if further system conditions of the motor vehicle 5, for example an actuation of a brake pedal, are fulfilled.
  • FIG. 5 shows a profile of the battery voltage U of the battery 4 along a time axis t for explaining the step 44 according to FIG. 4.
  • the motor vehicle 5 is operated at a higher speed in a driving operation before the time t 5 , so that a not shown Generator provides more power to charge the battery 4 while the internal combustion engine 3 and at the same time to provide the electrical power requirement for electrical loads 8, and at a charging voltage of about 13 V.
  • the operating state of Battery 4 sufficient for a start of the internal combustion engine 3, so that the stop release remains activated.
  • the motor vehicle in an idle mode, ie operated at a lower speed, so that the required on-board power of consumers 8 is greater than that generated by the generator and the battery 4 via the on-board power consumers 8 is discharged. Consequently, from the time t 5 the state of charge, namely the battery voltage U, the battery 4 continuously decreases, namely, for example, from 12.7 V starting, to a time t 6 , in which the battery voltage U the third characteristic limit G3, for example 12.4 V, reached.
  • a battery voltage U above the third limit value G3 corresponds to a charge state of the battery 4 which is sufficient for a start of the internal combustion engine 3, so that in the period between the times t 5 and t 6, the stop release remains activated, provided an end of the previously falls within this period.
  • the third characteristic limit value G3 so from the time t 6, at which the generator output is lower than the power consumption of consumers and the battery power resources are continuously used up, a reliable start of the internal combustion engine 6 is no longer guaranteed in the respective state of charge.
  • a certain reserve of the state of charge is taken into account, since a further discharge, in particular by on-board consumers 8, can take place and a cold start must still work. From the time t 6 so the stop release is disabled and the internal combustion engine 3 can not be stopped due to the start-stop operation.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Start-Stopp-Steuerung (1) für einen Start-Stopp-Betriebsmodus einer Brennkraftmaschine (3) in einem Kraftfahrzeug (5) beschrieben, wobei die Brennkraftmaschine (3) mit einer von einer elektri- sehen Energiequelle (4) gespeisten Startvorrichtung (2) gestartet wird. Um die Zuverlässigkeit eines Start-Stopp-Betriebsmodus der Brennkraftmaschine (3) in einem Kraftfahrzeug (5) zu erhöhen, wird ein Betriebszustand der elektrischen Energiequelle (4) erfasst und eine Stopp-Freigabe aktiviert, falls der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle (4) für einen Start der Brennkraftmaschine (3) mit der Startvorrichtung (2) ausreichend ist.

Description

Beschreibung
Titel
VERFAHREN UND VORRICHTUNG FÜR EINE START-STOPP-STEUERUNG FÜR EINE BRENNKRAFTMASCHINE
Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Start-Stopp- Steuerung für einen Start-Stopp-Betriebsmodus einer Brennkraftmaschine in ei- nem Kraftfahrzeug, wobei die Brennkraftmaschine mit einer von einer elektrischen Energiequelle gespeisten Startvorrichtung gestartet wird. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Start-Stopp-Steuerung mit einer Schaltlogik für einen Start-Stopp-Betriebsmodus einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, wobei die Brennkraftmaschine mit einer von einer elektrischen Energiequelle ge- speisten Startvorrichtung startbar ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein
Computerprogrammprodukt.
Es sind Fahrzeuge mit einem Start-Stopp-Betriebsmodus einer Brennkraftmaschine bekannt, der von einer Start-Stopp-Steuerung ausgeführt wird, um einen Kraftstoffverbrauch und C02-Emissionen zu reduzieren. Mit Hilfe Start-Stopp-
Betriebsmodus wird insbesondere auch bei einer kurzzeitigen Unterbrechung eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs die Brennkraftmaschine gestoppt und für eine Weiterfahrt des Fahrzeugs mit einer elektrisch angetriebenen Startvorrichtung, insbesondere mit einem Startermotor, wieder gestartet. Die Startvorrichtung wird aus einer elektrischen Energiequelle, beispielsweise einer Batterie, gespeist wird.
Eine solche Unterbrechung kann beispielsweise durch eine Rotphase einer Ampel, bei der das Fahrzeug halten muss, bedingt sein.
Die DE 10 2005 021 227 A1 beschreibt eine Start-Stopp-Steuerung, bei der die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zum Starten mit einem elektrisch betriebenen Startermotor angedreht wird. Die DE 10 2004 004 173 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung einer abgetrennten oder defekten Batterie in einem Kraftfahrzeug mittels einer Auswerteeinheit zur Auswertung einer Frequenz einer Welligkeit einer Bordnetzspannung.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Start-Stopp-Steuerung, ein Verfahren zum Betreiben der derselben und ein Computerprogrammprodukt der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Zuverlässigkeit eines Start-Stopp- Betriebsmodus der Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug erhöht wird.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Gegenstand der Patentansprüche 1 , 1 1 und 12 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Ein Erfindungsgedanke ist, dass ein Betriebszustand einer elektrischen Energiequelle ermittelt wird und eine Stopp-Freigabe aktiviert bleibt oder wird, falls der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle für einen Start der Brennkraftmaschine mit der Startvorrichtung ausreichend ist. Mit der Stopp-Freigabe lässt sich bei einem Start-Stopp-Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs ein Stopp der Brennkraftmaschine, beispielsweise bei einer kurzen Unterbrechung des Fahrbetriebs, steuern, und zwar indem bei aktivierter Stopp-Freigabe ein Stopp der Brenn- kraftmaschine zugelassen beziehungsweise bei deaktivierter Stopp-Freigabe nicht zugelassen wird. So lässt sich für einen Stopp der Brennkraftmaschine der Betriebszustand der Energiequelle berücksichtigen. Es wird also festgestellt, ob die Brennkraftmaschine für eine Weiterfahrt des Fahrzeugs wieder gestartet werden kann, also die elektrische Energiequelle genügend elektrische Energie für einen Wiederstart mit einer elektrischen Startvorrichtung liefern kann. Also wird die Zuverlässigkeit des Start-Stopp-Betriebsmodus erhöht und ein unbeabsichtigtes Ende des Fahrbetriebs verhindert.
