DE102012217899A1 - Method for automatic switching off and starting of engine in motor vehicle, involves detecting foot motion and foot position of rider by foot space monitoring unit, when shutdown and starting of engine in response to signal is affected - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Abschalten und Starten einer Antriebsmaschine in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for automatically switching off and starting an engine in a vehicle according to the preamble of patent claim 1.
Derzeitig werden Brennkraftmaschinen meist mittels eines Zündschlüssels durch den Fahrer manuell abgeschaltet. Eine Ausnahme stellt ein Verfahren dar, welches in der
Um Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen zu reduzieren, werden derzeit Verfahren und Systeme entwickelt und zum Teil auch bereits eingesetzt, welche die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs bei Fahrzeugstillstand 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.In order to reduce fuel consumption and pollutant emissions, methods and systems are currently being developed and partly already in use, which automatically shut down the engine of a motor vehicle under certain conditions or in the presence of predetermined shutdown conditions at vehicle standstill and automatically turn on again in the presence of predetermined Anschaltbedingungen. Such methods and systems or start-stop devices are particularly suitable for city traffic to reduce fuel consumption, since in city traffic, the vehicle often stops at traffic lights or traffic and the operation of the internal combustion engine is not required.
Ein derartiges Verfahren ist bspw. aus der
Um noch mehr Kraftstoff einsparen zu können, sind auch bereits Systeme bekannt, die bei fahrendem Fahrzeug und gelöstem Gaspedal einen sog. Segelmodus aktivieren, bei dem der Motor vom Antriebsstrang gelöst wird und somit die kinetische Energie des Fahrzeugs genutzt wird, um möglichst weit zu rollen, ohne dass das Schleppmoment des Motors das Fahrzeug bremst. Ein derartiges Verfahren ist bspw. aus der
Aufgabe der Erfindung ist nun, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem einerseits durch automatisches Abschalten und Zustarten der Antriebsmaschine bei fahrendem Fahrzeug Kraftstoff eingespart werden kann, gleichzeitig aber auch sichergestellt wird, dass die Antriebsmaschine bei Situationen, bei denen Antriebsleistung erforderlich ist, diese auch in Betrieb ist.The object of the invention is therefore to provide a method in which on the one hand fuel can be saved by automatically switching off and off the engine while the vehicle is moving, but at the same time also ensures that the engine in situations where drive power is required, this also in operation is.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a method according to claim 1. Advantageous developments are the subject matters of the dependent claims.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum automatischen Abschalten und Starten einer Antriebsmaschine (welche z. B. als Brennkraftmaschine ausgestaltet sein kann) in einem Kraftfahrzeug wird mittels einer Start-Stopp-Einrichtung ein automatischer Abschaltvorgang bereits bei Geschwindigkeiten größer Null prinzipiell dann eingeleitet, wenn das Gaspedal gelöst ist und alle sonstigen (systemseitigen) Abschaltbedingungen wie z. B. ausreichende Außentemperatur und ausreichender Ladezustand der Fahrzeugbatterie vorliegen. Zusätzlich kann als Mindestanforderung zum Zulassen eines automatischen Abschaltens der Antriebsmaschine die Nicht-Betätigung des Bremspedals vorgegeben sein, da zum Aufbringen ausreichender Bremskraft ein elektrischer Bremskraftverstärker benötigt wird, um eine ausreichende Verzögerung gewährleisten zu können.In the method according to the invention for automatically shutting off and starting an engine (which can be configured, for example, as an internal combustion engine) in a motor vehicle, an automatic shut-off process is already initiated at speeds greater than zero by means of a start-stop device when the accelerator pedal is released is and all other (system-side) shutdown conditions such. B. sufficient outside temperature and sufficient state of charge of the vehicle battery are present. In addition, as a minimum requirement for allowing an automatic shutdown of the prime mover, the non-actuation of the brake pedal can be specified, since to apply sufficient braking force, an electric brake booster is required in order to ensure a sufficient delay can.
Weiter wird die automatisch abgeschaltete Antriebsmaschine spätestens dann automatisch startet, wenn das Gaspedal in der Weise betätigt wird, dass ein positives Antriebsmoment angefordert wird. Ebenso kann ein erneuter Start dann eingeleitet werden, wenn eine Bremspedalbetätigung erkannt wird.Furthermore, the automatically switched-off prime mover will automatically start at the latest when the accelerator pedal is actuated in such a way that a positive drive torque is requested. Similarly, a restart can be initiated when a brake pedal operation is detected.
