DE10129877A1 - Verfahren zur Steuerung eines automatischen Motorabschaltsystems in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Verfahren zur Steuerung eines automatischen Motorabschaltsystems in Kraftfahrzeugen

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Motorabschaltsystems in Kraftfahrzeugen vorgestellt. Mit Meßeinrichtungen werden Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs ermittelt und eine Steuervorrichtung führt in Abhängigkeit der ermittelten Betriebsbedingungen eine automatische Motorabschaltung herbei, wenn das Kraftfahrzeug länger als eine vorgegebene Zeitdauer steht. DOLLAR A Zumindest ein Teil der Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise neben der Eigengeschwindigkeit auch die Häufigkeit, der zeitliche Abstand oder die Dauer von Phasen der Motorabschaltung, werden zumindest für eine vorgegebene Dauer gespeichert und die vorgegebene Zeitdauer bis zur Motorabschaltung in Abhängigkeit von den gespeicherten Betriebsbedingungen verändert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Motorabschaltsystems in Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein derartiges automatisches Motorabschaltsystem für Kraftfahrzeuge ist beispielsweise bereits aus der DE-OS 21 58 095, DE-OS 24 47 579, DE-OS 28 03 145, DE 29 45 304 A1, DE 30 13 878 A1, DE 32 16 204 A1, DE 32 27 888 A1, DE 33 43 399 oder DE 36 16 086 A1 bekannt. Dabei werden jeweils separate oder an den Pedalen, insbesondere an der Kupplung montierte Schalter überwacht und in Abhängigkeit von ermittelten Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, insbesondere dessen Stillstands das Abschalten bzw. bei abgeschaltetem Motor zum Teil auch das Anlassen eingeleitet. Dies setzt immer eine Steuerung durch den Fahrer voraus. Die Motorabschaltung erfolgt dabei üblicherweise, wenn das Kraftfahrzeug länger als eine vorgegebene Zeitdauer steht.
  • Es wurden bereits auch bestehende Sicherheitsrisiken bei einer letztlich von der manuellen Bedienung des Fahrers abhängigen Motorabschaltung bzw. dem (Wieder-) Anlassen betrachtet. So schlägt die DE-OS 21 58 095 beispielsweise eine Überwachung der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs vor, um ein versehentliches Abschalten des Motors während der Fahrt zu verhindern. Die Neigung der Fahrbahn bzw. Straße wird zur Vermeidung eines Wegrollens nach Motorabschaltung geprüft. Zudem sollen DE-OS 28 03 145 bei Motorabschaltung zusätzliche Stromverbraucher abgeschaltet werden, um die Batterie vor Entladung zu schützen oder eine Abschaltung des Motors nur möglich sein, wenn der Motor eine Mindesttemperatur erreicht hat und der Ladezustand der Batterie ausreichend, bspw. zum späteren Anlassen, ist. Die DE 93 09 617 U1 beschreibt ein Motorabschalt- und Anlaßsystem für Kraftfahrzeuge, wobei die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeuges berücksichtigt wird. Die DE 32 27 888 A1 betrachtet zusätzlich die Türschließsensoren und leitet in Abhängigkeit davon eine Aktivierung bzw. Deaktivierung des automatischen Motor-Abschalt-/Anlaßsystems ein. Die DE 32 28 561 beschäftigt sich primär mit dem Problem der Klimaanlage als großen Verbraucher bei einem solchen Motorabschalt-/Anlaßsystem für Kraftfahrzeuge. Die DE 33 43 399 C2 erfasst zusätzlich die Schaltstellung eines automatischen Getriebes, insbesondere die Neutralstellung.
