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Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Betriebes eines Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor, insbesondere eines Hybridfahrzeugs mit zusätzlich mindestens einem Elektromotor, und einer Start-Stopp-Automatik zur automatischen Abschaltung und zum automatischen Start des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges bei Vorliegen entsprechender Stopp- beziehungsweise Start-Bedingungen. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden Start-Stopp-Automatik.

Der Begriff Hybridfahrzeug bezeichnet Kraftfahrzeuge, bei denen mindestens zwei Antriebseinheiten miteinander kombiniert werden, die auf unterschiedliche Energiequellen zurückgreifen, um die Leistung für den Fahrzeugantrieb bereitzustellen. Besonders vorteilhaft ergänzen sich die Eigenschaften eines Verbrennungsmotors, der durch die Verbrennung von Benzin- oder Dieselkraftstoffen kinetische Energie erzeugt, und einer Elektromaschine, die elektrische Energie in Bewegungsenergie umsetzt. Heutige Hybridfahrzeuge sind deshalb überwiegend mit einer Kombination aus Verbrennungsmotor und einem oder mehreren Elektromotoren ausgestattet. Es lassen sich zwei verschiedene Hybridkonzepte unterscheiden. Bei den so genannten seriellen oder sequentiellen Hybridkonzepten erfolgt der Fahrzeugantrieb ausschließlich über den Elektromotor, während der Verbrennungsmotor über einen separaten Generator den elektrischen Strom für die Aufladung eines, den E-Motor speisenden Energiespeichers beziehungsweise für die direkte Speisung des Elektromotors erzeugt. Demgegenüber werden heute parallele Hybridkonzepte bevorzugt, bei denen der Fahrzeugantrieb sowohl durch den Verbrennungsmotor als auch durch den E-Motor dargestellt werden kann. In solchen Parallelkonzepten wird etwa der Elektromotor typischerweise in Betriebspunkten mit höheren Fahrzeuglasten unterstützend zum Verbrennungsmotor zugeschaltet.

In Hybridfahrzeugen wird aus Gründen des Kraftstoffverbrauchs grundsätzlich angestrebt, den Verbrennungsmotor in Betriebsbereichen mit nur geringem Wirkungsgrad, insbesondere im Leerlaufbetrieb, möglichst selten oder auch gar nicht zu betreiben. Hierzu ist bekannt, das Hybridfahrzeug mit einer Start-Stopp-Automatik auszustatten, die eine Abschaltautomatik umfasst, welche bei Vorliegen von Stopp-Bedingungen eine automatische Abschaltung des Verbrennungsmotors bewirkt, und eine Anschaltautomatik, welche bei Vorliegen von Start-Bedingungen einen automatischen Start des Verbrennungsmotors bewirkt. Insbesondere wird der Verbrennungsmotor in Stillstandsphasen, das heißt bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von Null, durch die Abschaltautomatik abgestellt. Start-Stopp-Automatiken machen sich den Umstand zu Nutze, dass Hybridfahrzeuge über deutlich leistungsstärkere Elektrostartermotoren verfügen als konventionelle Anlasser, was insbesondere bei einem Wiederstart nach einem Automatikstopp einen schnellen Motorhochlauf ermöglicht.

Es sind zwar auch bei konventionellen, rein verbrennungsmotorischen Antriebskonzepten Start-Stopp-Automatiken bekannt, jedoch fanden diese keine breite Marktakzeptanz, da sie zum Teil Umgewöhnungsprozesse vom Fahrer verlangen. Somit ist für die technische Umsetzung einer Start-Stopp-Automatik für Hybridfahrzeuge aber auch für konventionelle verbrennungsmotorische Fahrzeuge ausgesprochen entscheidend, dass diese mit hohem Komfort, ohne nachteilige Beeinflussungen und idealerweise vom Fahrer unbemerkt arbeitet. In diesem Zusammenhang stellt insbesondere die optimale Abstimmung der Kombination von Verbrennungsmotor, Elektromaschine, Kupplung und Getriebe spezielle Anforderungen an die Funktionssteuerung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Hybridfahrzeuges, mit einer Start-Stopp-Automatik bereitzustellen, das bei höchstmöglichem Fahrkomfort einen noch weiter reduzierten Kraftstoffverbrauch erzielt.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 17 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Start-Stopp-Automatik eine erste Stopp-Bedingung erkennt, wenn bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeitsschwelle mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

  • (a) geschlossene Kupplung und
  • (b) Betätigung des Bremspedals.

