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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Starten und Stoppen eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus dem Serienkraftwagenbau sind Verfahren zum automatischen Stoppen und Starten eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchen der Verbrennungsmotor in Abhängigkeit von Startbedingungen automatisch gestartet und in Abhängigkeit von Stoppbedingungen automatisch gestoppt wird. Eine Gesamtheit von an solchen Verfahren beteiligten Kraftfahrzeugkomponenten wird als Stopp-Start-System bezeichnet.
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Die
DE 103 33 603 A1 offenbart eine Vorrichtung mit einer Einheit zur Betätigung einer Stopp-/Anlasseinheit, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sowie mit zumindest einem Sensor zur Erfassung einer Kenngröße, in deren Abhängigkeit die Einheit die Stopp-/Anlasseinheit im Betrieb betätigt. Der Sensor ist dabei zur Erfassung zumindest einer von einer Lenkradstellung des Kraftfahrzeugs abhängigen Kenngröße ausgebildet.
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Die bekannte Vorrichtung sowie die bekannten Verfahren weisen weiteres Potential auf, ihre Funktionalität zu verbessern.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Aggregats eines Kraftwagens bereitzustellen, welches eine hohe Funktionalität aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das Verfahren zum automatischen Starten und Stoppen eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs besteht darin, dass der Verbrennungsmotor in Abhängigkeit von Startbedingungen automatisch gestartet und in Abhängigkeit von Stoppbedingungen automatisch gestoppt wird, wobei in Abhängigkeit von Stoppverhinderungsbedingungen das automatische Stoppen des Verbrennungsmotors verhindert und/oder verzögert wird. Dabei stellt eine mittels einer Erfassungseinrichtung erfasste Bewegung einer Lenkeinrichtung eine Startbedingung und/oder eine Stoppverhinderungsbedingung dar.
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Eine derartige Erfassungseinrichtung kann zum Beispiel durch ein Steuergerät mit einer Rechnereinheit und einem angeschlossenen Lenkwinkelsensor dargestellt werden. Der Lenkwinkelsensor ist dabei an der Lenkeinrichtung des Kraftfahrzeugs angeordnet, so dass ein Lenkwinkel der Lenkeinrichtung mittels des Lenkwinkelsensors detektiert wird. Mittels des Steuergerätes wird ein Signal des Lenkwinkelsensors verarbeitet, wobei das Signal eine Funktion des Lenkwinkels ist. Je nach Ausprägung kann in dem Steuergerät das Signal zu einer Lenkwinkelinformation und/oder zu einer Information über die Lenkgeschwindigkeit und/oder zu weiteren abgeleiteten Informationen verarbeitet werden. Selbstverständlich kann das verwendete Steuergerät noch viele weitere Funktionen neben der Verarbeitung des Signals des Lenkwinkelsensors erfüllen. Insbesondere beinhaltet das Steuergerät auch eine Funktionalität zur Steuerung eines Stopp-Start-Automatiksystems.
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Erfindungsgemäß erfolgt durch die Erfassungseinrichtung durch Verarbeitung geeigneter Informationen beziehungsweise durch Verarbeitung geeigneter Parameter eine Unterscheidung hinsichtlich der Ursache einer Bewegung der Lenkeinrichtung. Herkömmliche Lenkeinrichtungen in Kraftfahrzeugen verfügen über einen Rückstellmechanismus, durch welchen bei einem starken Einschlag der Lenkeinrichtung eine Rückstellkraft auf ein Betätigungselement der Lenkeinrichtung, üblicherweise ein Lenkrad, wirkt. Somit kann die Lenkeinrichtung zum einen über das Lenkrad durch einen Fahrer betätigt werden, und zum andern kann eine Betätigung durch den Rückstellmechanismus erfolgen, ohne Zutun des Fahrers des Kraftfahrzeuges.
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Durch die besagte Verarbeitung von geeigneten Informationen kann durch die Erfassungseinrichtung somit bei jeder Detektion einer Bewegung der Lenkeinrichtung eine zugehörige Festlegung erfolgen, ob diese Bewegung ihre Ursache in der Betätigung der Lenkeinrichtung durch den Fahrer hat oder in einer anderweitigen Krafteinwirkung wie zum Beispiel der Rückstellkraft.