Die Aufgabe wird auch durch eine Start-Stopp-Steuerung dadurch gelöst, dass die Start-Stopp-Steuerung, insbesondere für ein zuvor oder nachfolgend genanntes Verfahren, in Wirkverbindung mit einer Messvorrichtung und einer Auswerte- Vorrichtung zum Erfassen des Betriebszustands der elektrischen Energiequelle und in Wirkverbindung mit der Stopp-Freigabe ausgebildet ist, die aktiviert bleibt, falls der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle für einen Start der Brennkraftmaschine mit der Startvorrichtung ausreichend ist. Mit der Messvor- richtung lässt sich der jeweils aktuelle Betriebszustand der Energiequelle erfassen und es lässt sich mit der Auswertevorrichtung überprüfen, ob der jeweils ermittelte Betriebszustand der Energiequelle einen Start der Brennkraftmaschine zulässt. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des Start-Stopp-Betriebsmodus erhöht, indem durch die Messung und Auswertung sich eine genaue Information über den jeweiligen tatsächlichen Betriebszustand der Energiequelle gewinnen lässt, und zwar aktuell, also in zeitlicher Nähe zu einem Startvorgang, für den die Energiequelle benötigt wird.
Der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle umfasst also insbesondere eine Information über die Fähigkeit der Energiequelle, eine gewisse Leistung über eine bestimmte Zeit abgeben zu können, und zwar zumindest die Leistung beziehungsweise Energie, die zum Starten der Brennkraftmaschine mit der elektrischen Startvorrichtung benötigt wird. Die elektrische Energiequelle kann eine Vorrichtung sein, die elektrische Energie durch Umwandlung aus einer anderen Energieform liefert, beispielsweise eine Brennstoffzelle. Vorzugsweise ist die elektrische Energiequelle in Form eines elektrischen Energiespeichers, insbesondere als Batterie oder als ein Leistungskondensator, beispielsweise in Form eines Doppelschichtkondensators, ausge- bildet. In einem Energiespeicher lässt sich während eines Betriebs der Brennkraftmaschine Energie, und zwar vorzugsweise elektrische Energie, beispielsweise aus einem Generator, speichern, die dann bei dem Start-Stopp- Betriebsmodus für den Start der Brennkraftmaschine genutzt werden kann. Mit einem solchen Energiespeicher kann eine im Wesentlichen unabhängige Ener- giequelle realisiert werden, der insbesondere nicht unmittelbar von außerhalb des Fahrzeuges Energie zugeführt werden muss, beispielsweise durch Betanken mit einem Energieträger. Somit lässt sich die Zuverlässigkeit des Start-Stopp- Betriebsmodus durch den, insbesondere fahrzeuginternen und autarken, Energiespeicher erhöhen und ein Wartungsaufwand reduzieren. Vorzugsweise wird als Betriebszustand ein Ladezustand der elektrischen Energiequelle gemessen, wobei der Ladezustand ein Maß für die elektrische Energie darstellt, die von der Energiequelle noch bis zu ihrer Erschöpfung abgegeben werden kann. Der Ladezustand kann also beispielsweise für eine Brennstoffzelle als Energiequelle die Menge eines Brennstoffs oder, vorzugsweise, die in einer
Batterie oder einem Leistungskondensator gespeicherte elektrische Ladung beschreiben.
Es ist bevorzugt, dass die Messvorrichtung als eine Spannungsmessvorrichtung ausgebildet ist, sodass mit der Spannungsmessvorrichtung der Betriebszustand, also insbesondere der Ladezustand, der elektrischen Energiequelle gemessen werden kann. Bei einer Batterie oder einem Leistungskondensator als Energiequelle lässt sich aus einer Spannungsmessung eine verbleibende elektrische Ladung der Energiequelle messen. Dabei ist eine Spannungsmessvorrichtung einfach und kostengünstig, auch mit hoher Präzision, realisierbar, sodass sich der Betriebszustand der Energiequelle genau bestimmen lässt und somit die Zuverlässigkeit des Start-Stopp-Betriebsmodus erhöht wird.
Vorzugsweise wird der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle während einem Entladevorgang gemessen, also während der Energiequelle elektrische Energie entnommen wird und die Energiequelle also elektrisch belastet wird. Insbesondere auch bei einer Batterie als Energiequelle lässt sich durch den Strom- fluss bei dem Entladevorgang ein Innenwiderstand der Energiequelle berücksichtigen und der Betriebszustand, insbesondere der Ladezustand, genauer bestimmen. So wird die Zuverlässigkeit bei der Ermittlung des Betriebszustandes erhöht.