Die alternativen Kriterien geschlossene Kupplung, das heißt keine Betätigung des Kupplungspedals, sowie Betätigung des Bremspedals ermöglichen im realen Fahrbetrieb eine häufige Nutzung der Start-Stopp-Automatik, insbesondere der automatischen Abschaltung des Verbrennungsmotors. Besonders bei Fahrzeugen mit Handschaltbetrieben wird somit eine hohe Anzahl von Betriebssituationen beziehungsweise von möglichen Signalkombinationen, insbesondere Kombinationen von Pedalstellungen gewährleistet, die für die Abschaltung des Verbrennungsmotors genutzt werden. Beispielsweise führt der häufig eintretende Fall, dass der Fahrer bei Fahrzeugstillstand oder langsamen Rollen (bei eingelegtem Gang) Kupplung und Bremspedal gleichzeitig betätigt, erfindungsgemäß zu einer Abschaltung des Verbrennungsmotors. Konzepte, die als Stopp-Bedingung nur die Nichtbetätigung des Kupplungspedals bei Fahrzeugstillstand vorsehen, führen im vorgenannten Fall hingegen nicht zu einer Abschaltung des Verbrennungsmotors. Insgesamt gewährleisten die erfindungsgemäßen Kriterien für die Stopp-Bedingung eine häufige und über weite Betriebssituationen stattfindende Automatikabschaltung des Verbrennungsmotors und damit einen reduzierten Kraftstoffverbrauch.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Steuerung ist darin zu sehen, dass die Motorabschaltung bereits bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten und nicht erst bei Fahrzeugstillstand möglich ist. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die erste Stopp-Bedingung daher das Vorliegen einer Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer Geschwindigkeitsschwelle, die oberhalb von 0 km/h liegt, insbesondere einer Geschwindigkeitsschwelle von 2 km/h, vorzugsweise von 3 km/h. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass bereits bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit ≤ 5 km/h und gleichzeitig geschlossener Kupplung und/oder Betätigung des Bremspedals die Abschaltung des Verbrennungsmotors erfolgt. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Geschwindigkeitsschwelle in Abhängigkeit von einem eingelegten Gang des Fahrzeuggetriebes vorgegeben. Auf diese Weise erfolgt die Motorabschaltung auch im leerlaufnahem Bereich. Dies ist besonders vorteilhaft, da in diesem Bereich ein Großteil der eingesetzten Kraftstoffenergie zur Überwindung der eigenen Reibungsverluste verbraucht wird und Verbrennungsmotoren deshalb bei niedrigen Drehzahlen nur geringe Motorwirkungsgrade aufweisen.

Das Verfahren kann selbstverständlich noch weiter verbessert werden, indem weitere Betriebspunkt-spezifische Kriterien bei der Automatikabschaltung berücksichtigt werden. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die erste Stopp-Bedingung zusätzlich eine Motordrehzahl unterhalb einer vorgegebenen Drehzahlschwelle umfasst, die beispielsweise etwa einer Leerlaufdrehzahl entspricht. Um etwa das Abstellen des Verbrennungsmotors im Falle einer unmittelbar bevorstehenden Fahrzeugbeschleunigung zu vermeiden, kann ferner vorgesehen sein, dass die erste Stopp-Bedingung eine Nichtbetätigung des Fahrpedals des Fahrzeuges umfasst. Aus dem gleichen Grund kann ferner vorteilhaft vorgesehen sein, den Verbrennungsmotor erst nach Ablauf einer applizierbaren Verzögerungszeit nach Erfüllung der ersten Stopp-Bedingung zu bewirken. Diese Verzögerungszeit kann ihrerseits in Abhängigkeit von einer Reihe von Faktoren vorgegeben werden, beispielsweise von einem eingelegten Gang. So kann insbesondere vorgesehen sein, im Falle eines eingelegten Rückwärtsganges eine separate, insbesondere verlängerte Verzögerungszeit vorzugeben.

