DE102006009654A1 - Vorrichtung zum An- und Abschalten eines Fahrzeugmotors in Abhängigkeit von der Verkehrssituation - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum An- und Abschalten eines Motors eines Kraftfahrzeugs (14), mit einem Sensor (10) zur Ortung eines Vorderfahrzeugs (16) mit einem Steuergerät zum An- und Abschalten des Motors in Abhängigkeit vom Bewegungszustand des Vorderfahrzeugs (16), dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät dazu eingerichtet ist, das An- und Abschalten des Motors in Abhängigkeit vom Bewegungszustand mindestens eines weiteren Fahrzeugs (14, 18) in derselben Fahrspur zu steuern.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum An- und Abschalten eines Motors eines Kraftfahrzeugs, mit einem Sensor zur Ortung eines Vorderfahrzeugs und einem Steuergerät zum An- und Abschalten des Motors in Abhängigkeit vom Bewegungszustand des Vorderfahrzeugs.
  • Aus DE 101 39 595 ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei der der Bewegungszustand des Vorderfahrzeugs, d. h., des Fahrzeugs, das sich unmittelbar vor dem eigenen Fahrzeug befindet, mit Hilfe eines Radarsensors erfaßt wird. Wenn sowohl das Vorderfahrzeug als auch das eigene Fahrzeug stehen und der Stillstand des eigenen Fahrzeugs länger als eine vorgegebene Zeitspanne dauert, wird der Motor automatisch abgeschaltet. Wenn dann mit Hilfe des Radarsensors festgestellt wird, daß sich das Vorderfahrzeug wieder in Bewegung gesetzt hat, wird der Motor automatisch wieder angelassen. Durch diese Vorrichtung kann somit bei hohem Komfort für den Fahrer beispielsweise in Stop and Go Situationen bei einem Verkehrsstau eine beträchtliche Kraftstoffersparnis erreicht werden. Die Entscheidung über das An- und Abschalten des Motors braucht dabei nicht ausschließlich vom Bewegungszustand des Vorderfahrzeugs abhängig sein, sondern kann darüber hinaus auch von anderen Einflußgrößen abhängig sein, beispielsweise vom Bewegungszustand anderer Fahrzeuge, die sich auf Nebenspuren befinden (ein Anfahren der Fahrzeuge auf der Nebenspur deutet im allgemeinen auf die Auflösung eines Staus hin) oder auch vom Zustand einer Lichtzeichenanlage (Ampel), der mit Hilfe eines Videosystems erfaßt wird.
  • Bei dem Motor des Kraftfahrzeuges handelt es sich üblicherweise um eine Brennkraftmaschine, bei der der Anlaßvorgang eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt. Da der Anlaßvorgang mit Hilfe der bekannten Vorrichtung erst dann eingeleitet wird, wenn eine Bewegung des Vorderfahrzeugs detektiert wird, kann es bei der Auflösung eines Staus zu unerwünschten Verzögerungen kommen. Andererseits kann es auch Situation geben, in denen das automatische Abschalten des Motors unter dem Gesichtspunkt der Kraftstoffersparnis ungünstig ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Motor nach einem Stillstand von weniger als etwa drei Sekunden schon wieder angelassen werden muß. In diesem Fall kommt es auch zu einer unerwünschten Belastung des Anlassers und der Fahrzeugbatterie.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der oben genannten Art derart weiterzubilden, daß das An- und Abschalten des Motors situationsgerechter erfolgen kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Steuergerät dazu eingerichtet ist, daß An- und Abschalten des Motors in Abhängigkeit vom Bewegungszustand mindestens eines weiteren Fahrzeugs in derselben Fahrspur zu steuern.
  • Bei dem weiteren Fahrzeug kann es sich beispielsweise um ein unmittelbar vor dem Fahrzeug vorhandenes Fahrzeug handeln. Wenn der Bewegungszustand diese Vor-Vorderfahrzeugs berücksichtigt wird, kann der Motor in einer Stausituation bereits angelassen werden, wenn sich das Vor-Vorderfahrzeug wieder in Bewegung setzt. Hierdurch wird die unerwünschte Verzögerung vermieden, und das eigene Fahrzeug kann praktisch zeitgleich mit dem unmittelbaren Vorderfahrzeug anfahren.