Um bei der Ermittlung des Betriebszustands die elektrische Energiequelle mit einem hohen Entladestrom zu belasten oder auch um Energie der Energiequelle nicht ungenutzt zu verbrauchen, kann der Betriebszustand, insbesondere durch eine Spannungsmessung, während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine gemessen werden, und zwar insbesondere bei einem Starten der Brennkraftmaschine mit einem Startermotor der Startvorrichtung. Da bei einem Startvorgang aus der Energiequelle Energie entnommen wird, kann so umgehend festgestellt werden, ob der Betriebszustand der Energiequelle für einen weiteren Start der
Brennkraftmaschine ausreichend ist. Gegebenenfalls kann eine Regeneration der Energiequelle, beispielsweise ein Ladevorgang einer Batterie, gestartet werden und die Stopp-Freigabe erst dann aktiviert werden, also ein Stopp der Brennkraftmaschine erst dann zugelassen werden, falls der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle für einen Start der Brennkraftmaschine mit der Start- Vorrichtung ausreichend ist. Im Übrigen kann auf einen kritischen Betriebszustand der Energiequelle, insbesondere bei wiederholtem oder längerem Auftreten, beispielsweise mittels einer Anzeige in einer Instrumententafel des Kraftfahrzeugs, hingewiesen werden, um die Energiequelle auszutauschen oder in einer Wartung zu überholen.
Zusätzlich oder auch alternativ kann der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle während eines Betriebs der Brennkraftmaschine erfasst werden. Während dem Betrieb der Brennkraftmaschine kann der elektrische Energiebedarf des Kraftfahrzeugs mit einem Generator gedeckt werden, sodass der Betriebs- zustand unabhängig von einer weiteren Nutzung der Energiequelle ungestört, also insbesondere genauer, ermittelt werden kann. Außerdem kann während des Betriebs der Brennkraftmaschine die Energiequelle regeneriert werden, beispielsweise eine Batterie aufgeladen werden, sodass sich auch ein Fortschritt der Regeneration, beispielsweise ein zunehmender Ladezustand, berücksichti- gen oder sogar überwachen lässt. Ferner kann der Start-Stopp-Betriebsmodus während des Betriebs der Brennkraftmaschine an einen sich ändernden Betriebszustand der Energiequelle angepasst werden, indem beispielsweise ab einer hinreichenden Regeneration der Energiequelle eine zuvor deaktivierte Stopp- Freigabe wieder aktiviert wird.
Um eine möglichst zeitnahe Information über den Betriebszustand der Energiequelle zu erhalten, wird vorzugsweise der Betriebszustand der elektrischen E- nergiequelle bei einer Stopp-Anforderung für einen Stopp der Brennkraftmaschine erfasst, wobei eine Stopp-Anforderung insbesondere ein Signal zum Stoppen der Brennkraftmaschine ist, das beispielsweise bei einem Start-Stopp-
Betriebsmodus durch ein Halten des Kraftfahrzeugs, ein Betätigen eines Kupplungspedals oder auch eine Leerlaufstellung des Getriebes ausgelöst wird. So lässt sich unmittelbar vor einem Stopp der Brennkraftmaschine prüfen, ob der Betriebszustand der Energiequelle einen nachfolgenden Start der Brennkraftma- schine ermöglicht, sodass die Zuverlässigkeit des Start-Stopp-Betriebsmodus der
Brennkraftmaschine erhöht wird. Es ist bevorzugt, dass die Stopp-Freigabe, insbesondere nur dann, aktiviert bleibt, falls der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle über einem charakteristischen Grenzwert liegt. Der charakteristische Grenzwert kann mindestens dem Energiebedarf der Startvorrichtung zum Starten der Brennkraftmaschi- ne entsprechen. So lässt sich mit der Auswertevorrichtung durch einfaches Vergleichen des erfassten Betriebszustands mit dem Grenzwert bestimmten, ob ein Start der Brennkraftmaschine möglich ist. Der charakteristische Grenzwert kann durch einen Spannungswert definiert werden, beispielsweise etwa 1 1 ,6 V bei einer Batterie mit einer Nennspannung von etwa 12,1 V.
Im Übrigen wird beim Starten der Brennkraftmaschine mit der Startvorrichtung eine hohe elektrische Leistung benötigt, sodass ein hoher Entladestrom fließt. Insbesondere bei einer Batterie als Energiequelle wird dann ein deutlicher Spannungseinbruch messbar, sodass der charakteristische Grenzwert auch als ein Spannungseinbruch, beispielsweise unter eine Spannung von 7,5 V bei einer Batterie mit einer Nennspannung von etwa 12,1 V, definiert sein kann. Ferner lässt sich als und/oder aus dem, vorzugsweise maximalen, Spannungseinbruch beim Starten der Brennkraftmaschine der Betriebszustand der Batterie bestimmen.