Neben den Betriebspunkt-spezifischen Faktoren zur Ermittlung der Stopp-Bedingung können vorteilhaft zusätzliche Randbedingungen, beispielsweise sicherheitsrelevante, Komfort beeinflussende und/oder energieökonomische Faktoren, Berücksichtigung finden. Beispielsweise kann die Zulassung der Abschaltautomatik den Ablauf einer Mindestlaufzeit des Verbrennungsmotors nach seinem letzten Wiederstart und/oder nach seinem Erststart und/oder ein vorheriges, zumindest einmaliges Überschreiten einer vorzugebenden Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle voraussetzen. Auf diese Weise wird eine allzu häufige Ein- und Ausschaltung des Verbrennungsmotors vermieden und gleichzeitig sein Warmlauf sichergestellt.

Eine weitere, für die Zulassung der Abschaltautomatik einzuhaltende Randbedingung kann in der Unterschreitung einer vorzugebenden Druckschwelle durch einen absoluten Druck in einem Unterdrucksystem eines Bremskraftverstärkers des Fahrzeuges bestehen, um die erforderliche Bremsleistung zu gewährleisten. Diese Druckschwelle liegt nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bei 600 mbar, insbesondere 400 mbar und vorzugsweise 300 mbar. Dabei sind in den relevanten Fahrsituationen im niedrigen Geschwindigkeitsbereich grundsätzlich verhältnismäßig niedrige Bremsleistungen ausreichend. Daneben kann besonders vorteilhaft vorgesehen sein, dass im Falle einer Unterschreitung einer vorgegebenen Druckschwelle des absoluten Drucks des Unterdrucksystems bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor, ein Zusatzpumpsystem, insbesondere eine in einem Hydrauliksystem der Bremsanlage angeordnete Boostpumpe, zu aktivieren. Somit wird stets die erforderliche Bremsverstärkung gewährleistet.

Weitere Randbedingungen können etwa das Vorliegen eines Mindestniveaus eines Ladungszustandes (SOC für state of charge) eines von dem Verbrennungsmotor aufladbaren elektrischen Energiespeichers umfassen, das Vorliegen einer Mindestmotortemperatur, einer Mindestabgastemperatur und/oder einer Mindestkatalysatortemperatur mindestens eines Abgaskatalysators und/oder eines Mindestwertes einer Kenngröße für die Aktivität des mindestens einen Abgaskatalysators (die zum Beispiel aufgrund einer Katalysatoralterung herabgesetzt sein kann). Ferner kann das Unterschreiten eines Schwellenwertes für einen aktuellen Strombedarf eines Bordnetzstroms für die Zulassung der Abschaltautomatik gefordert werden, das Unterschreiten eines Schwellenwertes für eine Heizleistungsanforderung für einen Fahrzeuginnenraum und/oder eines Schwellenwertes für eine Kühlungsanforderung einer Fahrzeugklimaanlage und/oder das Überschreiten eines Schwellenwertes für eine Außentemperatur.

Selbstverständlich können alle vorgenannten zusätzlichen Bedingungen und Randbedingungen für die Zulassung der Abschaltautomatik auch in Kombinationen miteinander eingesetzt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass eine erste Start-Bedingung für einen Wiederstart nach einer Abschaltung des Verbrennungsmotors durch die Start-Stopp-Automatik vorliegt, wenn gleichzeitig eine geöffnete Kupplung, das heißt eine Betätigung des Kupplungspedals, und eine Nichtbetätigung des Bremspedals vorliegen.

