Verfahren zur Steuerung einer Start-Stopp-Funktion für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Start-Stopp-Funktion eines Kraftfahrzeugs, eine Steuervorrichtung und ein Kraftfahrzeug. Um den Kraftstoff erbrauch und Energieverbrauch zu reduzieren, werden moderne Fahrzeuge mit sogenannten

Start-Stopp-Steuerungen ausgestattet, welche bei stehendem Fahrzeug (beispielsweise an einer roten Ampel) den Verbren ^¬ nungsmotor abschalten. Diese können bei rein verbrennungsmo- torisch angetriebenen Fahrzeugen zum Einsatz kommen, aber auch bei Hybridfahrzeugen, die außer einem Verbrennungsmotor noch einen elektrischen Antriebsmotor aufweisen.

Für die Entscheidung, ob es letztendlich bei einem stehenden Fahrzeug tatsächlich zu einer Abschaltung des Verbrennungsmotors kommt, werden gemäß dem Stand der Technik in der Praxis verschiedene Bewertungsparameter berücksichtigt, damit sicher ^¬ gestellt werden kann, dass der Verbrennungsmotor auch wieder sicher gestartet werden kann. So werden beispielsweise der Ladezustand einer Fahrzeug-Batterie und die aktuelle Temperatur des Verbrennungsmotors als Bewertungsparameter verwendet.

Unter Berücksichtigung dieser beiden Parameter, kann es jedoch sehr leicht dazu kommen, dass der Verbrennungsmotor - bei stehendem Fahrzeug an einer roten Ampel - ausgeschaltet wird und sehr kurz darauf (im Sekundenbereich, z.B. 2 Sekunden) wieder gestartet werden muss. Letzteres Verhalten wird von den meisten Fahrzeugführern als störend empfunden, da der Nachteil der durch einen Anlassvorgang des Verbrennungsmotors erzeugten Unruhe den Vorteil der

Kraftstoffersparnis und Emissionsreduktion durch die kurz- zeitige Abschaltung des Verbrennungsmotors überwiegt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Fahrkomfort zu steigern, indem beispielsweise vorgenanntes Systemverhalten sicher vermieden wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren sowie eine Steu ^¬ ervorrichtung und ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer

Start-Stopp-Funktion eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einer Fahrzeugbatterie umfasst die Schritte:

- Erfassen einer momentanen Batteriespannung der Fahrzeug- batterie,

- Erfassen einer aktuellen Temperatur des Verbrennungsmotors,

- Abschalten des Verbrennungsmotors gemäß einer vorgegebenen Start-Stopp-Strategie unter Berücksichtigung der momentanen Batteriespannung und der aktuellen Temperatur des Verbren- nungsmotors sowie unter Berücksichtigung mindestens eines weiteren Parameters.

Die Start-Stopp-Strategie eines Fahrzeuges mit Verbrennungs ^¬ motor sieht vor, dass der Verbrennungsmotor bei einem Halt des Fahrzeuges, beispielsweise an einer roten Ampel, abgeschaltet wird. Da die Motorabschaltung aber nicht bei jedem Halt des Fahrzeuges erwünscht ist, werden zu einer Entscheidung, ob eine Abschaltung ausgeführt werden soll, als Eingangsparameter die Batteriespannung einer Fahrzeugbatterie und die Temperatur des Verbrennungsmotors sowie mindestens ein weiterer Eingangspa ^¬ rameter berücksichtigt.

Die Abschaltung des Motors findet bevorzugt bei stehendem Fahrzeug statt. Das Fahrzeug kann einen herkömmlichen Antrieb mit einem Verbrennungsmotor aufweisen, oder einen Hybridantrieb, welcher zusätzlich über einen elektrischen Antriebsmotor verfügt. Die Batteriespannung einer Fahrzeugbatterie ist ein Maß für den Ladezustand der Fahrzeugbatterie. Die Fahrzeugbatterie kann vorzugsweise durch den Verbrennungsmotor aufgeladen werden und dient als Energiespeicher beispielsweise zum Betreiben des elektrischen Antriebsmotors in einem Hybridantrieb oder zum (Wieder- ) Starten des Verbrennungsmotors. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass mindestens ein weiterer Parameter als Einflussgröße mit berücksichtigt wird, ob der Verbrennungsmotor bei stehendem Fahrzeug mittels der

Start-Stopp-Funktion ausgeschaltet wird oder nicht.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsvariante wird als weiterer Parameter eine Information über eine Ampelphase berücksichtigt. Eine Information über eine Ampelphase beinhaltet beispielsweise die verbleibende „Rest-Zeit" bis eine (vor ^¬ ausliegende) Ampel wieder auf GRÜN umschaltet. Die Information über die Ampelphase bzw. die verbleibende

„Rest-Zeit" kann fahrzeugseitig beispielsweise mittels einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs ermittelt werden. Beispielsweise könnte über eine am Fahrzeug montierte Kamera eine vorausliegende Ampel und deren Umschalten erkannt werden. Andererseits kann die Information über die Ampelschaltung mittels einer Kommunikationseinrichtung im Fahrzeug empfangen und verarbeitet werden. Die Information kann beispielsweises von einer Infrastruktureinrichtung (z.B. der Ampelanlage selbst) oder aus einem Backend (einem Server oder einer Cloud eines Verkehrsleit- Systems) oder auch von einem anderen Fahrzeug mittels „Car2Car" Kommunikation gesendet werden.