Bei einem bevorzugten Verfahren wird, während die Brennkraftmaschine mit der Startvorrichtung gestartet, insbesondere mit dem Startermotor angedreht, wird, der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle erfasst, beispielsweise indem mit der Spannungsmessvorrichtung eine Batteriespannung als Betriebszustand der Batterie als Energiequelle gemessen wird, und mit dem charakteristischen Grenzwert, beispielsweise 7,5 V, verglichen wird. Dann kann die Stopp-Freigabe zumindest für eine gewisse vorbestimmte Betriebszeit deaktiviert werden, falls der Betriebszustand den charakteristischen Grenzwert zumindest einmal unterschreitet. Es wird dabei das Erfassen und Vergleichen solange durchgeführt, bis die Brennkraftmaschine selbsttätig läuft.
Gemäß einem besonderen Verfahren wird von der Spannungsmessvorrichtung der Start der Brennkraftmaschine durch Detektieren eines definierten Spannungswerts, der beispielsweise 12,7 Volt oder ein anderer vorher festgelegter Wert sein kann, nach dem Spannungseinbruch festgestellt und aufgrund dieses Signals beziehungsweise dieser Information wird die Startvorrichtung ausgespurt und der Startermotor nicht mehr bestromt. Diese Information stellt eine alternative oder zusätzliche Möglichkeit als Ausschaltkriterium der Startvorrichtung dar. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann zusätzlich oder auch alternativ zu der zuvor genannten Ausführungsform der Betriebszustand erfasst werden, nachdem die elektrische Energiequelle für eine gewisse Zeitdauer entladen wurde. Im Übrigen sinkt besonders bei typischen Energiespeichern, insbesondere einer Batterie oder einem Leistungskondensator, eine von dem Energie- Speicher abgegebene Spannung charakteristisch mit der Entladung. So lässt sich aus der Spannung und/oder aus einer entnommenen elektrischen Leistung eine verbleibende Energiemenge der Energiequelle erfassen. Ferner lässt sich der Ladezustand einer Batterie während einem Entladevorgang genauer bestimmen, da der Einfluss einer sogenannten Leerlaufspannung reduziert wird.
Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform wird bereits zeitlich vor der genannten Prüfung, also vor der ersten Zeitdauer, der Betriebszustand der Energiequelle bestimmt und mit einem zweiten Grenzwert verglichen und die zuvor beschriebene Prüfung nur durchgeführt, falls der Betriebszustand über dem zwei- ten Grenzwert liegt. Dabei ist bevorzugt, dass bei einer Batterie als Energiequelle mit der Spannungsmessvorrichtung eine Batteriespannung gemessen und der Betriebszustand der Batterie als„in Ordnung", also für einen Start der Brennkraftmaschine als ausreichend, bestimmt wird, falls die Batteriespannung den zweiten charakteristischen Grenzwert, beispielsweise 12,7 V, übertrifft. Somit wird die Energiequelle nicht unnötig zum Erfassen des Betriebszustands belastet beziehungsweise entladen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird bei einer Stopp-Anforderung für einen Stopp der Brennkraftmaschine eine Prüfung der Energiequelle durchgeführt, und zwar über eine gewisse Zeitdauer, die vorzugsweise von einem ersten Zeitgeber vorgegeben wird. Diese Zeitdauer beträgt beispielsweise mindestens zehn Sekunden. Dabei kann die Energiequelle mehrmals, beispielsweise fünfmal oder in bestimmten zeitlichen Abständen, wie zum Beispiel von etwa zwei Sekunden, überprüft werden. Vorzugsweise wird dabei der Betriebszustand der Energiequel- le erfasst und mit einem dritten charakteristischen Grenzwert verglichen. Falls der dritte charakteristische Grenzwert unterschritten wird, wird die Stopp- Freigabe deaktiviert sowie die Prüfung, insbesondere gegebenenfalls vor Ablauf der ersten Zeitdauer, beendet und vorzugsweise der Zeitgeber zurückgesetzt. Andernfalls bleibt die Stopp-Freigabe aktiviert. Im Übrigen lässt sich dabei der Betriebszustand als eine Batteriespannung mit der Spannungsmessvorrichtung erfassen und der dritte charakteristische Grenzwert als eine Spannung von beispielsweise 12,4 V definieren. Durch diese Ausführungsform wird sichergestellt, dass unmittelbar vor einem möglichen Stoppen der Brennkraftmaschine der Betriebszustand, insbesondere bei einer aktuellen Belastung der elektrischen Energiequelle durch Bordnetzverbraucher, geprüft wird und somit die Zuverlässigkeit des Start-Stopp-Betriebsmodus erhöht wird.
Die Aufgabe wird außerdem durch ein Computerprogrammprodukt gelöst, das in einen Programmspeicher mit Programmbefehlen für einen Mikrocomputer ladbar ist, um alle Schritte der zuvor genannten Verfahren auszuführen, wenn das Pro- gramm in der Start-Stopp-Steuerung ausgeführt wird. Das Computerprogrammprodukt erfordert nur wenige oder keine zusätzlichen Bauteile im Fahrzeug und lässt sich als Modul in der bereits vorhandenen Start-Stopp-Steuerung implementieren, wobei das Computerprogrammprodukt insbesondere auch die Stopp- Freigabe und/oder auch die Schaltlogik realisieren kann. Das Computerpro- grammprodukt hat den weiteren Vorteil, das es leicht an individuelle und bestimmte Kundenwünsche anpassbar ist, sowie eine Verbesserung oder Optimierung einzelner Verfahrensschritte, insbesondere auch der Schaltlogik, mit geringem Aufwand möglich ist. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schaltplan eines Kraftfahrzeugs mit einer Start- Stopp-Steuerung, Fig. 2 als Flussdiagramm Schritte eines Verfahrens zum Betreiben der Start- Stopp-Steuerung,
Fig. 3 einen Verlauf einer Batteriespannung bei einem Verfahren gemäß der Fig. 2,
Fig. 4 als Flussdiagramm ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens und Fig. 5 einen weiteren Verlauf einer Batteriespannung entlang einer Zeitachse.