Auch für die Wiederstart-Bedingung können weitere Faktoren Berücksichtigung finden. Insbesondere kann die Start-Bedingung einen eingelegten Gang eines Getriebes, insbesondere eines manuell betätigten Handschaltgetriebes, erfordern und/oder eine Betätigung des Fahrpedals. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, den eingelegten Gang mittels eines Gangsensors zu ermitteln und/oder in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kurbelwellendrehzahl.

Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, insbesondere ein Hybridfahrzeug mit zusätzlich mindestens einem Elektromotor, und einer Start-Stopp-Automatik, die eine Abschaltautomatik umfasst, welche bei Vorliegen von Stopp-Bedingungen eine automatische Abschaltung des Verbrennungsmotors bewirkt, und eine Anschaltautomatik, die bei Vorliegen von Start-Bedingungen einen automatischen Start des Verbrennungsmotors bewirkt,

wobei eine erste Stopp-Bedingung vorliegt, wenn bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeitsschwelle mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

  • (a) geschlossene Kupplung und
  • (b) Betätigung des Bremspedals
und/oder eine erste Start-Bedingung für einen Wiederstart vorliegt, wenn gleichzeitig folgende Bedingungen erfüllt sind:
  • (c) geöffnete Kupplung und
  • (d) Nicht-Betätigung des Bremspedals.

Die erfindungsgemäße Start-Stopp-Automatik umfasst einen Programmalgorithmus zur Steuerung der automatischen An- und/oder Abschaltung des Verbrennungsmotors, wobei der Programmalgorithmus in einer allgemeinen Motorsteuerung oder einer separaten Steuereinheit hinterlegt sein kann.

Die erfindungsgemäße Start-Stopp-Automatik entfaltet ihre Vorteile besonders in so genannten Mild-Hybridfahrzeugen. Dies sind Hybridfahrzeuge mit Elektromotoren mit relativ niedrigen Leistungen von höchstens 40 kW, insbesondere von höchstens 25 kW, in der Regel von höchstens 20 kW. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden Elektromotoren mit einer Leistung vorzugsweise im Bereich von 7 bis 20 kW, besonders bevorzugt von etwa 15 kW eingesetzt.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Hybridantriebseinheit;

2 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung der erfindungsgemäßen Abschaltautomatik und

3 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung der erfindungsgemäßen Wiederstartautomatik.

In 1 ist mit 10 insgesamt eine Hybridantriebseinheit eines im Einzelnen nicht weiter dargestellten Hybridfahrzeuges bezeichnet. Der Antrieb des Fahrzeuges erfolgt wahlweise oder gleichzeitig durch einen konventionellen Verbrennungsmotor 12 (Otto- oder Dieselmotor) sowie einen Elektromotor 14, die beide auf die gleiche Welle wirken. Verbrennungsmotor 12 und Elektromotor 14 sind über ein Getriebe 16, insbesondere ein manuell betätigtes Handschaltgetriebe, mit einem angedeuteten Antriebsstrang 18 verbunden. Die Entkopplung der Antriebswellen des Verbrennungsmotors 12 beziehungsweise des Elektromotors 14 vom Getriebe 16 erfolgt über eine Kupplung 20, die durch Betätigung eines nicht dargestellten Kupplungspedals durch den Fahrer geöffnet werden kann und bei Nicht-Betätigung geschlossen ist.

Der Elektromotor 14, der beispielsweise ein Drehstrom-Asynchronmotor oder -Synchronmotor ist, kann wahlweise im Motor- oder Generatorbetrieb betrieben werden. Im motorischen Betrieb treibt der Elektromotor 14 den Antriebsstrang 18 unter Verbrauch von elektrischer Energie (Strom) an. Diese bezieht der Elektromotor 14 aus einem Energiespeicher 22, der beispielsweise eine Batterie und/oder ein Kondensatorspeicher sein kann. Zusätzlich kann der Motorbetrieb des Elektromotors 14 den angeschalteten Verbrennungsmotor 12 unterstützen. Im generatorischen Betrieb hingegen wird der Elektromotor 14 durch den Verbrennungsmotor 12 beziehungsweise einen Schub des Fahrzeuges angetrieben und wandelt die kinetische Energie in elektrische Energie zur Auffüllung des Energiespeichers 22 um. Die Umschaltung des Elektromotors 14 zwischen Motor- und Generatorbetrieb erfolgt durch eine Leistungselektronik 24, die gleichzeitig eine möglicherweise erforderliche Umrichtung zwischen Gleich- und Wechselstrom vornimmt.

