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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Starten einer automatisch abgeschalteten Antriebseinheit in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf ein Verfahren zum automatischen Abschalten einer Antriebseinheit in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
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Um Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen zu reduzieren, werden derzeit Verfahren und Systeme entwickelt und zum Teil auch bereits eingesetzt, welche eine Start-Stopp-Funktion enthalten, die die als Brennkraftmaschine ausgestaltete Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs unter bestimmten Voraussetzungen bzw. bei Vorliegen vorgegebener Abschaltbedingungen automatisch abschaltet und bei Vorliegen vorgegebener Einschaltbedingungen automatisch wieder einschaltet. Derartige Verfahren und Systeme sind vor allem für den Stadtverkehr zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs geeignet, da im Stadtverkehr das Fahrzeug oft an Ampeln oder aufgrund des Verkehrs zum Stehen kommt und der Betrieb der Brennkraftmaschine nicht erforderlich ist.
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So ist aus der
DE 101 61 343 A1 eine automatische Stopp- und Anlasssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor bekannt, wobei die Steuervorrichtung entsprechende Maßnahmen zum Abschalten des Verbrennungsmotors vornimmt, wenn alle genannten Abschaltbedingungen erfüllt sind. Sind vorgegebene Einschaltmaßnahmen erfüllt, nimmt die Steuervorrichtung entsprechende Maßnahmen zum automatischen Einschalten des Verbrennungsmotors vor.
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Weiter offenbart die
DE 103 57 933 A1 ein Verfahren zum selbsttätigen, also automatischen Starten eines Verbrennungsmotors, wobei mittels eines Steuergeräts der hydraulische Bremsdruck überwacht und derart ausgewertet wird, dass ein Startbit zum Starten des Verbrennungsmotors an einen Starter gesendet wird, wenn der Betrag des zeitlichen Bremsdruckgradienten beim Lösen der Bremse einen Bremsdruckgradientenschwellwert überschreitet, wobei der Bremsdruckgradientenschwellwert dabei mittels einer Fahrertypklassifizierung auf den jeweiligen Fahrzeugführer adaptierbar ist. Wird das Bremspedal nur langsam losgelassen und der Bremsdruckgradientenschwellwert nicht erreicht, wird der Verbrennungsmotor erst dann gestartet, wenn der Bremsdruck selbst einen Bremsdruckschwellwert unterschreitet.
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Aus der
DE 199 27 975 A1 ist ein Verfahren zum automatischen Abschalten und Einschalten einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei, wobei eine als Abschaltbedingung oder Einschaltaufforderung zu berücksichtigende Bremsschwelle derart vorgegeben wird, dass sichergestellt wird, dass das Fahrzeug im Stillstand gehalten wird. Im Detail wird zur Sicherstellung des Stillstands bei der Vorgabe der Bremsschwelle die Fahrbahnneigung berücksichtigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, unter Berücksichtigung weiterer Einflussfaktoren auf den Bremsdruck bzw. auf die durch den Bremsdruck erzeugte Bremswirkung ein verbessertes Verfahren zum automatischen Abschalten und Starten einer Antriebseinheit anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 und Patentanspruch 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Grundgedanke der Erfindung ist, dass die durch den Bremsdruck erzeugte Bremswirkung von verschiedenen Einflussfaktoren abhängt. Um ein Wegrollen eines Fahrzeugs mit automatisch abgeschalteter Antriebseinheit – insbesondere an längsgeneigten Fahrbahnen – zu verhindern, muss z. B. der Bremsdruck mit einem vorgegeben Bremsdruckschwellwert verglichen werden. Bei Unterschreitung des Bremsdruckschwellwerts muss die Antriebseinheit wieder gestartet werden, um ein Anrollen des Fahrzeugs zu verhindern. Der Bremsdruckschwellwert sollte im Hinblick auf einen automatischen Einschaltvorgang der Antriebseinheit allerdings auch nicht zu niedrig gewählt werden, da es ansonsten eventuell zu einem späten Start der Antriebseinheit kommt und der Fahrer dies als unangenehm empfindet. Dementsprechend darf eine angeschaltete Antriebseinheit erst abgeschaltet werden, wenn z. B. der erzeugte Bremsdruck den vorgegebenen Bremsdruckschwellwert überschritten hat. Somit müssen die verschiedenen Einflussfaktoren bei der Vorgabe eines optimalen Bremsdruckschwellwerts bzw. anderer auf die Bremswirkung gerichtete Schwellwerte, die für die Auswertung der Bremswirkung im Hinblick darauf, ob ein automatischer Start oder ein automatisches Abschalten der Antriebseinheit vorgenommen werden soll, eine entscheidende Rolle spielen, berücksichtigt werden.
