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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zum automatischen Einschalten einer automatisch abgeschalteten Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Derzeitig werden Brennkraftmaschinen meist mittels eines Zündschlüssels durch den Fahrer manuell ein- und abgeschaltet. Eine Ausnahme stellt ein Verfahren dar, welches in der
DE 100 23 331 A1 vorgestellt wird. Dabei wird anstelle des Zündschlüssels die Bremspedalstellung bzw. der Bremspedaldruck ausgewertet. Der Abschaltvorgang der Brennkraftmaschine wird eingeleitet, wenn nach Erreichendes Stillstands des Kraftfahrzeugs das Bremspedal in seiner bereits betätigten Stellung stärker betätigt wird. Nachteilig ist an derartigen Verfahren, dass alleine der Kraftfahrzeugfahrer für das Abschalten der Brennkraftmaschine verantwortlich ist. Analysen des heutigen Fahrverhaltens zeigen, dass trotz eines gestiegenen Umweltbewusstseins und gestiegener Kraftstoffpreise ein manuelles Abschalten der Brennkraftmaschine, z. B. an Verkehrsampeln, selten eigenständig erfolgt.
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Um Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen zu reduzieren, werden derzeit Verfahren und Systeme entwickelt und zum Teil auch bereits eingesetzt, welche die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs unter bestimmten Voraussetzungen bzw. bei Vorliegen vorgegebener Abschaltbedingungen automatisch abschalten und bei Vorliegen vorgegebener Anschaltbedingungen automatisch wieder anschalten. Derartige Verfahren und Systeme bzw. Start-Stopp-Einrichtungen 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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Zum Beispiel ist aus der
EP 0 158 605 B1 eine Vorrichtung bekannt, die abhängig von verschiedenen Bedingungen ein Abstellen bzw. ein erneutes Starten der Brennkraftmaschine bewirkt. Eine Bedingung zum Einleiten eines automatischen Abschaltvorgangs ist beispielsweise, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit für eine bestimmte Zeit unterhalb eines Grenzwertes liegen muss, bevor die Brennkraftmaschine automatisch abgestellt wird.
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Nachteilig ist an derartigen Verfahren und Vorrichtungen, dass die aktuelle Verkehrssituation nicht berücksichtigt werden kann. Die Brennkraftmaschine wird demzufolge auch in solchen Situationen abgeschaltet, in denen es der Fahrer aus Komfortgründen nicht wünscht. Beispielsweise ist ein automatisches Abschalten der Brennkraftmaschine an einer Abbiegespur oder an einem Stoppschild bei einer sofortigen Weiterfahrtmöglichkeit nicht erwünscht. Insbesondere bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe kann unter der Voraussetzung, dass die Brennkraftmaschine bei einem Bremsvorgang bis in den Stillstand automatisch abgestellt wird, der Fahrer einen automatischen Abschaltvorgang nicht verhindern. Wird als Startsystem ein kostengünstiger Ritzelstarter eingesetzt, ist ein Einspuren, also ein Starten der laufenden Brennkraftmaschine nicht möglich oder mit Komforteinbußen verbunden, da der Ritzelstarter prinzipiell erst wieder bei vollständig abgestellter Brennkraftmaschine einspuren kann. Dadurch ergeben sich ebenfalls unter Umständen längere Startzeiten.
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Um dieses Problem zu umgehen, sind bereits Verfahren und Systeme bekannt, bei denen der Fahrer ein automatisches Abschalten verhindern kann. So offenbart die
EP 1 469 195 B1 ein Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug, bei dem der Fahrer innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls nach Erreichen des Stillstands den automatischen Abschaltvorgang verhindern kann. Bspw. wird der automatische Abschaltvorgang nicht eingeleitet, wenn der Fahrer innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls nach Erreichen des Stillstands das Bremspedal verstärkt durchtritt.