Beinhaltet die Information über die Ampelphase hierbei, dass die „Rest-Zeit" (bis die Ampel wieder GRÜN anzeigt) nur noch wenige Sekunden beträgt, bzw. dass die „Rest-Zeit" unterhalb einem vorgegebenen (vorgebaren) Schwellenwert liegt, so wird das Ausschalten des Verbrennungsmotors vorzugsweise unterdrückt.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als weiterer Eingangsparameter eine Information über eine Fahrtrichtung berücksichtigt.

Die Information über eine Fahrtrichtung kann beispielsweise über die Zieleingabe in einem Navigationsgerät oder ebenfalls über eine Umfeldsensorik des Fahrzeugs oder eine Kommunikations ^¬ einrichtung empfangen werden. Umfeldsensorik kann hierbei insbesondere auch ein Ortungssystem, z.B. ein Satellitenortungssystem wie beispielsweise GPS umfassen. Zusammen mit den Daten einer digitalen Karte kann so auch ohne aktive Zielführung durch ein Navigationssystem eine momentane Fahrtrichtung erfasst werden und beispielsweise in der Fahrtrichtung vorausliegende Ampeln oder Ortsgrenzen erkannt werden.

Die Information über eine Fahrtrichtung kann vorzugsweise die Information enthalten, ob die vorausliegende Fahrt (weiterhin) innerorts oder außerorts ist, ob in Kürze eine Ortschaft erreicht oder verlassen wird, oder ob sich das Fahrzeug einer Kreuzung oder einer Ampel nähert. Unter Berücksichtigung dieser Information wird beispielsweise bei einem geringen Ladezustand der Fahrzeugbatterie und einem kurzen Abstand zur einer vorausliegenden Ampelanlage der Verbrennungsmotor im Falle eines Anhaltens des Fahrzeugs be ^¬ vorzugt nicht ausgeschaltet. Dagegen wird bei einem geringen Ladezustand der Fahrzeugbatterie und einem großen Abstand zur nächsten Ampelanlage der Verbrennungsmotor im Falle eines Anhaltens des Fahrzeugs bevorzugt ausgeschaltet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, werden die mindestens 3 Eingangsparameter, nämlich die Batteriespannung, die Motortemperatur und eine Information über eine Ampelphase oder eine Fahrtrichtung mittels einer mindestens 3-dimensionalen Matrix (mindestens 3-dimensionalen Kennlinienfeld) als Komplex bewertet, um ein bedarfsgerechtes Aus ^¬ schalten des Verbrennungsmotors zu bewirken, bzw. zu unterbinden. Diese Auswertung der drei Eingangsparameter erfolgt vorzugsweise über eine Recheneinheit.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, werden einer oder mehrere der Eingangsparameter, d.h. also der momentanen Batteriespannung, der aktuelle Temperatur des Verbrennungsmotors und/oder der mindestens eine weitere Pa ^¬ rameter als gewichtete Werte berücksichtigt. Vorzugsweise werden die Eingangsparameter mit einer unterschiedlichen Gewichtung berücksichtigt, um ein noch genaueres, bedarfsgerechteres Ausschalten des Verbrennungsmotors zu bewirken, bzw. zu un- terbinden. Besonders bevorzugt sind die gewichteten Werte variable Werte.

Die gewichteten Werte können beispielsweise als Funktion der Eingangsparameter und/oder gemäß einer Wertetabelle in Ab- hängigkeit der Eingangsparameter festgelegt sein.

Bei der 3-dimensionalen Kennlinienfeldauswertung können beispielsweise der „Ladezustand der Fahrzeug-Batterie" und die verbleibende „Rest-Zeit" bis zur nächsten GRÜN-Phase „gegen ^¬ läufig" sein, wobei unter gegenläufig zu verstehen ist, dass umso geringer der Ladezustand der Fahrzeugbatterie ist, bzw. umso näher sich der Ladezustand der Fahrzeug-Batterie sich an einem vorgegebenen Grenzwert befindet,

umso größer muss dann die „Rest-Zeit" bis zur nächsten GRÜN-Phase sein,

damit als Ergebnis ein Abschalten des Verbrennungsmotors ermittelt wird.