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Das als erste Alternative ausgebildete erfindungsgemäße Verfahren zum automatischen Starten einer automatisch abgeschalteten Antriebseinheit, insbesondere eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug, wobei die Antriebseinheit bei Vorliegen vorgegebener Abschaltbedingungen automatisch abgeschaltet wird und bei Vorliegen vorgegebener Einschaltbedingungen automatisch eingeschaltet wird, wobei mittels eines Steuergeräts ein ermittelter Bremsdruck und/oder ein ermitteltes Bremsmoment und/oder ein zeitlicher Bremsgradient überwacht und ausgewertet wird, und eine Einschaltbedingung als erfüllt gilt, wenn der Betrag des Bremsdrucks beim Lösen der Bremse einen vorgegebenen Bremsdruckschwellwert unterschreitet und/oder wenn der Betrag des Bremsmoments beim Lösen der Bremse einen vorgegebenen Bremsmomentschwellwert unterschreitet und/oder wenn der Betrag des zeitlichen Bremsgradienten beim Lösen der Bremse einen vorgegebenen Bremsgradientenschwellwert überschreitet, wobei der Bremsdruckschwellwert und/oder der Bremsmomentschwellwert und/oder der Bremsgradientenschwellwert in Abhängigkeit von fahrerunabhängigen Einflussfaktoren variabel vorgegeben wird, zeichnet sich dadurch aus, dass der Bremsdruckschwellwert und/oder der Bremsmomentschwellwert und/oder der Bremsgradientenschwellwert in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur der Bremsen derart vorgegeben wird, dass die Temperatur der Bremsen in Form eines entsprechenden Offsets oder als Korrekturfaktor in die Schwellwert-Vorgabe einfließt.
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Analog dazu zeichnet sich das als zweite Alternative ausgebildete erfindungsgemäße Verfahren zum automatischen Abschalten einer Antriebseinheit, insbesondere eines Verbrennungsmotors, der bei Vorliegen vorgegebener Abschaltbedingungen automatisch abgeschaltet wird und bei Vorliegen vorgegebener Einschaltbedingungen automatisch eingeschaltet wird, und wobei eine Abschaltbedingung als erfüllt gilt, wenn der Betrag eines ermittelten Bremsdrucks beim Betätigen der Bremse einen vorgegebenen Bremsdruckschwellwert überschreitet und/oder wenn der. Betrag des Bremsmoments beim Betätigen der Bremse einen vorgegebenen Bremsmomentschwellwert überschreitet und/oder wenn der Betrag des zeitlichen Bremsgradienten beim Betätigen der Bremse einen vorgegebenen Bremsgradientenschwellwert überschreitet, wobei der Bremsdruckschwellwert und/oder der Bremsmomentschwellwert und/oder der Bremsgradientenschwellwert in Abhängigkeit von fahrerunabhängigen Einflussfaktoren variabel vorgegeben wird, dadurch aus, dass der Bremsdruckschwellwert und/oder der Bremsmomentschwellwert und/oder der Bremsgradientenschwellwert in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur der Bremsen derart vorgegeben wird, dass die Temperatur der Bremsen in Form eines entsprechenden Offsets oder als Korrekturfaktor in die Schwellwert-Vorgabe einfließt. Die Bremse kann dabei entweder durch den Fahrer, bspw. durch Treten des Bremspedals, oder durch einen Systemeingriff automatisch, also fahrerunabhängig betätigt werden.