Gemäß dem dargestellten Konzept erfolgt der Fahrzeugantrieb überwiegend durch den Verbrennungsmotor 12, der durch den als Startergenerator ausgelegten Elektromotor 14 gestartet wird. Der Elektromotor 14 übernimmt zudem eine Boostfunktion, indem er in Hochlastsituationen, insbesondere bei Beschleunigungen des Fahrzeugs, unterstützend zum Fahrzeugantrieb zugeschaltet wird (motorischer Betrieb). Andererseits hat der Elektromotor 14 in Fahrsituationen, bei denen ein Überschuss kinetischer Energie des Fahrzeugs vorliegt, eine so genannte Rekuperationsfunktion, indem er im generatorischen Betrieb die Bewegungsenergie in kinetische Energie zur Ladung des Energiespeichers 22 umwandelt und somit gleichzeitig ein Bremsmoment bereitstellt.

In 1 ist zudem eine optionale zusätzliche Kupplung 26 angedeutet, die zwischen Verbrennungsmotor 12 und Elektromotor 14 angeordnet sein kann. Eine solche zusätzliche Kupplung 26 erlaubt die separate Abkopplung des Verbrennungsmotors 12 vom Antriebsstrang 18 beziehungsweise vom Elektromotor 14, wodurch sich grundsätzlich der Vorteil ergibt, dass bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor 12 seine mechanischen Reibungswiderstände nicht mitgeschleppt werden müssen. Die zusätzliche Kupplung 26 bewirkt daher zwar ein zusätzliches Einsparpotential von Kraftstoff, ist jedoch mit einem erheblichen Kosten-, Konstruktions- und Bauraumaufwand verbunden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist aus diesem Grund die zusätzliche Kupplung 26 zwischen Verbrennungsmotor 12 und Elektromotor 14 zwar grundsätzlich denkbar, bevorzugt jedoch nicht vorgesehen. Vielmehr ist gerade ein Vorteil der Erfindung in der Entbehrlichkeit einer zusätzlichen Kupplung zu sehen.

Die Steuerung des Betriebes des Verbrennungsmotors 12 sowie der Leistungselektronik 24 erfolgt durch ein Motorsteuergerät 28, in welches die Start-Stopp-Automatik (angedeutet mit 30) in Form eines Programmalgorithmus integriert ist. Alternativ kann die Start-Stopp-Automatik 30 auch in einer separaten Steuereinheit vorgesehen sein.

2 und 3 zeigen bevorzugte Ablaufschemata für das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines Hybridantriebs 10 nach 1, insbesondere zur automatischen Abbeziehungsweise Anschaltung des Verbrennungsmotors 12.

Gemäß 2 beginnt die Routine in Schritt 100, wo der aktuelle Betriebszustand des Verbrennungsmotors 12 abgefragt wird, insbesondere ob der Verbrennungsmotor 12 ein- oder abgeschaltet ist. Wenn die Abfrage mit Ja beantwortet wird, das heißt, der Verbrennungsmotor 12 ist in Betrieb, geht das Verfahren zu den nachfolgenden Schritten 102 bis 110 über, in denen eine Abfrageroutine für die Abschaltautomatik durchgeführt wird.