  • Die bisherig bekannten Steuerungsverfahren weisen dabei das Problem auf, daß diese für die Vielzahl möglicher Verkehrssituationen nur bedingt geeignet sind und tendenziell zu einer relativ häufigen Motorabschaltung im Stauverkehr führen, was auf Dauer für die Lebensdauer des Kraftfahrzeugs nachteilig ist, selbst wenn die Motortemperatur und der starke Verbauch an elektrischer Energie zum Wiederanlassen berücksichtigt werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein ergänzendes Verfahren zur Steuerung des automatischen Motorabschaltsystems für Kraftfahrzeuge vorzustellen. Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Grundgedanke ist, die Zeitdauer vom Stillstand des Fahrzeugs bis zum Abschalten des Motors in Abhängigkeit von den vorangehenden Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs zu verändern, also an die Betriebsbedingungen im vorangehenden Zeitraum anzupassen. Dazu werden die relevanten Betriebsbedingungen erfasst und zumindest für eine vorgegebene Dauer gespeichert.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert werden. Kurze Beschreibung der Figuren:
  • Fig. 1 Kraftfahrzeug mit automatischem Motor-Abschalt-/Anlassersystem.
  • Fig. 2 Ablauf der Verfahren zur Motorabschaltung und des Wiederanlassens
  • Fig. 3 Erfassung der Betriebsbedingungen über mehrere Motorabschaltungen hinweg und Anpassung der Zeitdauer T0 bis zur Abschaltung in Abhängigkeit von den vorangehenden Betriebsbedingungen
  • Fig. 4 Erhöhung der Zeitdauer T0 bis zum Abschalten des Motors mit zunehmender Durchschnittsgeschwindigkeit ∅v0 des Fahrzeugs F0
  • Fig. 5 Abhängigkeit der Zeitdauer T0 von der Häufigkeit h der Motorabschaltungen Taus
  • Fig. 6 Abhängigkeit der Zeitdauer T0 von der Zeitspanne Taus der vorangegangenen Abschaltungen
  • Fig. 7 Abhängigkeit der Zeitdauer T1 vom Anfahren des voranbefindlichen Fahrzeugs bis zum Anlassen des Motors
  • Fig. 8 Skizze des Ablaufs der Anpassung in Abhängigkeit von den Zeitspannen Tan und/oder Taus der vorangegangenen Abschaltung (x-1)
  • Die Fig. 1 zeigt zunächst skizzenhaft den Aufbau eines automatischen Motor-Abschalt-/ Anlassersystems für Kraftfahrzeuge einschließlich der relevanten Eingangs- und Steuergrößen. So ist eine Steuervorrichtung 1, bspw. ein Microcontroller zur Durchführung der Steuerungsaufgaben vorgesehen, der neben einer Vielzahl anderer bei bekannten Motor-Abschalt-/Anlassersystemen bereits berücksichtigten Größen, wie dem Zündschloß oder einer separaten Start-/Stop-Taste, einer Überwachung der Pedalen oder der Eigengeschwindigkeit v0 des Fahrzeugs eventuell auch eine Vorrichtung 2 zur Messung des Abstands und/oder der Differenzgeschwindigkeit zu relevanten Objekten in Fahrtrichtung, insbesondere vorausfahrenden Fahrzeugen aufweist.
  • Zudem ist ein Betriebszustandsparameterspeicher 3 vorgesehen, in welchem die vorangehenden Betriebsbedingungen zumindest für eine vorgegebene Zeitdauer T2 gespeichert werden. Die Zeitdauer T2 wird dabei direkt zeitlich, bspw. als letzte x (bspw. 5 bis 10) Betriebsminuten, oder in Abhängigkeit von anderen Bedingungen, bspw. der Häufigkeit von Motorabschaltungen (bspw. die letzten 5 Motorabschaltungen) vorgegeben. Auch ein Löschen dieses Betriebszustandsparameterspeichers 3 bei Deaktivierung des Gesamtfahrzeugs, bspw. Verlassen des Fahrzeugs etc. ist denkbar.
  • Von der Steuervorrichtung 1 aus werden dann zur Motorabschaltung die Zündung 4 bzw. insbesondere bei Dieselfahrzeugen auch die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet sowie zum Motoranlassen neben der Zündung 4 und Kraftstoffzufuhr insbesondere der elektrische Anlasser 5 angesteuert.