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Bei dem Bremsgradienten kann es sich um einen Bremsdruckgradienten oder um einen Bremsmomentengradienten handeln. Dementsprechend kann es sich bei dem Bremsgradientenschwellwert um einen Bremsdruckgradientenschwellwert oder um einen Bremsmomentengradientenschwellwert handeln.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, dass der Bremsdruckschwellwert und/oder der Bremsmomentschwellwert und/oder der Bremsgradientenschwellwert an verschiedene fahrerunabhängige Einflussfaktoren angepasst wird und somit eine bessere, sicherere und ggf. auch schnellere Beurteilung, ob die Antriebseinheit automatisch abgeschaltet oder wieder automatisch eingeschaltet werden soll, vorgenommen werden kann. Unterschreitet der aktuelle Bremsdruck bzw. das aktuelle Bremsmoment bei abgeschalteter Antriebseinheit den vorgegebenen Bremsdruckschwellwert bzw. den Bremsmomentschwellwert, gilt die auf diese Auswertung gerichtete Einschaltbedingung als erfüllt. Wird hingegen der zeitliche Bremsgradient, also Bremsdruckgradient oder Bremsmomentengradient ausgewertet, gilt eine auf diese Auswertung gerichtete Einschaltbedingung als erfüllt, wenn der Betrag des Bremsgradienten beim Lösen der Bremse bei abgeschalteter Antriebseinheit den vorgegebenen Bremsgradientenschwellwert überschreitet. Unter der Voraussetzung, dass auch die übrigen erforderlichen Einschaltbedingungen erfüllt sind, wird die Antriebseinheit automatisch wieder gestartet.
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Überschreitet im Stillstand bei angeschalteter Antriebseinheit der aktuelle Bremsdruck bzw. das aktuelle Bremsmoment bzw. der Betrag des zeitlichen Bremsgradienten beim Betätigen der Bremse den vorgegebenen Bremsdruckschwellwert bzw. den Bremsmomentschwellwert bzw. den Bremsgradientenschwellwert, gilt die auf diese Auswertung gerichtete Abschaltbedingung als erfüllt. Unter der Voraussetzung, dass auch die übrigen erforderlichen Abschaltbedingungen erfüllt sind, wird die Antriebseinheit automatisch abgeschaltet.
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Vorteilhafterweise wird bei der Vorgabe des Bremsdruckschwellwerts und/oder des Bremsmomentschwellwerts und/oder des Bremsgradientenschwellwerts die aktuelle Fahrbahnlängsneigung berücksichtigt. Dazu kann entweder die mittels geeigneter Sensoren ermittelte oder berechnete Fahrbahnlängsneigung, oder ein anderes Signal, welches ein Maß für die Fahrbahnlängsneigung darstellt, in die Schwellwert-Vorgabe einfließen. Somit wird vorteilhafterweise der Bremsdruckschwellwert und/oder der Bremsmomentschwellwert und/oder der Bremsgradientenschwellwert in Abhängigkeit von der ermittelten Fahrbahnlängsneigung und/oder in Abhängigkeit von einem Signal, welches ein Maß für die Fahrbahnlängsneigung ist, vorgegeben. Die Fahrbahnlängsneigung bzw. das Maß für die Fahrbahnlängsneigung wird dabei derart berücksichtigt, dass der Bremsdruckschwellwert und/oder der Bremsmomentschwellwert in Form einer vorgegebenen Abhängigkeit, z. B. in Form einer linearen oder nichtlinearen Abhängigkeit mit zunehmender Fahrbahnlängsneigung erhöht wird. Bei Auswertung eines Bremsgradienten wird die Fahrbahnneigung derart berücksichtigt, dass der Bremsgradientenschwellwert in Form eine vorgegebenen Abhängigkeit, d. h. z. B. in Form einer linearen oder nichtlinearen Abhängigkeit, mit zunehmender Fahrbahnlängsneigung, reduziert oder erhöht wird.