In Schritt 102 wird überprüft, ob eine aktuell vorliegende Fahrzeuggeschwindigkeit vFzg eine vorgegebene Geschwindigkeitsschwelle, die gemäß dem bevorzugten Beispiel bei 5 km/h liegt, unterschreitet. Wird die Frage mit Nein beantwortet, liegt keine Stopp-Bedingung vor und das Verfahren geht zu Schritt 110 über, das heißt, der Verbrennungsmotor 12 bleibt angeschaltet. Wenn andererseits die Frage in Schritt 102 bejaht wird, das heißt, die Geschwindigkeit ist kleiner oder gleich 5 km/h, geht das Verfahren zu Schritt 104 über, wo der Zustand der Kupplung 20 geprüft wird. Ist die Kupplung 20 geschlossen, das heißt, der Fahrer betätigt das Kupplungspedal nicht, ist dies bereits ein hinreichendes Kriterium zur Erfüllung der erfindungsgemäßen Stopp-Bedingung und der Verbrennungsmotor 12 wird in Schritt 108 automatisch abgeschaltet. Wenn andererseits die Kupplung 20 geöffnet ist (Kupplungspedal ist betätigt), wird in Schritt 106 abgefragt, ob eine Betätigung einer (in 1 nicht dargestellten) Bremse beziehungsweise eines Bremspedals durch den Fahrer erfolgt. Im Falle einer Betätigung der Bremse sind wiederum die Kriterien für die Stopp-Bedingung erfüllt und der Verbrennungsmotor 12 wird in Schritt 108 automatisch abgeschaltet. Wird die Abfrage in 106 verneint, das heißt, die Bremse wird nicht betätigt, bleibt der Verbrennungsmotor 12 angeschaltet (Schritt 110). Es reicht mithin für eine Abschaltung des Verbrennungsmotors 12 aus, dass – neben einer Fahrzeuggeschwindigkeit ≤ 5 km/h – entweder die Kupplung 20 geschlossen ist (nicht vom Fahrer betätigt wird) oder eine Betätigung der Fahrzeugbremse vorliegt oder auch beide Kriterien erfüllt sind. Selbstverständlich kann die Reihenfolge der Abfragen 102 bis 106 auch in jeder beliebigen anderen Reihenfolge erfolgen als der dargestellten.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass neben den genannten Kriterien weitere Kriterien und/oder Randbedingungen in den Entscheidungsalgorithmus zur Abschaltautomatik einfließen. Dies ist in 1 durch den optionalen Schritt 101 angedeutet, in dem die Erfüllung derartiger vorgebbarer Zusatzbedingungen überprüft wird. Alternativ kann Schritt 101 auch anderer Stelle erfolgen, insbesondere nach Schritt 106. Die in Schritt 101 abgefragten Randbedingungen umfassen beispielsweise das Unterschreiten einer Höchstmotordrehzahl, die Nicht-Betätigung eines Fahrpedals (Gaspedals), den Ablauf einer Mindestlaufzeit des Verbrennungsmotors 12 nach seinem letzten Wiederstart oder Erststart, das Unterschreiten einer Druckschwelle für ein Unterdrucksystem eines Bremskraftverstärkers, das Vorliegen einer Mindestmotor- oder Mindestabgas- oder Mindestkatalysatortemperatur und/oder das Unterschreiten eines Strombedarfs durch verschiedene Stromabnehmer eines Bordnetzes, wie Innenraumheizung oder Klimaanlage oder dergleichen. Zudem kann gefordert werden, dass nach dem Zeitpunkt der Erfüllung der in den Schritten 102, 104 und 106 abgefragten Kriterien eine Verzögerungszeit verstreichen muss, ehe der Verbrennungsmotor 12 in Schritt 108 tatsächlich abgeschaltet wird.

Wird in der Abfrage in Schritt 100 festgestellt, dass der Verbrennungsmotor 12 bereits abgeschaltet ist, insbesondere verursacht durch die Start-Stopp-Automatik, geht das Verfahren zu der in 3 dargestellten Wiederstartroutine der erfindungsgemäßen Start-Stopp-Automatik über, in der das Vorliegen einer vorgegebenen Wiederstart-Bedingung überprüft wird.