  • Zur Erfassung des Bewegungszustands des Vor-Vorderfahrzeugs und gegebenenfalls noch weiter vorn befindlicher Fahrzeuge ist ein Radarsensor besonders geeignet, da Radarsensoren, wie sie bei Kraftfahrzeugen häufig für eine automatische Abstandsregelung eingesetzt werden, in der Lage sind, das Vorderfahrzeug zu "untertunneln" und so das Vor-Vorderfahrzeug auch dann zu orten, wenn es für den Fahrer selbst durch das Vorderfahrzeug verdeckt ist.
  • Bei dem mindestens einen weiteren Fahrzeug, dessen Bewegungszustand berücksichtigt wird, kann es sich jedoch auch um das eigene Fahrzeug handeln, also das Fahrzeug, das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstet ist. Um eine möglichst große Kraftstoffersparnis zu erreichen, ist es nämlich beispielsweise beim Auffahren auf ein Stauende unter bestimmten Voraussetzungen zweckmäßig, den Motor bereits abzuschalten, bevor das eigene Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist. Da allerdings moderne Kraftfahrzeuge üblicherweise mit einem Bremskraftverstärker ausgerüstet sind, dessen Wirkung nach dem Abschalten des Motors nur noch für eine begrenzte Zeit Tb anhält, sollte der Motor erst so spät abgeschaltet werden, daß das Fahrzeug zum Stillstand kommt, bevor die begrenzte Zeit abgelaufen ist. Der geeignete Zeitpunkt zum Abschalten des Motors ist dann vom Abstand des eigenen Fahrzeugs zum Vorderfahrzeug sowie von der momentanen Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, also vom Bewegungszustand des eigenen Fahrzeugs abhängig und nicht nur, wie beim Stand der Technik, von der Dauer des Stillstands des eigenen Fahrzeugs.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Bevorzugt werden durch das Steuergerät der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowohl die Bewegungszustände von vor dem Vorderfahrzeug vorhandenen weiteren Fahrzeugen als auch der Bewegungszustand des eigenen Fahrzeugs berücksichtigt.
  • Wenn im Hinblick auf den Bewegungszustand des eigenen Fahrzeugs die Voraussetzungen für das Abschalten des Motors gegeben sind, sich in diesem Augenblick das Vor-Vorderfahrzeug jedoch bereits wieder in Bewegung gesetzt hat, ist es zur Vermeidung eines nur kurzzeitigen Motorstillstands zweckmäßig, den Abschaltvorgang zu unterbinden.
  • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
  • 2 bis 4 schematische Darstellungen von Verkehrssituationen, zur Illustration der Wirkungsweise der Vorrichtung.
  • Die in 1 gezeigte Vorrichtung zum automatischen An- und Abschalten des Motors eines Kraftfahrzeugs umfaßt einen Radarsensor 10 zur Ortung von Fahrzeugen im Vorfeld des eigenen Fahrzeugs sowie ein elektronisches Steuergerät 12, das die Signale des Radarsensors 10 sowie gegebenenfalls weitere die Verkehrssituation kennzeichnenden Informationen auswertet und in Abhängigkeit von diesen Informationen Signale Z und A an das Zündsystem und den Anlasser bzw. an entsprechende Hybridysteme, einen Starter-Generator oder dgl. des Fahrzeugs ausgibt, um die Anlaß- und Abschaltvorgänge des Motors zu steuern.
  • 2 illustriert eine Verkehrssituation, in der ein mit der Vorrichtung nach 1 ausgerüstetes Fahrzeug 14 auf ein Vorderfahrzeug 16 auffährt, das seinerseits auf ein bereits stehendes Vor-Vorderfahrzeug 18 auffährt. Der Radarsensor 10 des Fahrzeugs 14 ist in der Lage, nicht nur den Abstand und die Relativgeschwindigkeit des unmittelbaren Vorderfahrzeugs 16 zu messen, sondern auch den Abstand und die Relativgeschwindigkeit des Vor-Vorderfahrzeugs 18. Das Steuergerät 12 erkennt daher, daß das Vor-Vorderfahrzeug 18 steht. Aus dem Stillstand dieses Fahrzeugs ist zu schließen, daß auch das Vorderfahrzeug 16 in einem angemessenen Abstand hinter dem Vor-Vorderfahrzeug 18 anhalten wird und letztlich auch das eigene Fahrzeug 14 in einem angemessenen Abstand zum Vorderfahrzeug 16 zum Stillstand kommen muß. In dieser Situation berechnet daher das Steuergerät 12 einen geeigneten Zeitpunkt Ts zum Abschalten des Motors des Fahrzeugs 14.