Ausführungsformen der Erfindung Die Fig. 1 zeigt einen schematischen Schaltplan eines Kraftfahrzeugs 5 mit einer
Start-Stopp-Steuerung 1 , Bordnetzverbrauchern 8 und einer Spannungsmessvorrichtung 7 zum Messen einer Batteriespannung einer Batterie 4. Die Start-Stopp- Steuerung 1 ist mit einem Mikrocomputer 9 als Auswertevorrichtung und in Wirkverbindung mit der Spannungsmessvorrichtung 7 ausgebildet, und zwar zum Er- fassung eines Betriebszustandes der Batterie 4.
Außerdem umfasst das Kraftfahrzeug 5 eine Brennkraftmaschine 3 mit einer Startvorrichtung 2, wobei eine Motorsteuerung 6 das Starten und Stoppen der Brennkraftmaschine 3 steuert. Dabei umfasst die Startvorrichtung 2 einen Star- termotor 12, der zum Starten der Brennkraftmaschine 3 mittels eines in einen
Zahnkranz 3a der Brennkraftmaschine 3 einpurbaren Starterritzels 2a ausgebildet ist.
Dabei können die Start-Stopp-Steuerung 1 , die Spannungsmessvorrichtung 7 und die Motorsteuerung 6 jeweils einzeln, in unterschiedlichen Kombinationen oder auch, wie dargestellt, alle gemeinsam in einem elektronischen Modul, insbesondere als eine Steuerung 10, des Kraftfahrzeugs zusammengefasst sein, und zwar gegebenenfalls auch mit weiteren, nicht dargestellten, Komponenten einer Bordelektronik. In der Start-Stopp-Steuerung 1 ist mittels des Mikrocomputers 9 eine Schaltlogik für einen Start-Stopp-Betriebsmodus der Brennkraftmaschine 3 realisiert, wobei eine Stopp-Freigabe ebenfalls durch den Mikrocomputer 9 realisiert ist. Aufgrund des Start-Stopp-Betriebsmodus wird die Brennkraftmaschine 3 in einer kurzen Haltephase des Kraftfahrzeugs 5, beispielsweise bei einer Rotphase einer Ampel, ausgeschaltet, um den Kraftstoffverbrauch oder C02-Emissionen zu reduzieren. Die Brennkraftmaschine wird für eine Weiterfahrt wieder eingeschaltet, sobald beispielsweise das Bremspedal gelöst wird. Erfindungsgemäß umfasst die Steuerung 10 ein Verfahren und mindestens eine Vorrichtung zur Stopp-Freigabe im Start-Stopp-Betriebsmodus. Bei einer aktivierten Stopp-Freigabe wird ein
Stopp der Brennkraftmaschine 3 zugelassen und bei einer deaktivierten Stopp- Freigabe nicht zugelassen, wobei die Start-Stopp-Steuerung 1 über Signal- oder Informationsleitungen in Wirkverbindung mit der Motorsteuerung 3 ausgebildet ist, um gegebenenfalls über ein entsprechendes Signal die Brennkraftmaschine mittels der Motorsteuerung 6 zu stoppen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die
Stopp-Freigabe in der Schaltlogik für den Start-Stopp-Betriebsmodus integriert und mittels des Mikrocomputers 9 in der Start-Stopp-Steuerung 1 realisiert. Alternativ könnte die Stopp-Freigabe beispielsweise auch in der Motorsteuerung 6 ausgebildet sein. Die Stopp-Freigabe wird nach im folgenden beschriebenen Kri- terien deaktiviert und ist grundsätzlich aktiviert.
Die Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm mit Schritten eines Verfahrens zum Betreiben der Start-Stopp-Steuerung 1 . In einem Schritt 20 steht die Brennkraftmaschine 3 still, und eine Zündung des Kraftfahrzeugs 5 ist eingeschaltet, das heißt das Bordnetz mit der Start-Stopp-Steuerung 1 und der Motorsteuerung 6 ist eingeschaltet. Der Zündschlüssel ist bis zu einer ersten Stufe gedreht. Das Kraftfahrzeug 5 ist entweder in einem Zustand vor einem sogenannten Kaltstart, also nach einer längeren Ruhepause des ausgeschalteten Kraftfahrzeugs 5 oder das Kraftfahrzeug 5 befindet sich bei eingeschaltetem Start-Stopp-Betriebsmodus in einer kurzen Haltephase vor einem sogenannten Warmstart der Brennkraftmaschine 3 während einer kurzen Unterbrechung eines Fahrtbetriebs.