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Da diese Festlegung aufgrund von Indizien, d. h. aufgrund der genannten geeigneten Informationen beziehungsweise Parameter erfolgt, bedeutet die Festlegung nicht zwangsläufig ein hundertprozentig richtiges Zuordnen eines jeden Bewegungsvorganges der Lenkeinrichtung zu entweder der Betätigung durch den Fahrer oder der anderweitigen Krafteinwirkung. Es ist jedoch möglich, durch eine geeignete Verarbeitung der geeigneten Informationen mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit eine richtige Zuordnung zu den beiden genannten Möglichkeiten der Bewegung der Lenkeinrichtung durch das erfindungsgemäße Verfahren zu treffen.
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Erfindungsgemäß stellt eine auf diese Weise festgestellte Bewegung der Lenkeinrichtung durch die Betätigung durch den Fahrer eine Startbedingung und/oder eine Stoppverhinderungsbedingung dar. Und die Bewegung der Lenkeinrichtung durch die anderweitige Krafteinwirkung stellt keine Startbedingung und keine Stoppverhinderungsbedingung dar. Auf diese Weise werden unnötige automatische Starts des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges vermieden. Ebenso werden unnötiger Weise verzögerte Stopps des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges vermieden. Somit erhöht sich das Komfortempfinden des Fahrers des Kraftfahrzeuges, und die Kraftstoffersparnis wird ebenfalls erhöht. Insbesondere werden unnötige automatische Starts in dem Fall vermieden, in dem der Fahrer des Kraftfahrzeuges zum Zeitpunkt eines automatischen Stopps das Lenkrad eingeschlagen hält und erst nach dem Stopp des Verbrennungsmotors das Lenkrad loslässt. In diesem Fall bewegt sich das Lenkrad nach dem Loslassen durch die Rückstellvorrichtung in Richtung einer Geradeausstellung, was durch ein Start-Stopp-Verfahren des Stands der Technik zu einem automatischen Start führen würde, der mehr oder weniger direkt auf den automatischen Stopp folgen würde, ohne dass es dafür eine Absicht oder einen Nutzen für den Fahrer des Kraftfahrzeuges gäbe.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es nun, diese Umstände zu erfassen, und trotz Bewegung der Lenkeinrichtung einen automatischen Start des Verbrennungsmotors nicht durchzuführen. Betätigt der Fahrer das Lenkrad durch ein Aufbringen einer entsprechenden Betätigungskraft, so wird dies mittels der Erfassungseinrichtung erfasst und der Verbrennungsmotor automatisch gestartet, damit der Fahrer losfahren kann.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Start des Verbrennungsmotors infolge einer detektierten Bewegung der Lenkeinrichtung nach einem Stopp des Verbrennungsmotors über eine vorgegebene, endliche Zeitdauer verhindert. Das heißt, dass, wenn durch die Erfassungseinrichtung eine Bewegung des Lenkrads detektiert wird, welche innerhalb der vorgegebenen endlichen Zeitdauer nach einem Beginn eines automatischen Stopps stattfindet, diese Bewegung des Lenkrades als eine Bewegung durch die anderweitige Krafteinwirkung festgelegt wird.
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Dies bedeutet beispielsweise, dass nach einem automatischen Stopp des Verbrennungsmotors dieser über die vorgegebene, endliche Zeitdauer nicht durch die Bewegung der Lenkeinrichtung automatisch gestartet wird. Ist die vorgegebene, endliche Zeitdauer verstrichen und wird dann eine Bewegung der Lenkeinrichtung detektiert, so wird diese Bewegung als eine Bewegung der Lenkeinrichtung durch eine Betätigung durch den Fahrer festgelegt, und es erfolgt dadurch ein automatischer Start des Verbrennungsmotors.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der automatische Start des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von einer Stellung der Lenkeinrichtung, insbesondere von einem Lenkwinkel des Lenkrads der Lenkeinrichtung, zum Zeitpunkt des automatischen Stopps des Verbrennungsmotors oder zum Zeitpunkt des Beginns der Bewegung der Lenkeinrichtung verhindert. Insbesondere wenn eine Bewegung des Lenkrades ausgehend von einem zunächst ruhenden aber stark eingeschlagenen Lenkrad, das heißt bei hohem Betrag des Lenkwinkels, erfolgt, kann auf eine Bewegung durch eine Rückstellkraft und nicht durch eine Betätigung durch den Fahrer geschlossen werden. Vorteilhafterweise kann der Parameter des Lenkwinkels mit dem Parameter der Zeitdauer nach dem Beginn eines Stopps des Verbrennungsmotors kombiniert werden dergestalt, dass zu der Festlegung der Lenkwinkel nur während der Zeitdauer nach dem Beginn eines Stopps herangezogen wird.