  • Der entsprechende zeitliche Verlauf eines Abschaltsignals 20 ist in 2 in Diagrammform dargestellt. Dieses Abschaltsignal 20 hat zunächst einen hohen Wert entsprechend dem eingeschalteten Zustand des Motors und fällt dann zum Zeitpunkt Ts auf den Wert STOP ab. Es sei hier angenommen, daß das Fahrzeug 14 mit einem Bremskraftverstärker ausgerüstet ist, der zumindest bei längerem Betrieb von einer Energieversorgung durch den laufenden Motor des Fahrzeugs abhängig ist. Wenn der Motor abgeschaltet wird, kann der Bremskraftverstärker seinen Betrieb noch für eine begrenzte Aktivitätsdauer Tb aufrechterhalten. Die Berechnung des Abschaltzeitpunkts Ts erfolgt nun unter der Maßgabe, daß das Fahrzeug 14 an einem Anhaltepunkt S zum Stillstand kommen muß, bevor die begrenzte Aktivitätsdauer Tb des Bremskraftverstärkers abgelaufen ist.
  • Wenn a die Länge des Vorderfahrzeugs 16 ist (in der Praxis kann für a ein fester Wert entsprechend der typischen Länge eines PKW angenommen werden), b der momentane Abstand des Fahrzeugs 14 zum Anhaltepunkt S ist, c der momentane Abstand des Fahrzeugs 14 zum Vor-Vorderfahrzeug 18 ist und d der übliche Anhalteabstand zwischen Fahrzeugen in einer stehenden Kolonne ist (typischerweise 3 m), so gilt die Beziehung: b = c – a – 2d.
  • Wenn v die Momentangeschwindigkeit des Fahrzeugs 14 ist und man bis zum Stillstand des Fahrzeugs 14 eine konstante Bremsverzögerung annimmt, so gilt für die verbleibende Anhaltezeit Ta des Fahrzeugs 14: Ta = 2·b/v.
  • Die Bedingung dafür, daß der Bremskraftverstärker noch während der gesamten Anhaltezeit Ta wirksam sein kann, lautet: Ta < Tboder äquivalent: Ta + Td ≤ Tb,mit einem geeigneten Sicherheitszeitzuschlag Td.
  • In den oben angegebenen Formeln sind die Größen b, c und v und folglich auch Ta zeitabhängige Funktionen. Die Bestimmung des Abschaltzeitpunkts Ts durch das Steuergerät 12 kann nun beispielsweise in der Form erfolgen, daß das Steuergerät 12 zyklisch die Anhaltezeit Ta anhand der aktuellen Werte für b, c und v berechnet, und prüft, ob die Bedingung Ta + Td ≤ Tb erfüllt ist. Bei großen Abständen c wird dies noch nicht der Fall sein. Wenn die genannte Bedingung erstmals erfüllt ist, gibt das Steuergerät 12 ein Signal zum Abschalten des Motors aus.
  • Auf analoge Weise kann das Steuergerät 12 die Abschaltung des Motors steuern, wenn das Vor-Vorderfahrzeug 18 nicht vorhanden ist aber das Vorderfahrzeug 16 steht. In dem Fall ist die Anhaltezeit Ta in Abhängigkeit vom Abstand des Fahrzeugs 14 zum stehenden Vorderfahrzeug 16 und dem Anhalteabstand d zu berechnen.
  • Auf diese Weise wird erreicht, daß in Verkehrssituationen, in denen eine Abschaltung des Motors angebracht ist, diese Abschaltung jeweils zum frühest möglichen Zeitpunkt erfolgt.