In einem Schritt 21 erfolgt eine Start-Anforderung, beispielsweise durch Betätigen eines Startschalters oder Drehen des Zündschlüssels bis zu einer zweiten Stufe bei einem Kaltstart oder durch ein Lösen des Bremspedals oder Betätigen eines Gaspedals für einen Warmstart bei einem Start-Stopp-Betriebsmodus. Daraufhin wird in einem Schritt 22 die Brennkraftmaschine 3 mit der Startvorrichtung 2 gestartet, indem sie mit dem Startermotor 12 angedreht wird. Während des Startvorgangs, also beim Andrehen der Brennkraftmaschine 3, wird in einem Schritt 23 der Betriebszustand von der Batterie 4 mittels des Ladezustands mit der Spannungsmessvorrichtung 7 ermittelt und mit dem Mikrocomputer 9 der Start-Stopp-Steuerung 1 ausgewertet. Es wird also eine Batteriespannung U von der Batterie 4, die während des Startvorgangs, zumindest über die Startvorrichtung 2 entladen wird, gemessen. Falls die Batteriespannung U unter einen ersten charakteristischen Grenzwert G1 , beispielsweise unter 7,5 V, abfällt, wird der Ladezustand als„zu gering" definiert, sodass in einem Schritt 26 die Stopp-Freigabe deaktiviert wird. Das Blockieren der Stopp-Freigabe führt dazu, dass bei dem Start-Stopp-Betrieb, also beispielsweise bei einer nachfolgenden kurzen Haltephase, durch die Schaltlogik kein entsprechendes Signal zum Stoppen der Brennkraftmaschine 3 an die Motorsteuerung 6 übertragen wird, sodass die Brennkraftmaschine 3 eingeschaltet bleibt.
Andernfalls wird in einem weiteren Schritt 24 geprüft, ob die Brennkraftmaschi- ne 3 erfolgreich gestartet ist. Trifft dies zu, so bleibt in einem Schritt 25 die Stopp-
Freigabe aktiviert. Sonst wird das Andrehen der Brennkraftmaschine 3 mit dem Schritt 22 fortgesetzt.
Insgesamt wird bei diesem Ausführungsbeispiel mit der Spannungsmessvorrich- tung 7 ein Ladezustand der Batterie 4 als elektrische Energiequelle ermittelt, und die Stopp-Freigabe bleibt nur dann aktiviert, falls der Betriebszustand der Batterie 4 über dem ersten charakteristischen Grenzwert G1 liegt, also der Betriebszustand für einen Start der Brennkraftmaschine 3 mit der Startvorrichtung 2 ausreichend ist. Dabei wird der Betriebszustand der Batterie 4 während des Start- Vorgangs der Brennkraftmaschine 3, also während eines Entladevorgangs der
Batterie 4, ermittelt.
Im Übrigen werden mit dem Computerprogrammprodukt, das in einem Programmspeicher mit Programmbefehlen des Mikrocomputers 9 geladen ist, die zuvor genannten Schritte ausgeführt und die Schaltlogik der Start-Stopp-
Steuerung 1 sowie die Stopp-Freigabe und deren Deaktivierung realisiert. Der erste Grenzwert G1 sowie die nachfolgend genannten Grenzwerte werden in dem Speicher gespeichert.
Die Fig. 3 zeigt einen Verlauf einer Batteriespannung U der Batterie 4 entlang ei- ner Zeitachse t bei einem Verfahren gemäß der Fig. 2, und zwar insbesondere von einem Beginn t-ι des Andrehens 22 bis zu einem Zeitpunkt t3, zu dem die Brennkraftmaschine 3 selbsttätig läuft und der Startermotor 12 der Startvorrichtung 2 nicht mehr aus der Batterie 4 gespeist wird. Zwischen den Zeitpunkten t-ι und t3, dem Startvorgang der Brennkraftmaschine 3 wird die Batteriespannung Ui gemessen. Zum Zeitpunkt t-ι bricht die Batteriespannung Ui ein. Zu einem Zeitpunkt t2 wird ein maximaler Spannungseinbruch, also ein Minimum der Batteriespannung U2, mit der Spannungsmessvorrichtung 7 deaktiviert.
Diese minimale Batteriespannung U2 wird zum Zeitpunkt t2 von der Auswertevorrichtung, nämlich dem Mikrocomputer 9, mit dem ersten charakteristischen Grenzwert G1 , beispielsweise 7,5 V, verglichen, sodass in dem Schritt 25 die Stopp-Freigabe nur dann aktiviert bleibt, falls die Batteriespannung U über dem ersten Grenzwert G1 liegt. Dies trifft in diesem Ausführungsbeispiel zu, wobei andernfalls in dem Schritt 26 die Stopp-Freigabe deaktiviert werden würde. Dabei wird die Batteriespannung U als Ladezustand der Batterie 4 ausgewertet, der hier den Betriebszustand der Batterie 4 darstellt. Ein weiterer Vorteil vom Einsatz der Spannungsmessvorrichtung 7 ist, dass der
Zeitpunkt t3 durch Detektieren von U2 der Batteriespannung U3 ein Signal bietet, das anzeigt, dass die Brennkraftmaschine 3 selbstständig läuft und die Startvorrichtung nicht mehr bestromt werden muss. Dieses neue Messsignal stellt ein alternatives oder kumulatives Ausschaltkriterium der Startvorrichtung 2 dar.