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Weiter ist aus der
DE 102 11 461 C1 ein Verfahren zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine bekannt, wobei ein automatischen Abschalten innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls nach Erreichen des Stillstands durch Lösen der Bremse verhindert werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist, ein alternatives Verfahren zum automatischen Abschalten und Einschalten einer Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug mit und ohne Automatikgetriebe anzugeben, welches es dem Fahrer bei einem Abbremsen des Fahrzeugs bis in den Stillstand ermöglicht, den automatischen Abschaltvorgang auf einfache und intuitive Weise zu verhindern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Patentanspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug (vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe) mittels einer Start-Stopp-Einrichtung ist prinzipiell derart ausgestaltet, dass die Brennkraftmaschine automatisch abschaltet, wenn (zusätzlich zu den sonstigen vorgegebenen und erfüllten Abschaltbedingungen) das Fahrzeug in den Stillstand abgebremst und für ein vorgegebenes Zeitintervall durch Betätigung des Bremspedals im Stillstand gehalten wurde. Innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls nach Erreichen des Stillstands wird dem Fahrer die Möglichkeit gegeben, das automatische Abschalten zu verhindern. Das automatische Abschalten sollte dann verhindert werden, wenn der Fahrer erkennt, dass eine Weiterfahrt unmittelbar bevorsteht.
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Die Erfindung zeichnet sich im Unterschied zu oben genannten Stand der Technik dadurch aus, dass der automatische Abschaltvorgang nicht bereits dann unterbunden wird, wenn der Fahrer das Bremspedal löst, sondern erst dann, wenn er dieses nach dem Lösen wird weiter durchtritt, also nur kurzzeitig löst (= Lupfen der Bremse bzw. des Bremspedals). Demnach wird nicht der Druck- oder Momentenabbau oder der zurückgelegte Bremspedalweg beim Lösen des Bremspedals, sondern erst der anschließende (innerhalb eines relativ kurzen Zeitintervalls detektierte) Druck- oder Momentenaufbau oder der beim anschließenden erneuten Durchtreten des Bremspedals zurückgelegte Bremspedalweg als Trigger zum Verhindern des automatischen Abschaltvorgangs der Brennkraftmaschine ausgewertet. Dadurch soll verhindert werden, dass der automatische Abschaltvorgang bereits dann unterbunden wird, wenn der Fahrer beim Abbremsen in den Stillstand das Bremspedal nur versehentlich löst, und ein Verhindern des Abschaltvorgangs gar nicht beabsichtigt ist. Erst das anschließende erneute Durchtreten des Bremspedals aus dem kurzzeitig gelösten Zustand des Bremspedals wird als Aufforderung zum Verhindern des automatischen Abschaltvorgangs gewertet.
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Dieses Verfahren ist besonders für Fahrzeuge mit Automatikgetrieben von Vorteil, da hier der Fahrer in der Regel den Gangwahlhebel bei Fahrzeugstillstand in der normalen Position belässt und kein Kupplungspedal vorhanden ist, welches hinsichtlich des Fahrerwunsches ausgewertet werden könnte. Unter dem Begriff Automatikgetriebe sind neben den herkömmlichen Automatikgetrieben auch alle zumindest teilweise automatisierten Getriebe incl. Doppelkupplungsgetriebe zu verstehen (Getriebe mit und ohne Wandler, EGS, SMG). Allerdings ist dieses Verfahren auch bei Fahrzeugen mit Handschaltgetrieben einsetzbar. Die Start-Stopp-Einrichtung kann bspw. ein eigenständiges Steuergerät, oder im Motorsteuergerät integriert sein.