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Durch die Vorgabe des Bremsdruckschwellwerts und/oder des Bremsmomentschwellwerts und/oder des Bremsgradientenschwellwerts in Abhängigkeit von der Fahrbahnlängsneigung kann ein für jede Steigung optimaler Bremsdruckschwellwert und/oder Bremsmomentschwellwert und/oder Bremsgradientenschwellwert vorgegeben werden. Der Bremsdruckschwellwert und/oder Bremsmomentschwellwert wird dabei derart vorgegeben, dass das Fahrzeug bei Erreichen dieses Bremsdruckschwellwerts und/oder des Bremsmomentschwellwert beim Lösen der Bremse gerade noch nicht wegrollt und beim Betätigen der Bremse gerade nicht mehr wegrollt. Dadurch wird einerseits ein Wegrollen verhindert und andererseits wird bspw. ein frühzeitiger Start vorgenommen, damit der Fahrer keine unnötigen Wartezeiten beim Losfahren hat.
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Für den variablen Bremsdruckschwellwert oder Bremsmomentschwellwert kann bspw. der gleiche oder ein ähnlicher Zusammenhang mit der Fahrbahnlängsneigung gewählt werden, wie er derzeit für den Sollhaltedruck einer sog. „Hill-Holder” oder „Automatic-Hold”-Funktion verwendet wird, da davon ausgegangen werden kann, dass, wenn der Fahrer dieses Druckniveau beim Lösen der Bremse nicht mehr unterschreitet, auch ein Festhalten des Fahrzeugs an einer Steigung nicht mehr gewährleistet ist und ein Anfahrwunsch vorliegt. Analog dazu kann beim Betätigen der Bremse und Überschreitung dieses Druckniveaus davon ausgegangen werden, dass der Fahrer sein Fahrzeug im Stillstand halten möchte und somit ein Abschaltwunsch vorliegt.
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Als Maß für die Fahrbahnlängsneigung kann die ermittelte Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs zum Zeitpunkt vor dem automatischen Abschalten der Antriebseinheit herangezogen und ausgewertet werden. Insbesondere ist es dabei sinnvoll, die ermittelte und um einen Offsetwert bereinigte bzw. korrigierte und ggf. auch gefilterte Längsbeschleunigung auszuwerten und in Abhängigkeit davon den Bremsdruckschwellwert und/oder Bremsmomentschwellwert und/oder Bremsgradientenschwellwert vorzugeben.
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Vorteilhafterweise können bei der Schwellwert-Vorgabe noch weitere Einflussfaktoren berücksichtigt werden. Bei den weiteren Einflussfaktoren kann es sich bspw. um die aktuelle Temperatur der Bremsen und/oder den Verschleiß- bzw. Reibwertzustand der Bremsen und/oder um die Kraftfahrzeugmasse und/oder um die aktuelle Beladung des Kraftfahrzeugs handeln. Zusätzlich oder alternativ kann bei der Vorgabe des Schwellwerts auch berücksichtigt werden, ob an das Kraftfahrzeug ein Anhänger angeschlossen ist. Daneben können jedoch noch eine Vielzahl von weiteren fahrerunabhängigen und auch fahrerabhängigen Einflussfaktoren berücksichtigt werden. Diese Einflussfaktoren können entweder in Form eines entsprechenden Offsets oder als Korrekturfaktor in die Schwellwert-Vorgabe einfließen.
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Die vorgegebenen Schwellwerte für die entsprechende Einschaltbedingung und für die entsprechende Ausschaltbedingung können identisch sein oder aber verschieden vorgegeben werden.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur einen Zusammenhang zwischen der Fahrbahnlängsneigung und einem vorgegebenen variablen Bremsdruckschwellwert.
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Die einzige Fig. zeigt einen Zusammenhang zwischen der aktuellen Fahrbahnlängsneigung St und dem vorgegebenen Bremsdruckschwellwert BSW, der im Rahmen einer Einschaltbedingung zum automatischen Starten einer automatisch abgeschalteten Antriebseinheit oder im Rahmen einer Abschaltbedingung zum automatischen Abschalten der Antriebseinheit berücksichtigt wird.
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Die entsprechende Einschaltbedingung gilt als erfüllt, wenn der Betrag des vorliegenden Bremsdrucks beim Lösen der Bremse den vorgegebenen Bremsdruckschwellwert BSW unterschreitet. Ist dies der Fall und sind auch die übrigen erforderlichen Einschaltbedingungen erfüllt, wird die Antriebseinheit automatisch gestartet. Die entsprechende Abschaltbedingung gilt als erfüllt, wenn der Betrag des vorliegenden Bremsdrucks beim Betätigen der Bremse den vorgegebenen Bremsdruckschwellwert BSW überschreitet. Ist dies der Fall und sind auch die übrigen erforderlichen Abschaltbedingungen erfüllt, wird die Antriebseinheit automatisch abgeschaltet.