Die Fig. 4 zeigt mittels eines Flussdiagramms ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Betreiben der Start-Stopp-Steuerung 1. In einem Schritt 40 ist die Brennkraftmaschine 3 in Betrieb, also gestartet und die Stopp-Freigabe aktiviert. Ferner kann in dem Schritt 40 beispielsweise die Batterie 4 von einem nicht dargestellten Generator geladen werden. In einem Schritt 41 wird der Ladezustand der Batterie 4 als Betriebszustand mit der Spannungsmesseinrichtung 7 geprüft, wobei gegebenenfalls der Ladevorgang der Batterie 4 beendet werden kann oder auch fortgesetzt werden kann. Falls eine Batteriespannung U größer als ein zweiter charakteristischer Grenzwert G2, beispielsweise 12,7 V, ist, wird der Ladezustand von der Start-Stopp- Steuerung 1 mittels der Auswertevorrichtung, nämlich dem Mikrocomputer 9, als für einen Start der Brennkraftmaschine 3 ausreichend bestimmt und mit einem Schritt 42 fortgefahren. Andernfalls wird die Stopp-Freigabe in einem Schritt 47 deaktiviert.
In dem Schritt 42 wird ein erster Zeitgeber von Null gestartet und läuft bis zu einer vorgegebenen ersten Zeitdauer, beispielsweise etwa zehn Sekunden, nach deren Ablauf die Stopp-Freigabe aktiviert wird.
In einem Schritt 43 wird geprüft, ob der Zeitgeber bereits die Zeitdauer überschritten hat.
Trifft dies nicht zu, so wird in einem Schritt 44 mit der Spannungsmessvorrichtung 7 die Batteriespannung U gemessen. Die gemessene Batteriespannung U wird mit dem Mirkocomputer 9 mit einem weiteren dritten charakteristischen Grenzwert G3, von beispielsweise 12,4 V, verglichen, der beispielsweise einem Ladezustand von etwa 60 % einer maximalen Ladung der Batterie 4 entspricht.
Unterschreitet die gemessene Batteriespannung U den dritten charakteristischen Grenzwert G3, so wird in einem Schritt 45 der Zeitgeber zurückgesetzt und der Betriebszustand der Batterie 4, also der Ladezustand, als zu niedrig für einen Wiederstart mit der Startvorrichtung ausgewertet, sodass die Stopp-Freigabe deaktiviert wird und die Brennkraftmaschine 3 gestartet bleibt. Das Verfahren wird, insbesondere mit dem Laden der Batterie 4, mit dem Schritt 40 fortgesetzt. Die Stopp-Freigabe ist ein Verfahren, das als elektronische Logik ausgebildet ist, die nach bestimmten fahrzeuginternen und möglicherweise -externen Kriterien ein Ausschalten der Brennkraftmaschine 3 auslösen lassen könnte.
Andernfalls, nämlich falls der dritte charakteristische Grenzwert G3 nicht unter- schritten wird, folgt erneut der Schritt 43 und gegebenenfalls der Schritt 44, so- dass weitere Messungen der Batteriespannung U in kurzen Zeitabständen, beispielsweise von etwa zwei Sekunden, erfolgen.
Überschreitet in dem Schritt 43 der Zeitgeber die Zeitdauer, wurde also zuvor in dem Schritt 44 keine zu geringe Batteriespannung U gemessen, so wird in einem Schritt 46 die Stopp-Freigabe aktiviert, woraufhin die Brennkraftmaschine 3 von der Motorsteuerung 6 bei Bedarf gestoppt werden kann, sofern weitere Systembedingungen des Kraftfahrzeugs 5, beispielsweise eine Betätigung eines Bremspedals, erfüllt sind.
Die Fig. 5 zeigt einen Verlauf der Batteriespannung U der Batterie 4 entlang einer Zeitachse t zur Erläuterung des Schritts 44 gemäß der Fig. 4. Das Kraftfahrzeug 5 wird vor dem Zeitpunkt t5 mit einer höheren Drehzahl in einem Fahrbetrieb betrieben, sodass ein nicht dargestellter Generator mehr Leistung liefert, um die Batterie 4 bei laufender Brennkraftmaschine 3 zu laden und gleichzeitig den Bedarf der elektrischen Leistung für elektrische Verbraucher 8 bereitzustellen, und zwar bei einer Ladespannung von etwa 13 V. In dem Zeitraum vor dem Zeitpunkt t5 ist der Betriebszustand der Batterie 4 für einen Start der Brennkraftmaschine 3 ausreichend, sodass die Stopp-Freigabe aktiviert bleibt.
Ab dem Zeitpunkt t5 wird das Kraftfahrzeug in einem Leerlaufbetrieb, also mit einer geringeren Drehzahl, betrieben, sodass die benötigte Bordnetzleistung von Verbrauchern 8 größer ist als die vom Generator erzeugte und die Batterie 4 ü- ber die Bordnetzverbraucher 8 entladen wird. Folglich sinkt ab dem Zeitpunkt t5 der Ladezustand, nämlich die Batteriespannung U, der Batterie 4 fortwährend, und zwar, beispielsweise von 12,7 V beginnend, bis zu einem Zeitpunkt t6, bei dem die Batteriespannung U den dritten charakteristischen Grenzwert G3, beispielsweise 12,4 V, erreicht.