Durch die vorgegebene Start-Stopp-Strategie ist vorteilhaft ein Abschalten des Verbrennungsmotors vorgesehen, wenn sich aus der Auswertung der Eingangsparameter ein berechneter Wert ergibt, welcher einen vorgegebenen Grenzwert oder Schwellenwert übersteigt . Die Start-Stopp-Automatik des Fahrzeugs schaltet somit den Verbrennungsmotor ab, wenn als Ergebnis durch Auswertung des mehrdimensionalen Kennlinienfeldes (vorzugsweise mittels einer Recheneinheit) sich ein Wert von größer oder gleich einen vorgegebenen und/oder vorgebbaren Grenzwert ergibt. Das Überschreiten des Grenzwertes entspricht demnach einer Ab ^¬ schaltbedingung .

Eine Steuervorrichtung mit einer Prozessoreinheit, die ein ^¬ gerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Steuervorrichtung sind weitere Aspekte der Erfindung.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Figuren 1 bis 4 beispielhaft näher erläutert werden.

Es zeigen schematisch:

Figur 1 : ein Schaltdiagramm einer ersten bevorzugten

Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens ; Figur 2 : ein Schaltdiagramm einer zweiten bevorzugten

Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen

Verfahrens ;

Figur 3 : beispielhafte eindimensionale Kennfelder zu einzelnen möglichen Bewertungsparametern gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung;

Figur 4 : ein Flußdiagramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer Ausfüh- rungsvariante .

Bei einer Start-Stopp-Steuerung eines Verbrennungsmotors gemäß einer in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens via eines 3-dimensionalen Kenn- linienfelds (1), hat jede Eingangsgröße für sich alleine eine Durchgriffsfunktion um ein Abschalten des Verbrennungsmotors zu unterbinden .

Wie aus der Darstellung der Figur 1 ersichtlich ist, kann jeder der zuvor genannten Parameter (wenn das entsprechende Kriterium erfüllt ist) eigenständig einen Stopp des Verbrennungsmotors verhindern .

Dasselbe gilt die die in Figur 2 gezeigte zweite Ausfüh ^¬ rungsvariante des Verfahrens.

Im Folgenden wird das an zwei Beispielen näher erläutert:

In Figur 3 sind einzelne Eingangsparameter als eindimensionales Feld dargestellt. Die Mehrdimensionalität kommt hier durch Multiplikation der gewichteten Einzelparameter zustande.

Figur 3 A) zeigt beispielhaft ein Feld für die Batteriespannung U _ß att als Eingangsparameter.

Figur 3 B) zeigt beispielhaft ein Feld für eine Ampelphase bzw. eine Rest-Zeit bis zur nächsten Grünphase als Eingangsparameter. Figur 3 C) zeigt beispielhaft ein Feld für die Motortemperatur T _eng als Eingangsparameter.

Beispiel 1 :

Die Batteriespannung der Fahrzeugbatterie U _Batt beträgt 13 Volt. Der Gewichtungsfunktion in Figur 3 A ist zu entnehmen, dass dem ein Gewichtungswert von 1,6 entspricht.

Die ermittelte Rest-Zeit bis Grünphase beträgt 6 s, was gemäß

Figur 3B) einem gewichteten Wert von 1,5 entspricht. Die Mo- tortemperatur liegt in einem mittleren Bereich T _eng = mittel und wird mit einem Gewichtungsfaktor von 1,0 bewertet.

Dann gilt für das Matrix-Kriterium

MK = 1,6 * 1,5 * 1,0 = 2,4.

Ein vorgegebener Grenzwert von 2 ist somit überschritten MK > Grenzwert 2. Somit liegt eine Abschaltbedingung für den Mo- tor-stopp vor. Der Motor wird somit abgeschaltet werden.

Beispiel 2 :

Die Batteriespannung U _Batt beträgt 10,5 Volt, entsprechend einem Gewichtungsfaktor von 0,8. Die Rest-Zeit bis Grünphase beträgt 12 s, entsprechend einem Gewichtungsfaktor von 0,65. Bei einer mittleren Mototemperatur T _eng = mittel, mit einem Gewichtungsfaktor = 1,0 gilt für das Matrix-Kriterium

MK = 0, 8 * 0, 65 * 1, 0 = 0,25

und somit MK < Grenzwert 2. Der Grenzwert wird also unter ^¬ schritten, somit liegt die Abschaltbedingung nicht vor . Der Motor wird somit nicht ausgeschaltet.

Figur 4 zeigt beispielhaft die Durchführung des erfindungs ^¬ gemäßen Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante. Im Schritt Sl startet das Verfahren. Im Schritt S2 wird die Batteriespannung der Fahrzeugbatterie erfasst.

Im Schritt S3 wird die Motortemperatur erfasst. In Schritt S4 wird als weiterer Eingangsparameter erfasst bzw. ermittelt, in welche Fahrtrichtung sich das Fahrzeug bewegt, bzw. ob eine Ampel oder einer Kreuzung vorausliegt oder ggf. welche Ampelphase gerade vorliegt und wie groß die Restzeit bis zum Umschalten ist. In Schritt S5 werden diese Eingangsparameter im Rahmen der Start-Stopp-Strategie durch eine Recheneinheit bewertet und dementsprechend entschieden, ob ein Motor-Stopp auszuführen ist (Ja) oder nicht (Nein) .