  • Nachfolgend soll zunächst der Ablauf des allgemeinen Verfahrens der Motorabschaltung hier am Beispiel einer abstandsbezogenen Steuerung erläutert werden anhand der Fig. 2 und 3. Kommt das in Fig. 2 skizzenhaft gezeigte vor dem betrachteten Fahrzeug F0 vorausfahrende Fahrzeug F1 in t2 zum Stehen (vgl. Fig. 3a, v1(t2) = 0), so reduziert sich der Abstand d1 zwischen den Fahrzeugen bis zum Stillstand in t3 zu d10.
  • Dies ist insoweit Gegenstand eines automatischen Fahrbetriebs. An diesem Zeitpunkt setzt aber nun die Steuerung für das automatische Motor-Abschalt-/Anlassersystem ein. So wird nach dem Anhalten des Kraftfahrzeugs F0 der Motor abgeschaltet, sofern für eine vorgegebene Zeitdauer T0 das Fahrzeug F0 steht, also dessen Eigengeschwindigkeit v0(t3) = 0 ist und in der hier skizzierten abstandsbezogenen Steuerung ggfs. zusätzlich der Abstand (d10) zu relevanten Objekten in Fahrtrichtung, hier dem Fahrzeug F1, sich nicht ändert. Selbstverständlich können dabei weitere im Stand der Technik übliche Parameter berücksichtigt werden, insbesondere diverse Schalter an den Pedalen oder Fahrbetriebswählschaltern oder separate Schalter für die Steuerung des Motorabschalt- und/oder Wiederanlassersystems. Zudem wird überwacht, dass die Motortemperätur θ eine Mindestbetriebstemperatur erreicht hat und der Batterieladezustand anhand der Spannung der Batterie Ubatt eine Mindestschwelle nicht unterschreitet. Anderenfalls würde bekanntermaßen eine Motorabschaltung unterdrückt.
  • Besondere Vorteile bietet die hier als bevorzugte Weiterbildung ergänzte abstandsbezogene Steuerung des Motorabschalt-/Anlassersystems auch für den Fall des Anlassens bzw. Wiederanlassens des Kraftfahrzeugs, indem die Meßeinrichtung 2 zumindest nach dem Anhalten des Kraftfahrzeugs den Abstand zu relevanten Objekten erfasst bzw. den erfassten Wert speichert. Die Steuervorrichtung 1 läßt den Motor dann wieder an, wenn sich dieser gemessene Abstand d10 zu den relevanten Objekten wieder erhöht, also beispielsweise das unmittelbar vorausbefindliche Fahrzeug F1 wieder anfährt. Um im Kolonnenverkehr ein zu häufiges Anlassen und Wiederabschalten zu verhindern, sind weitere Bedingungen und insbesondere eine Anpassung der Zeitdauer bis zum Abschalten oder Anlassen des Motors vorgesehen.
  • Die Zeitdauer T0 bis zur Motorabschaltung (ggfs. auch die Zeitdauer bis zum Anlassen T1) wird jedoch in jedem Falle verändert in Abhängigkeit von Parametern des vorherigen Betriebsverlaufs, die im Betriebszustandsparameterspeicher 3 zumindest für eine vorgegebene Dauer gespeichert sind.
  • Als Parameter des vorherigen Betriebsverlaufs werden dabei in diesem Ausführungsbeispiel (vgl. insbesondere auch Fig. 8) vorzugsweise erfasst:
    • - die Eigengeschwindigkeit v0 des Fahrzeugs F0
    • - die über das Zeitfenster gemittelte Durchschnittsgeschwindigkeit ∅v0 des Fahrzeugs F0
    • - Anzahl h von Motorabschaltungen (h(Taus))
    • - die Dauer der Motorabschaltungen Taus(x-1, x-2, x-3, . . .) einzeln und summiert über das Zeitfenster
    • - die Dauer der Betriebsphasen des Motors Tan(x-1, x-2, x-3, . . .)