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Der von der Fahrbahnlängsneigung St abhängige Bremsdruckschwellwert BSW wird derart ermittelt, dass der Bremsdruckschwellwert BSW proportional mit zunehmender Fahrbahnlängsneigung St ansteigt. Somit ergibt sich als Bremsdruckschwellwert über die gesamte mögliche Fahrbahnlängsneigung St die Gerade A, wobei abhängig von der aktuellen Fahrbahnlängsneigung St der entsprechende Bremsdruckschwellwert BSW vorgegeben wird. Der Zusammenhang zwischen Fahrbahnlängsneigung St und Bremsdruckschwellwert BSW kann durch folgende Formel dargestellt werden: BSW = OS + a·St, wobei
- OS
- ein vorgegebener Offset und
- a
- ein Korrekturfaktor ist bzw. a die Steigung der Geraden A wiedergibt.
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Der Offsetwert OS kann bspw. in Abhängigkeit von einem ermittelten oder vorgegebenen Bremsvordruck vorgegeben werden. Der Korrekturfaktor a bzw. die Steigung a der Geraden A kann in Abhängigkeit von der Bremsentemperatur und/oder dem Verschleiß- bzw. Reibwertzustand der Bremsen und/oder der Tatsache, dass ein Anhänger an das Kraftfahrzeug angeschlossen ist oder nicht und/oder in Abhängigkeit von der Kraftfahrzeugmasse und/oder dem Beladungszustand des Kraftfahrzeugs vorgegeben werden. Die Bremsentemperatur und/oder der Verschleiß- bzw. Reibwertzustand der Bremsen und/oder die Tatsache, dass ein Anhänger an das Kraftfahrzeug angeschlossen ist oder nicht und/oder die Kraftfahrzeugmasse und/oder der Beladungszustand des Kraftfahrzeugs können auch in den Offset OS einfließen oder durch einen zusätzlichen Offset in die Bremsdruckschwellwert-Vorgabe einfließen.
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Aufgrund der angegebenen Formel ergibt sich, dass bei einer Fahrbahnlängsneigung St von Null Grad, ein Bremsdruckschwellwert BSW vorgegeben wird, der mit dem vorgegebenen Offset OS identisch ist. Mit steigender Fahrbahnlängsneigung St wird auch der vorzugebende Bremsdruckschwellwert BSW vergrößert.
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Kann oder wird die Fahrbahnlängsneigung St nicht direkt ermittelt, kann als Maß für die Fahrbahnlängsneigung zur Ermittlung des Bremsdruckschwellwerts auch die ermittelte und offsetkorrigierte Längsbeschleunigung okL des Kraftfahrzeugs herangezogen werden. Die Ermittlung des Bremsdruckschwellwerts könnte demnach gemäß folgender Formel vorgenommen werden: BSW = OS + a·(os1 + b·okL), wobei
- os1
- ein weiterer Offset und
- b
- ein weiterer Korrekturfaktor ist, der fest vorgegeben oder variabel sein kann.
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Die Ermittlung des geltenden Bremsdruckschwellwerts kann dabei entweder in einem für die automatische Motor-Start-Stopp-Funktion vorgesehenen Steuergerät oder alternativ in einem Bremsensteuergerät erfolgen, wobei der ermittelte Bremsdruckschwellwert dann an das die automatische Start-Stopp-Funktion ausführende bzw. an das die Abschaltbedingung und/oder Einschaltbedingung zum Starten der automatisch abgeschalteten Antriebseinheit überprüfende Steuergerät übertragen werden muss. Die Übertragung kann dabei über ein Bussystem, z. B. über einen sog. CAN oder über Flex-Ray erfolgen.
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Analog zu diesem Ausführungsbeispiel können bei einer Auswertung des Bremsmoments oder eines zeitlichen Bremsdruckgradienten oder eines zeitlichen Bremsmomentengradienten die entsprechenden Schwellwerte ermittelt und vorgegeben werden.