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Damit weist das Verfahren eine sehr hohe Funktionalität und einen hohen Funktionskomfort für den Fahrer auf. Ebenso vorteilhaft für die Funktionalität und für den Funktionskomfort des Verfahrens ist, wenn der Start des Verbrennungsmotors infolge einer Betätigung der Lenkeinrichtung in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges und/oder in Abhängigkeit von einem mittels eines Torsionssensors der Erfassungseinrichtung erfassten Lenkmoments der Lenkeinrichtung und/oder in Abhängigkeit von einem mittels der Erfassungseinrichtung erfassten Lenkwinkel und/oder einer Lenkgeschwindigkeit der Lenkeinrichtung, insbesondere des Lenkrads, verhindert wird.
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Die Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ist dabei dergestalt, dass bei einer Detektion einer Bewegung der Lenkeinrichtung bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, grundsätzlich eine Bewegung infolge einer Betätigung durch den Fahrer festgelegt wird.
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Der Torsionssensor der Erfassungseinrichtung erlaubt beispielsweise eine bessere Unterscheidung von ruhendem Einschlag im Gegensatz zu einem Einschlag unter Spannung, also ob die Lenkeinrichtung verspannt ist und auf sie Rückstellkräfte oder Rückstellmomente wirken oder nicht.
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Die Lenkgeschwindigkeit beziehungsweise Bewegungsgeschwindigkeit der Lenkeinrichtung kann vorteilhafter Weise dergestalt zu der Festlegung einer Bewegungsart verarbeitet werden, dass bei einer sehr hohen Lenkgeschwindigkeit wie sie beim Rückstellen des Lenkrades durch die Rückstellkraft auftritt, die Bewegung der Lenkeinrichtung durch die anderweitige Krafteinwirkung festgelegt wird.
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Liegt beispielsweise zum Zeitpunkt eines automatischen Stopps des Verbrennungsmotors ein Einschlag des Lenkrads, also eine Verdrehung des Lenkrads aus einer Geradeaus-Stellung heraus, vor, dann wird ein automatischer Stopp des Verbrennungsmotors infolge einer Bewegung der Lenkeinrichtung über die vorgegebene, endliche Zeitdauer verhindert. Wird innerhalb dieser Zeitdauer beispielsweise das Kupplungspedal oder eine anderweitige Komponente als die Lenkeinrichtung betätigt, so erfolgt ein automatischer Start des Verbrennungsmotors weil damit eine Startbedingung für den automatischen Start vorliegt. Liegt zum Zeitpunkt des automatischen Stopps des Verbrennungsmotors kein Einschlag des Lenkrads vor, befindet es sich somit in seiner Geradeaus-Stellung, so wird der Start des Verbrennungsmotors über die endliche, vorgegebene Zeitdauer infolge der Betätigung der Lenkeinrichtung nicht verhindert, da davon auszugehen ist, dass auf das sich in Geradeausstellung befindliche Lenkrad keine Rückstellkräfte wirken. Mit anderen Worten ist eine Bewegung des Lenkrads bei automatisch gestopptem Verbrennungsmotor, wobei zum Beginn des automatischen Stopps das Lenkrad nicht eingeschlagen war, auf eine absichtliche Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer zurückzuführen. Dies lässt wiederum den Rückschluss zu, dass der Fahrer losfahren will und der Verbrennungsmotor gestartet werden muss.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der zugehörigen Zeichnung.
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Dabei zeigt die einzige Figur ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Software-Funktion zu einem Verfahren zum automatischen Starten und Stoppen eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges.
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Die Software-Funktion 1000 für das Verfahren zum automatischen Starten und Stoppen eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, kurz, Stopp-Start-Automatikfunktion 1000, weist mehrere Unterfunktionsblöcke 1100, 1200, 1300 auf.
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In einem Funktionsblock für einen Vorbedingungsmanager 1100 werden Vorbedingungen verarbeitet, welche über die grundsätzliche Aktivierung beziehungsweise Freigabe von automatischen Stopp- und/oder Startvorgängen oder deren Deaktivierung entscheiden. Zu den Vorbedingungen einer Stopp-Start-Automatikfunktion zählt zum Beispiel eine ausreichend hohe Motortemperatur. Die Verarbeitung der unterschiedlichen Vorbedingungen erfolgt in einem Entscheidungsmodul 1100. Ergebnis dieses Entscheidungsmoduls 1100 ist entweder ein Aktivmodus 1119 der Stopp-Start-Automatikfunktion 1000 oder ein Inaktivmodus 1118.