Hierfür wird in Schritt 204 überprüft, ob die Kupplung 20 geöffnet ist, das heißt das Kupplungspedal betätigt ist. Ist dies der Fall, wird in Schritt 206 abgefragt, ob das Bremspedal nicht betätigt wird. Wenn auch diese Abfrage mit Ja beantwortet wird, das heißt es liegt keine Betätigung der Bremse vor, erfolgt in Schritt 208 der Wiederstart des Verbrennungsmotors 12. Demnach wird der Motor 12 nur dann wieder gestartet, wenn beide Bedingungen (204 und 206) gleichzeitig erfüllt sind. Wird einer der Abfragen 204 oder 206 verneint, bleibt der Verbrennungsmotor 12 ausgeschaltet (Schritt 210).

Ähnlich wie in 2 mit dem optionalen Schritt 101 dargestellt ist, kann auch die Abschaltautomatikroutine in 3 optional die Erfüllung weiterer Bedingungen fordern. Beispielsweise kann in einem zusätzlichen Schritt die Einlegung eines Gangs des Handschaltgetriebes 16 und/oder die Betätigung des Fahrpedals durch den Fahrer gefordert werden, wobei der eingelegte Gang optional mit Hilfe eines Gangsensors ermittelt werden kann.

10Hybridantriebseinheit 12Verbrennungsmotor 14Elektromotor 16Getriebe 18Antriebsstrang 20Kupplung 22Energiespeicher/Batterie 24Leistungselektronik 26zusätzliche Kupplung 28Motorsteuergerät 30Start-Stopp-Automatik

Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Steuerung eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor (12), insbesondere eines Hybridfahrzeugs mit zusätzlich mindestens einem Elektromotor (14), und einer Start-Stopp-Automatik (30), die eine Abschaltautomatik umfasst, welche bei Vorliegen von Stopp-Bedingungen eine automatische Abschaltung des Verbrennungsmotors (12) bewirkt, und eine Anschaltautomatik, die bei Vorliegen von Start-Bedingungen einen automatischen Start des Verbrennungsmotors (12) bewirkt,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    eine erste Stopp-Bedingung vorliegt, wenn bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeitsschwelle mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

    (a) geschlossene Kupplung und

    (b) Betätigung des Bremspedals.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stopp-Bedingung eine Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer Geschwindigkeitsschwelle oberhalb von 0 km/h, insbesondere von 2 km/h, vorzugsweise von 3 km/h, besonders bevorzugt von 5 km/h umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsschwelle in Abhängigkeit von einem eingelegten Gang vorgegeben wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stopp-Bedingung eine Motordrehzahl unterhalb einer Drehzahlschwelle umfasst.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stopp-Bedingung eine Nicht-Betätigung eines Fahrpedals des Fahrzeuges umfasst.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erst nach Ablauf einer applizierbaren Verzögerungszeit nach Vorliegen der ersten Stopp-Bedingung der Verbrennungsmotor (12) abgeschaltet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit in Abhängigkeit von einem eingelegten Gang vorgegeben wird, wobei insbesondere eine besondere Verzögerungszeit für einen Rückwärtsgang vorgegeben wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zulassung der Abschaltautomatik die Erfüllung weiterer Randbedingungen voraussetzt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Randbedingungen für die Zulassung der Abschaltautomatik einen Ablauf einer Mindestlaufzeit des Verbrennungsmotors (12) nach seinem letzten Wiederstart und/oder einen Ablauf einer Mindestlaufzeit des Verbrennungsmotors (12) nach seinem Erststart und/oder ein vorausgegangenes Überschreiten einer Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle nach dem Erst- oder Wiederstart umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Randbedingungen einen absoluten Druck in einem Unterdrucksystem eines Bremskraftverstärkers des Fahrzeugs unterhalb einer Druckschwelle umfassen.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckschwelle 600 mbar, insbesondere 400 mbar, vorzugsweise 300 mbar beträgt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Randbedingungen das Vorliegen eines Mindestladungszustandes zumindest eines von dem Verbrennungsmotor (12) aufladbaren elektrischen Energiespeichers (22) umfassen.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Randbedingungen das Vorliegen einer Mindestmotortemperatur und/oder einer Mindestabgastemperatur und/oder einer Mindestkatalysatortemperatur mindestens eines Abgaskatalysators und/oder eines Mindestwertes einer Kenngröße für die Aktivität mindestens eines Abgaskatalysators umfassen.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Randbedingungen das Unterschreiten eines Schwellenwertes für einen Strombedarf eines Bordnetzstroms umfassen.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Randbedingungen das Unterschreiten eines Schwellenwertes für eine Heizleistungsanforderung für einen Fahrzeuginnenraum und/oder für eine Kühlungsanforderung einer Fahrzeugklimaanlage und/oder das Überschreiten eines Schwellenwertes für eine Außentemperatur umfassen.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor (12) und bei Unterschreitung einer vorgegebenen Druckschwelle für ein Unterdrucksystem eines Bremskraftverstärkers ein Zusatzpumpsystem, insbesondere eine in einem Hydrauliksystem der Bremsanlage angeordnete Boostpumpe, aktiviert wird.
  17. Verfahren zur Steuerung eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor (12), insbesondere eines Hybridfahrzeugs mit zusätzlich mindestens einem Elektromotor (14), und einer Start-Stopp-Automatik (30), die eine Abschaltautomatik umfasst, welche bei Vorliegen von Stopp-Bedingungen eine automatische Abschaltung des Verbrennungsmotors (12) bewirkt, und eine Anschaltautomatik, die bei Vorliegen von Start-Bedingungen einen automatischen Start des Verbrennungsmotors (12) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass

    eine erste Start-Bedingung für einen Wiederstart nach einer automatischen Abschaltung des Verbrennungsmotors (12) vorliegt, wenn gleichzeitig folgende Bedingungen erfüllt sind:

    (a) geöffnete Kupplung (20) und

    (b) Nicht-Betätigung eines Bremspedals.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Start-Bedingung einen eingelegten Gang eines Getriebes (16), insbesondere eines manuell betätigten Handschaltgetriebes, umfasst.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Start-Bedingung eine Betätigung eines Fahrpedals des Fahrzeugs umfasst.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Start des Verbrennungsmotors (12) durch den Elektromotor (14) erfolgt.
  21. Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (12), insbesondere Hybridfahrzeug mit zusätzlich mindestens einem Elektromotor (14), und einer Start-Stopp-Automatik (30), die eine Abschaltautomatik umfasst, welche bei Vorliegen von Stopp-Bedingungen eine automatische Abschaltung des Verbrennungsmotors (12) bewirkt, und eine Anschaltautomatik, die bei Vorliegen von Start-Bedingungen einen automatischen Start des Verbrennungsmotors (12) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass

    eine erste Stopp-Bedingung vorliegt, wenn bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeitsschwelle mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

    (a) geschlossene Kupplung (20) und

    (b) Betätigung eines Bremspedals

    und/oder eine erste Start-Bedingung für einen Wiederstart vorliegt, wenn gleichzeitig folgende Bedingungen erfüllt sind:

    (c) geöffnete Kupplung (20) und

    (d) Nicht-Betätigung des Bremspedals.
  22. Kraftfahrzeug nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Start-Stopp-Automatik (30) einen Programmalgorithmus zur Steuerung der automatischen An- und/oder Abschaltung des Verbrennungsmotors (12) umfasst.
  23. Kraftfahrzeug nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Programmalgorithmus in einem Motorsteuergerät (28) oder einer separaten Steuereinheit hinterlegt ist.
  24. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Elektromotor (14) eine Leistung von höchstens 25 kW, insbesondere von höchstens 20 kW, vorzugsweise im Bereich von 7 bis 20 kW, besonders bevorzugt von etwa 15 kW hat.
  25. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Handschaltgetriebe (16) aufweist.
  26. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen Verbrennungsmotor (12) und dem mindestens einen Elektromotor (14) keine zusätzliche Kupplung (26) vorgesehen ist.
  27. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (14) ein Startergenerator ist.
  28. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (14) über einen Riemen, einen Zahnriemen oder eine andere kraft- und/oder formschlüssige Verbindung an die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (12) gekoppelt ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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