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Vorteilhafterweise wird das automatische Abschalten der Brennkraftmaschine erst dann verhindert, wenn das Bremspedal im Rahmen des kurzzeitigen Lösevorgangs zum Verhindern des automatischen Abschaltvorgangs nach dem Lösen zumindest um ein vorgegebenes Maß wieder betätigt wird. Dabei kann bspw. die Bremspedalposition oder das aufgebaute Bremsmoment oder die erzeugte Bremskraft ausgewertet werden. Demnach wird das automatische Abschalten der Brennkraftmaschine erst dann unterbunden, wenn das Bremspedal im Rahmen des kurzzeitigen Lösevorgangs zum Verhindern des automatischen Abschaltvorgangs nach dem Lösen zumindest wieder bis zum Erreichen der ursprünglichen betätigten Bremspedalposition vor dem Lösen und/oder zumindest bis zum Erreichen der ursprünglichen Bremskraft und/oder des ursprünglichen Bremsmoments vor dem Lösen betätigt wird. Somit kann das Erkennen des Fahrerwunsches zum Verhindern des automatischen Abschaltvorgangs eindeutig sichergestellt werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann auch ausgewertet und im Rahmen des Abschaltverhinderers berücksichtigt werden, inwieweit das Bremspedal bzw. die Bremse im Rahmen des kurzzeitigen Lösevorgangs anfänglich gelöst wird. Demnach kann bspw. ein automatisches Abschalten der Brennkraftmaschine aufgrund eines kurzzeitigen Lösens des Bremspedals nur dann verhindert werden, wenn das Bremspedal während des kurzzeitigen Lösens um mehr als einen vorgegebenen Bremspedalweg gelöst wird und/oder wenn das Bremspedal während des kurzzeitigen Lösens zumindest soweit gelöst wird, dass die aufgebrachte Bremskraft um mehr als einen vorgegebenen Bremskraftdifferenzwert und/oder das aufgebrachte Bremsmoment um mehr als einen vorgegebenen Bremsmomentdifferenzwert zum Ausgangswert reduziert wird. Der jeweilige Differenzwert kann dabei auch in Abhängigkeit bestimmter Parameter variabel vorgegeben werden, insbesondere kann der Differenzwert dabei derart vorgegeben werden, dass zum Zeitpunkt, bei dem das Bremspedal minimal betätigt ist, also im Umkehrpunkt des kurzzeitigen Lösevorgangs nur soweit betätigt ist, dass durch das Kraftfahrzeug durch die zu diesem Zeitpunkt aufgebrachte Bremskraft bzw. das aufgebrachte Bremsmoment gerade nicht mehr im Stillstand gehalten werden würde. Weiter kann auch der Bremspositionsgradient und/oder der Bremskraftgradient und/oder der Bremsmomentgradient beim Lupfen der Bremse ausgewertet und berücksichtigt werden.
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Vorteilhafterweise kann dem Kraftfahrzeugfahrer mittels eines Anzeigeelements mitgeteilt werden, sobald er das automatische Abschalten der Brennkraftmaschine verhindern kann. Sind die vorgegebenen Betriebsbedingungen erfüllt, leuchtet bspw. eine LED auf, die dem Fahrer signalisiert, dass die Brennkraftmaschine in Kürze durch die Start-Stopp-Einrichtung abgeschaltet wird. Als Anzeigeelement können aber auch Lautsprecher für ein akustisches Signal oder andere Elemente für optische oder haptische Signale verwendet werden. Ab diesem Zeitpunkt kann der Kraftfahrzeugfahrer das Abschalten der Brennkraftmaschine verhindern.