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Die Folge des Aktivmodus 1119 ist ein Loslaufen eines Ereignismanagers 1200. In dem Softwaremodul des Ereignismanagers 1200 werden unter anderem Bedienereignisse des Kraftfahrzeugs mit dem Ziel verarbeitet, auf der Basis der vorhandenen grundsätzlichen Aktivierung des Systems konkrete Entscheidungen über Stopps und Starts des Verbrennungsmotors zu entscheiden. Informationen über getroffene Entscheidungen des Ereignismanagers 1200 werden an nichtdargestellte Softwaremodule weitergeleitet, welche die Steuerung von Stopps (zum Beispiel Beenden einer Zündung und einer Einspritzung) und Starts (Drehen eines Anlassers und Beginn von Zündung und Einspritzung usw.) des Verbrennungsmotors operativ durchführen.
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Hierfür weist der Ereignismanager 1200 ein Steuermodul 1210 auf, welches die Information über den Aktivmodus 1119 oder den Inaktivmodus 1118 aufnimmt und aufgrund dieser Information weitere Untermodule 1220, 1230, 1240 des Ereignismanagers 1200 startet und/oder steuert.
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In einem Stoppmodul 1220 werden nicht dargestellte Stopp-Bedingungen verarbeitet, und es wird als Ergebnis eine nicht dargestellte Stopp-Anforderung ausgegeben.
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In einem Verbotmodul 1230 werden nicht dargestellte temporäre Verbotsbedingungen verarbeitet, und es wird als Ergebnis eine nichtdargestellte Verbotsbedingung ausgegeben, welche zu einer Blockierung von Stopp- oder Startanforderungen führen können. Eine Verbotsbedingung ist zum Beispiel eine Detektion einer geöffneten Motorhaube.
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In einem Startmodul 1240 werden innerhalb eines Verarbeitungsmoduls 1241 Start-Bedingungen 1242, 1311 verarbeitet, und es wird als Ergebnis eine Start-Anforderung 1232 ausgegeben oder eine Information 1233 für das Unterbleiben eines automatischen Starts ausgegeben. Im einfachsten Fall erfolgt dann eine Startanforderung 1232 wenn eine der eingehenden Startbedingungen 1242, 1311 einen Status einer erfüllenden Bedingung besitzt. Die Startbedingungen 1242 sind dabei jeweils ein Ergebnis unterschiedlicher weiterer nicht dargestellter Softwaremodule.
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Die Startbedingung 1311 ist dabei eine Lenk-Startbedingung, welche das Ergebnis eines Erfassungsmoduls 1300 ist. Das Erfassungsmodul 1300 weist ein Untermodul 1310 auf, in welchem Eingangsinformationen 1301, 1302 zu einer Entscheidung zwischen der Ausgabe der Lenk-Startbedingung 1311 oder aber einer Nichtausgabe 1312 der Lenk-Startbedingung verarbeitet werden. Dabei erfolgt die Ausgabe einer Startbedingung 1311 wenn die zeitliche Änderung 1301 eines Lenkwinkels größer als ein vorgegebener Schwellwert ist und zugleich die Zeit 1302 seit einem Beginn einer aktuell vorliegenden automatischen Stoppphase größer ist als 1,5 Sekunden (alternativ eine Zeit zwischen 0,5 s und 3 s). Ist die zeitliche Änderung 1301 des Lenkwinkels größer als der vorgegebene Schwellwert und ist zum Beispiel zugleich die Zeit 1302 seit dem Beginn der aktuell vorliegenden automatischen Stoppphase kleiner als 1,5 Sekunden so erfolgt eine Nichtausgabe 1312 der Lenk-Startbedingung. Dies bedeutet, dass innerhalb von 1,5 Sekunden nach dem Beginn einer automatischen Stoppphase der Verbrennungsmotor durch eine Lenkbewegung allein nicht automatisch gestartet wird – in dieser Zeit ist jedoch ein automatischer Start aufgrund anderer Startbedingungen, wie zum Beispiel einer Betätigung eines Fahrpedals, möglich. Andererseits erfolgt im Zeitraum nach 1,5 Sekunden nach Beginn der automatischen Stoppphase allein aufgrund einer Lenkbewegung ein automatischer Start des Verbrennungsmotors. All dies wie oben beschrieben unter der Voraussetzung, dass ein Aktivmodus 1119 vorliegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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