Dabei entspricht eine Batteriespannung U über dem dritten Grenzwert G3 einem Ladezustand der Batterie 4, der für einen Start der Brennkraftmaschine 3 ausreichend ist, sodass in dem Zeitraum zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 die Stopp- Freigabe aktiviert bleibt, sofern ein Ende der zuvor genannten ersten Zeitdauer in diesen Zeitraum fällt. Erst bei Erreichen des dritten charakteristischen Grenzwertes G3, also ab dem Zeitpunkt t6, an dem die Generatorleistung niedriger als der Leistungsverbrauch der Verbraucher ist und die Batterieleistungsressourcen kontinuierlich aufgebraucht werden, ist ein zuverlässiger Start der Brennkraftmaschine 6 bei dem jeweiligen Ladezustand nicht mehr sichergestellt. Bei dem dritten Grenzwert G3 ist eine gewisse Reserve des Ladezustandes berücksichtigt, da eine weitere Entladung, insbesondere durch Bordnetzverbraucher 8, stattfinden kann und ein Kaltstart immer noch funktionieren muss. Ab dem Zeitpunkt t6 wird also die Stopp- Freigabe deaktiviert und die Brennkraftmaschine 3 kann nicht aufgrund des Start- Stopp-Betriebs gestoppt werden.
Im Unterschied zu den in der Fig. 2 und der Fig. 3 gezeigten Verfahrensschritten wird bei den in der Fig. 4 und der Fig. 5 gezeigten der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle 4 während eines Betriebs der Brennkraftmaschine 3 er- fasst, und zwar während eines eingeschalteten Start-Stopp-Betriebsmodus. Alle Figuren zeigen lediglich schematische nicht maßstabsgerechte Darstellungen. Im Übrigen wird insbesondere auf die zeichnerische Darstellungen für die Erfindung als Wesentlich verwiesen.

Claims

Ansprüche
Verfahren zum Betreiben einer Start-Stopp-Steuerung (1 ) für einen Start- Stopp-Betriebsmodus einer Brennkraftmaschine (3) in einem Kraftfahrzeug (5), wobei die Brennkraftmaschine (3) mit einer von einer elektrischen Energiequelle (4) gespeisten Startvorrichtung (2) gestartet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebszustand der elektrischen Energiequelle (4) erfasst wird und eine Stopp-Freigabe aktiviert wird, falls der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle (4) für einen Start der Brennkraftmaschine (3) mit der Startvorrichtung (2) ausreichend ist.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Spannungsmessvorrichtung (7) ein Ladezustand als Betriebszustand der e- lektrischen Energiequelle (4) gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle während eines Entladevorgangs gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle (4) während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine (3) gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle (4) während eines Betriebs der Brennkraftmaschine (3) gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle (4) bei einer Stopp- Anforderung für einen Stopp der Brennkraftmaschine (3) gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stopp-Freigabe aktiviert bleibt, falls der Betriebszustand der elektrischen Energiequelle (4) über einem charakteristischen Grenzwert (G1 , G2, G3) liegt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebszustand der Energiequelle (4) erfasst wird, während die Brennkraftmaschine (3) mit der Startvorrichtung (2) gestartet wird, und mit einem charakteristischen Grenzwert (G1 ) verglichen wird und die Stopp- Freigabe zumindest für eine gewisse vorbestimmte Betriebszeit deaktiviert wird, falls der Betriebszustand den charakteristischen Grenzwert (G1 ) unterschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand erfasst wird, nachdem die elektrische Energiequelle (4) für eine gewisse Zeitdauer entladen wurde.
0. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Stopp-Anforderung für einen Stopp der Brennkraftmaschine (3) eine Prüfung der Energiequelle (4) durchgeführt wird, wobei während einer gewissen ersten Zeitdauer, die von einem ersten Zeitgeber vorgegeben wird, die Energiequelle (4), jeweils während einer gewissen zweiten Zeitdauer, die von einem zweiten Zeitgeber vorgegeben wird und die insbesondere etwa zwei Sekunden beträgt, entladen wird, dabei der Betriebszustand der Energiequelle (4) erfasst und mit einem charakteristischen Grenzwert (G3) verglichen wird, und, falls dieser charakteristische Grenzwert (G3) unterschritten wird, die Stopp-Freigabe deaktiviert sowie die Prüfung, insbesondere gegebenenfalls vor Ablauf der ersten Zeitdauer, beendet wird, andernfalls die Stopp-Freigabe aktiviert wird.
1 . Start-Stopp-Steuerung (1 ) mit einer Schaltlogik für einen Start-Stopp- Betriebsmodus einer Brennkraftmaschine (3) in einem Kraftfahrzeug (5), wobei die Brennkraftmaschine (3) mit einer von einer elektrischen Energiequelle (4) gespeisten Startvorrichtung (2) startbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Start-Stopp-Steuerung (1 ), insbesondere für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, in Wirkverbindung mit einer Messvorrichtung (7) und einer Auswertevorrichtung (9) zum Erfassen eines Betriebszustands der elektrischen Energiequelle (4) und in Wirkverbindung mit einer Stopp- Freigabe ausgebildet ist, die aktiviert wird, falls der Betriebszustand der e- lektrischen Energiequelle (4) für einen Start der Brennkraftmaschine (3) mit der Startvorrichtung (2) ausreichend ist.
12. Computerprogrammprodukt, das in einen Programmspeicher mit Programmbefehlen für einen Mikrocomputer (9) ladbar ist, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen, wenn das Programm in einer Start-Stopp-Steuerung (1 ) nach Anspruch 1 1 ausgeführt wird.
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