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Analog zu dem oben beschriebenen Abschaltverhinderer kann ein entsprechendes Verfahren auch als Einschaltaufforderer bei einer automatisch abgeschalteten Brennkraftmaschine angewendet werden. Dabei wird gemäß dem Stand der Technik von einem Verfahren zum automatischen Einschalten einer automatisch abgeschalteten Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe mittels einer Start-Stopp-Einrichtung ausgegangen, wobei die Start-Stopp-Einrichtung die Brennkraftmaschine automatisch abschaltet, wenn vorgegebene Abschaltbedingungen erfüllt sind, und die Brennkraftmaschine automatisch wieder einschaltet sobald ein Einschaltaufforderer vorliegt. Analog zu oben liegt dann ein Einschaltaufforderer vorliegt, wenn das bei automatisch abgeschalteter Brennkraftmaschine betätigte Bremspedals kurzzeitig gelöst wird, also gelöst und erneut betätigt wird (= Lupfen der Bremse bzw. des Bremspedals). Demnach wird auch hier nicht der Druck- oder Momentenabbau oder der zurückgelegte Bremspedalweg beim Lösen des Bremspedals, sondern erst der anschließende (innerhalb eines relativ kurzen Zeitintervalls detektierte) Druck- oder Momentenaufbau oder der beim anschließenden erneuten Durchtreten des Bremspedals zurückgelegte Bremspedalweg als Trigger zum Einleiten des Einschaltvorgangs der Brennkraftmaschine ausgewertet. Durch das Auswerten der fallenden Flanke beim Lupfen der Bremse kann insbesondere bei Fahrzeugen mit Automatikgetrieben sichergestellt werden, dass das Fahrzeug auch nach erfolgreichem Einschalten der Brennkraftmaschine und nicht unmittelbar folgendem Anfahrwunsch im Stillstand gehalten wird.
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Vorteilhafterweise liegt der Einschaltaufforderer auch erst dann vor, wenn das Bremspedal im Rahmen des kurzzeitigen Lösevorgangs zum erneuten Starten der Brennkraftmaschine nach dem Lösen zumindest um ein vorgegebenes Maß wieder betätigt wird. Dabei kann bspw. die Bremspedalposition oder das aufgebaute Bremsmoment oder die erzeugte Bremskraft ausgewertet werden. Demnach wird die Brennkraftmaschine erst dann wieder gestartet, wenn das Bremspedal bei abgeschalteter Brennkraftmaschine nach dem Lösen zumindest wieder bis zum Erreichen der ursprünglichen betätigten Bremspedalposition vor dem Lösen und/oder zumindest bis zum Erreichen der ursprünglichen Bremskraft und/oder des ursprünglichen Bremsmoments vor dem Lösen betätigt wird.
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Vorteilhafterweise kann auch die Differenz der Bremsbetätigung zwischen ursprünglicher Bremsbetätigung und minimaler Bremsbetätigung während des kurzzeitigen Lösevorgangs ausgewertet und im Rahmen des Einschaltaufforderers berücksichtigt werden. So kann der Einschaltaufforderer nur dann vorliegen, wenn das Bremspedal während des kurzzeitigen Lösens bei abgeschalteter Brennkraftmaschine um mehr als einen vorgegebenen Bremspedalweg gelöst wird und/oder wenn das Bremspedal während des kurzzeitigen Lösens zumindest soweit gelöst wird, dass die aufgebrachte Bremskraft um mehr als einen vorgegebenen Bremskraftdifferenzwert und/oder das aufgebrachte Bremsmoment um mehr als einen vorgegebenen Bremsmomentdifferenzwert reduziert wird. Weiter kann auch der Bremspositionsgradient und/oder der Bremskraftgradient und/oder der Bremsmomentgradient beim Lupfen der Bremse ausgewertet und berücksichtigt werden.
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Durch eine Kombination der erfindungsgemäßen Abschaltverhinderers und des erfindungsgemäßen Einschaltaufforderers wird das Gesamtsystem bzw. die Bedienlogik zum automatischen Abschalten und erneuten Starten der Brennkraftmaschine für den Fahrer nachvollziehbarer, da er immer die gleiche Vorgehensweise hat.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Fig. zeigt ein vereinfachtes Ablaufdiagramm für das erfindungsgemäße Verfahren zum automatischen Abschalten und wieder Einschalten einer Brennkraftmaschine am Beispiel eines Kraftfahrzeugs mit Automatikgetriebe.