  • So wird die Zeitdauer bis zur Motorabschaltung T0 ausgehend von einer Normzeitdauer vorzugsweise erhöht, wenn in einer vorgegebenen Zeitspanne zuvor die Geschwindigkeit v0 des Fahrzeugs F1 zumindest einmal eine obere Schwelle überschritten hat und/oder über diese Zeitspanne gemittelt eine Durchschnittsgeschwindigkeitsschwelle übersteigt.
  • Analog wird eine Erhöhung vorgenommen, wenn der Motor zumindest für eine vorgegebene Anzahl von Motorabschaltungen und/oder für mehr als eine vorgegebene Dauer Taus einer oder aller Motorabschaltungen bereits zuvor innerhalb der Zeitspanne abgeschaltet wurde.
  • Zudem werden im Betriebszustandsparameterspeicher 3 Parameter, insbesondere die Häufigkeit h(Taus), der zeitliche Abstand Tan oder die Dauer von Phasen der Motorabschaltung Taus zumindest für eine vorgegebene zeitliche Dauer oder Anzahl n (n ≥ 1) von Abschaltungen erfasst und die Zeitdauer bis zum Abschalten To oder Wiederanlassen T1 des Motors in Abhängigkeit von diesen Parametern angepasst werden. Dies kann entsprechend einem Kennlinienfeld oder selbstlernend anhand vorgegebener Regeln erfolgen.
  • So wird in Fig. 8 insbesondere die Zeitdauer T0(x) bis zum Abschalten des Motors erhöht, wenn die Zeitspanne der vorangehenden Abschaltung Taus(x-1) oder/und des Motorbetriebs Tan(x-1) vorgegebene Sollzeitdauern (Taus.soll/Tan.soll) unterschreiten. Neben den Zeitspanne des vorangehenden Motorbetriebs Tan(x-1) kann auch noch die Dauer des tatsächlichen Fahrtbetriebs, also mit v0 > 0, bewertet werden.
  • Das Kennlinienfeld wie auch die Regeln zum selbsttätigen Anpassen der Zeitdauern To und T1 sind dabei von einer Vielzahl von Parametern abhängig und in der Komplexität nicht darstellbar.
  • Auszugsweise sollen in den Fig. 4 bis 6 daher weitere mögliche funktionale Abhängigkeiten der Anpassung der Zeitdauern bis zur Abschaltung T0 bzw. zum Wiederanlassen T1 dargestellt werden.
  • So zeigt Fig. 4 die Erhöhung der Zeitdauer T0 bis zum Abschalten des Motors mit zunehmender Durchschnittsgeschwindigkeit ∅v0 des Fahrzeugs F0, wobei dazu die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs F0 über das Zeitfenster T2 gemittelt wurde. Dabei kann eine untere Grenze T0min und eine T0max vorgegeben werden, die von der selbstlernenden Reglung bzw. im Kennlinienfeld anhand aller Parameter insgesamt nicht über- bzw. unterschritten werden soll.
  • Die Fig. 5 zeigt eine denkbare Abhängigkeit der Zeitdauer T0 von der Häufigkeit h der Motorabschaltungen Taus in den letzten x Betriebsminuten. Alternativ könnten auch die Häufigkeit oder Dauer des Stehens des Fahrzeugs F0 ohne Motorabschaltung mit bewertet werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Zeitdauer bis zum Abschalten des Motors mit zunehmender Anzahl der Abschaltungen verkürzt. Es ist je nach Zielrichtung des Verfahrens aber auch die gerade umgekehrte Strategie denkbar, nämlich zur Vermeidung zu häufiger Motorabschaltungen die Zeitdauer T0 vom Anhalten bis zur Motorabschaltung mit der Häufigkeit der vorherigen Abschaltungen zu erhöhen.
  • Eine weitere mit den anderen verknüpfbare oder eigenständige Alternative skizziert Fig. 6. Dort wird eine Abhängigkeit der Zeitdauer T0 von der Zeitspanne Taus der vorangegangenen Abschaltungen verwendet, d. h. wenn der Motor in den letzten Betriebsminuten bereits relativ lange still stand, so wird die Abschaltung im aktuellen Fall früher einsetzen.