  • 3 illustriert eine Verkehrssituation, in der ein Stau sich auflöst. Das Vor-Vorderfahrzeug 18 hat sich bereits in Bewegung gesetzt, während das Vorderfahrzeug 16 und das eigene Fahrzeug 14 noch stehen. In dieser Situation erkennt das Steuergerät 12 das Anfahren des Vor-Vorderfahrzeugs 18 und löst daraufhin unverzüglich das Anlassen des Motors aus, so daß das Fahrzeug 14 anfahrbereit ist, sobald sich auch das Vorderfahrzeug 16 in Bewegung setzt. Ein entsprechendes Einschaltsignal 22 zum Einschalten des Motors ist in 3 wieder in Diagrammform dargestellt. Sobald das Anfahren des Vor-Vorderfahrzeugs 18 erkannt wird, nimmt dieses Signal einen hohen Wert START an.
  • 4 illustriert eine Situation, in der das Fahrzeug 14 ähnlich wie in 2 auf ein Stauende auffährt, der Stau bereits jedoch in Auflösung begriffen ist. Das Vor-Vorderfahrzeug 18 hat sich bereits wieder in Bewegung gesetzt, während das Vorderfahrzeug 16 noch steht. Das eigene Fahrzeug 14 fährt auf das Vorderfahrzeug 16 auf, und sein Motor ist noch nicht abgeschaltet. In dieser Situation erkennt das Steuergerät 12, daß das Vor-Vorderfahrzeug 18 bereits wieder angefahren ist, und unter dieser Bedingung wird die an sich vorgesehene Berechnung eines Abschaltzeitpunkts zum Abschalten des Motors des Fahrzeugs 14 unterbunden, weil davon auszugehen ist, daß sich auch das Vorderfahrzeug 16 alsbald wieder in Bewegung setzen wird, so daß auch das eigene Fahrzeug 14 die Fahrt fortsetzen kann. Auf diese Weise wird ein unökonomisches kurzfristiges Abschalten des Motors verhindert.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zum An- und Abschalten eines Motors eines Kraftfahrzeugs (14), mit einem Sensor (10) zur Ortung eines Vorderfahrzeugs (16) und einem Steuergerät (12) zum An- und Abschalten des Motors in Abhängigkeit vom Bewegungszustand des Vorderfahrzeugs (16), dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (12) dazu eingerichtet ist, das An- und Abschalten des Motors in Abhängigkeit vom Bewegungszustand mindestens eines weiteren Fahrzeugs (14, 18) in derselben Fahrspur zu steuern.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) ein Radarsensor ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Fahrzeug oder eines der weiteren Fahrzeuge ein von dem Sensor (10) geortetes Vor-Vorderfahrzeug (18) ist, das sich vor dem Vorderfahrzeug (16) befindet.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (12) dazu ausgebildet ist, den Motor anzuschalten oder, falls der Motor noch angeschaltet ist, das Abschalten des Motors zu unterbinden, wenn das Vor-Vorderfahrzeug (18) in Bewegung ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Fahrzeug oder eines der weiteren Fahrzeuge das eigene, mit der Vorrichtung ausgerüstete Fahrzeug (14) ist und daß das Steuergerät (12) dazu ausgebildet ist, wenn das Vorderfahrzeug (16) und/oder das Vor-Vorderfahrzeug (18) steht, den Motor bereits abzuschalten, bevor das eigene Fahrzeug (14) zum Stillstand gekommen ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, für Kraftfahrzeuge mit einem Bremskraftverstärker, der nach dem Abschalten des Motors noch für eine begrenzte Aktivitätsdauer (Tb) einsatzbereit ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (12) dazu ausgebildet ist, einen Abschaltzeitpunkt (Ts) für den Motor so zu berechnen, daß das eigene Fahrzeug (14) nach dem Abschalten des Motors, bei fortgesetzter Betätigung des Bremse, an einem Anhaltepunkt (S) zum Stillstand kommt, bevor die Aktivitätsdauer (Tb) abgelaufen ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (12) dazu ausgebildet ist, sofern ein Vor-Vorderfahrzeug (18) geortet wird, den Anhaltepunkt (S) in Abhängigkeit vom Abstand (c) zu diesem Vor-Vorderfahrzeug zu berechnen.
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