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Das Verfahren zum automatischen Abschalten und Einschalten einer Brennkraftmaschine ist in einer (hier nicht dargestellten) Start-Stopp-Einrichtung oder in einem Steuergerät integriert. In einem ersten Schritt 100 werden bei laufender Brennkraftmaschine alle Bedingungen (Betriebsbedingungen und Zusatzbedingungen), die für ein automatisches Abschalten der Brennkraftmaschine notwendig sind, abgefragt. Hierbei handelt es sich bspw. um die Fahrzeuggeschwindigkeit, die in etwa Null (Stillstand des Fahrzeugs) sein muss, die Drehzahl, die unter einem vorgegebenen Grenzwert liegen muss und das Bremspedal, das betätigt werden muss. Wenn alle Bedingungen erfüllt sind, wird das Verfahren weiter durchgeführt. Andernfalls wird es abgebrochen und das Verfahren beginnt von vorne.
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Sind alle Bedingungen erfüllt, wird in einem zweiten Schritt 110 eine LED als Anzeigeelement eingeschalten. Damit wird dem Kraftfahrzeugfahrer mitgeteilt, dass die Brennkraftmaschine nach einer vorgegebenen Zeit ausgeschalten wird, wenn er dies nichtverhindert. Gleichzeitig wird im Schritt 110 ein Timer gestartet, der die Zeit t überwacht.
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Anschließend wird in einem nächsten Schritt 120 die vergangene Zeit t abgefragt. Solange der vergangene Zeit t innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls tmax ist, wird in einem nächsten Schritt 140 überwacht, ob das Bremspedal gelupft wird, also gelöst und anschließend (unmittelbar) wieder bis zur Ursprungslage vor dem Lösen betätigt wird. Dazu kann bspw. der Bremspedalweg und/oder der Bremsdruck und/oder das Bremsmoment ausgewertet werden. Wenn kein kurzzeitiges Lösen der Bremse detektiert wird, wird zum Schritt 120 zurückgesprungen und die Zeitüberwachung weiterhin durchgeführt. Wenn die vergangene Zeit t größer als das vorgegebene Zeitintervall tmax ist, also kein Abschaltverhinderer aktiviert wurde, wird im Schritt 130 die Brennkraftmaschine automatisch abgeschaltet.
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Wird im Schritt 140 aber ein Lösen und anschließendes Betätigen der Bremse bis zur ursprünglichen Ausgangslage detektiert, ist dies das Signal, dass in einem nächsten Schritt 150 das automatische Abschalten der Brennkraftmaschine verhindert wird und die Brennkraftmaschine in Betrieb bleibt. Erst wenn in einem letzten Schritt 160 Gas gegeben wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit wieder größer als in etwa Null ist, beginnt das Verfahren von neuem.
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Wird, wie bereits oben erwähnt die Brennkraftmaschine im Schritt 130 abgeschaltet, da kein Lupfen der Bremse innerhalb des Zeitfensters detektiert wurde, wird nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine im Schritt 200 überprüft, wann ein Einschaltaufforderer folgt. In diesem Beispiel wird zum besseren Verständnis der Erfindung davon ausgegangen, dass ein Einschaltaufforderer nur dann vorliegt, wenn die Bremse bei automatisch abgeschalteter Brennkraftmaschine gelupft, also kurzzeitig gelöst wird (kurzzeitig, da nach dem Lösen eine erneute Betätigung folgen muss).
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Sobald im Schritt 200 ein Lupfen der Bremse detektiert wurde, wird im nächsten Schritt 210 die Brennkraftmaschine wieder eingeschaltet und zum Schritt 220 übergegangen. Erst wenn in einem letzten Schritt 220 Gas gegeben wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit wieder größer als in etwa Null ist, beginnt das Verfahren von neuem.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10023331 A1 [0002]
- EP 0158605 B1 [0004]
- EP 1469195 B1 [0006]
- DE 10211461 C1 [0007]