  • Fig. 7 skizziert nun noch die Abhängigkeit der Zeitdauer T1 vom Anfahren des voranbefindlichen Fahrzeugs (d1 bzw. Δv1 nehmen ab t5 zu) bis zum Anlassen des Motors (in t6).

Claims (8)

1. Verfahren zur Steuerung eines automatischen Motorabschaltsystems in Kraftfahrzeugen
a) mit Meßeinrichtungen (2) zur Ermittlung von Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs und einer Steuervorrichtung (1), die in Abhängigkeit der ermittelten Betriebsbedingungen eine automatische Motorabschaltung herbeiführt,
b) wobei eine Motorabschaltung erfolgt, wenn das Kraftfahrzeug länger als eine vorgegebene Zeitdauer (T0) steht, dadurch gekennzeichnet, daß
c) zumindest ein Teil der Betriebsbedingungen (Tan(x-1), Tan(x-2), . . . Tan(x-n), Taus(x-1), Taus(x-2), . . ., Tan(x-n), h(Taus), v0, ∅v0) des Kraftfahrzeugs zumindest für eine vorgegebene Dauer (T2) gespeichert (3) werden und die vorgegebene Zeitdauer (T0(x) = f((Tan(x-1), . . ., h(Taus))) bis zur Motorabschaltung in Abhängigkeit von den gespeicherten Betriebsbedingungen (Tan(x-1), Tan(x-2), . . . Tan(x-n), Taus(x-1), Taus (x-2), . . ., Tan(x-n), h(Taus)) verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer (T0(x)) bis zum Abschalten des Motors erhöht wird, wenn die Zeitspanne der vorangehenden Abschaltung (Taus(x-1)) oder des Motorbetriebs (Tan(x-1)) jeweils vorgegebene Sollzeitdauer (Taus-soll, Tan-soll) unterschreiten.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer (T0(x)) bis zur Motorabschaltung ausgehend von einer Normzeitdauer erhöht wird, wenn der Motor in einer vorgegebenen Zeitspanne (T2) zuvor bereits abgeschaltet wurde
a) zumindest für eine vorgegebene Anzahl von Motorabschaltungen (h(Taus)) und/oder
b) für mehr als eine vorgegebene Dauer einer (Taus(x-1)) oder aller Motorabschaltungen (Taus(x-1) + Taus(x-2) + . . . + Taus(x-n)).
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer (T0(x)) bis zur Motorabschaltung ausgehend von einer Normzeitdauer erhöht wird, wenn die Geschwindigkeit (v0) des Fahrzeugs in einer vorgegebenen Zeitspanne (T2)
a) zumindest einmal eine obere Schwelle überschritten hat und/oder
b) über eine Zeitspanne (T2) gemittelt eine Durchschnittsgeschwindigkeitsschwelle übersteigt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer (T2) zur Erfassung und Speicherung der vorangehenden Betriebsbedingungen anhand einer Anzahl (n) von Motorabschaltungen vorgegeben wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer (T2) zur Erfassung und Speicherung der vorangehenden Betriebsbedingungen erhöht wird, wenn die die Zeitspanne einer oder mehrerer vorangehender Abschaltung(en) (Taus(x-1), Taus(x-2), . . .) oder des Motorbetriebs (Tan(x-1), Tan(x-2), . . .) jeweils eine vorgegebene Sollzeitdauer (Taus-soll, Tan-soll) unterschreiten.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (1) die Zeitdauer (T0) bis zum Abschalten des Motors entsprechend einem Kennlinienfeld in Abhängigkeit von den vorangegangenen Betriebsbedingungen anpasst.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (1) anhand vorgegebener Regeln selbstlernend die Zeitdauer (T0) bis zum Abschalten des Motors entsprechend den vorangegangenen Betriebsbedingungen anpasst.
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