Grundgedanke der Erfindung ist nun, entsprechende das automatische Abschalten oder erneute Zustarten der Antriebsmaschine beeinflussende Handlungen des Fahrers frühzeitig zu erkennen und zu berücksichtigen. Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mittels einer Fußraumüberwachungseinheit eine Fußbewegung und/oder Fußposition des Fahrers erfassbar ist, und dass das automatische Abschalten und/oder Starten der Antriebsmaschine in Abhängigkeit eines Signals der Fußraumüberwachungseinheit beeinflusst wird. Somit kann bereits wesentlich früher erkannt werden, ob der Fahrer eine baldige Beschleunigung (durch Betätigung des Gaspedals) oder Verzögerung (durch Betätigung des Bremspedals) wünscht oder nicht. Bei der Fußraumüberwachungseinheit kann es sich um jedes System handeln, welches eine Fußbewegung und/oder Fußposition im Fußbereich des Fahrers erkennt. In einfachster Weise kann es sich um einen Näherungssensor im Bereich des Gaspedals und/oder Bremspedals handeln, welches ein entsprechendes Signal aussendet, wenn der Fahrerfuß in den Bereich des Gaspedals oder Bremspedals eintritt oder diesen verlässt. Weiter sind auch infrarotbasierte Systeme oder Kamerasysteme denkbar, mittels derer nicht nur die Position des Fahrerfußes, sonder auch die Bewegungsrichtung und/oder die Geschwindigkeit, mit der sich der Fuß bewegt und/oder die Beschleunigung des Fahrerfußes ermittelbar ist.The basic idea of the invention is now to recognize and to take into account corresponding actions of the driver that influence the automatic switch-off or restart of the drive machine at an early stage. For this purpose, the invention provides that by means of a Footwell monitoring unit foot movement and / or foot position of the driver is detected, and that the automatic shutdown and / or starting the engine is influenced in response to a signal of Fußraumüberwachungseinheit. Thus, it can already be detected much earlier, whether the driver wants a speedy acceleration (by pressing the accelerator pedal) or deceleration (by pressing the brake pedal) or not. The footwell monitoring unit may be any system which detects a foot movement and / or foot position in the foot area of the driver. In the simplest way, it may be a proximity sensor in the region of the accelerator pedal and / or brake pedal, which emits a corresponding signal when the driver's foot enters or leaves the area of the accelerator pedal or brake pedal. Furthermore, infrared-based systems or camera systems are conceivable, by means of which not only the position of the driver's foot, but also the direction of movement and / or the speed with which the foot moves and / or the acceleration of the driver's foot can be determined.
Vorteilhafterweise wird das Abschalten der Antriebsmaschine in Abhängigkeit vom Signal der Fußraumüberwachungseinheit derart beeinflusst, dass ein Abschalten der Antriebsmaschine beim Lösen des Gaspedals verhindert wird, wenn mittels der Fußraumüberwachungseinheit eine zeitnahe Bremspedalbetätigung erkannt oder vermutet wird. Dies ist sinnvoll, da aufgrund des Erkennens einer zeitnahen Betätigung des Bremspedals davon auszugehen ist, dass eine stärkere Verzögerung des Fahrzeugs gewünscht ist und somit die Antriebsmaschine innerhalb kürzester Zeit wieder zugestartet werden müsste. Da nur ein sehr kurzes Abschalten der Antriebsmaschine aus Energieeffizienzgründen nicht sinnvoll ist, ist es besser, das automatische Abschalten zu unterbinden.Advantageously, the shutdown of the engine is influenced in response to the signal of the footwell monitoring unit such that a shutdown of the prime mover when releasing the accelerator pedal is prevented when a timely brake pedal operation is detected or suspected by the footwell monitoring unit. This makes sense, since due to the detection of a timely actuation of the brake pedal it can be assumed that a stronger deceleration of the vehicle is desired and thus the prime mover would have to be restarted within a very short time. Since only a very short shutdown of the prime mover for energy efficiency reasons does not make sense, it is better to prevent the automatic shutdown.
Eine zeitnahe Bremspedalbetätigung kann vorteilhafterweise mittels der Fußraumüberwachungseinheit erkannt oder vermutet werden, wenn beim Lösen des Gaspedals eine Fußbewegung in Richtung Bremspedal erkannt wird. Zusätzlich kann auch noch die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Fußes ermittelt werden und in das Erkennen oder Vermuten einer zeitnahen Bremspedalbetätigung einfließen. Wird nun bspw. mittels der Fußraumsensorik beim Lösen des Gaspedals eine (schnelle) Bewegung des Fußes in Richtung Bremspedal erkannt, kann daraus gefolgert werden, dass der Fahrer das Bremspedal betätigen will, um eine Verzögerung einzuleiten. Wird jedoch mittels der Fußraumraumsensorik beim Lösen des Gaspedals erkannt, dass der Fahrer den Fuß langsam vom Gaspedal nimmt und diesen entweder über dem Gaspedal hält oder langsam nach rechts bewegt, ist davon auszugehen, dass der Fahrer durch Ausnutzen der kinetischen Energie möglichst energieeffizient fahren bzw. segeln möchte und somit ein automatisches Abschalten der Antriebsmaschine sinnvoll ist und zugelassen werden soll.A timely brake pedal actuation can advantageously be detected or suspected by means of the footwell monitoring unit if a foot movement in the direction of the brake pedal is detected when the accelerator pedal is released. In addition, also the speed and / or acceleration of the foot can be determined and incorporated into the detection or suspicion of a timely brake pedal operation. If, for example, by means of the footwell sensor system when releasing the accelerator pedal a (fast) movement of the foot in the direction of the brake pedal is detected, it can be inferred that the driver wants to actuate the brake pedal in order to initiate a deceleration. However, if by means of the footwell sensor system when releasing the accelerator pedal it is recognized that the driver slowly takes the foot off the gas pedal and either holds it over the accelerator pedal or slowly moves it to the right, it can be assumed that the driver will drive as energy-efficiently as possible by exploiting the kinetic energy or want to sail and thus an automatic shutdown of the prime mover makes sense and should be allowed.
Neben der Überwachung der Fußbewegung und/oder Fußposition ist es auch sinnvoll, weitere Parameter oder Betriebszustände des Fahrzeugs zu überwachen und in Abhängigkeit davon zu entscheiden, ob ein automatisches Abschalten der Antriebsmaschine sinnvoll ist. Bspw. kann ein automatisches Abschalten der Antriebsmaschine bei bewegtem Fahrzeug nur dann zugelassen werden, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als eine vorgegebene Grenzgeschwindigkeit ist. Diese Grenzgeschwindigkeit kann wiederum fest, oder in Abhängigkeit weitere Parameter, wie z. B. dem aktuell befahrenem Straßentyp variabel vorgegeben werden. Eine Einflussnahme des Fahrers auf die Grenzgeschwindigkeit ist ebenfalls denkbar. Bspw. können als Grenzgeschwindigkeiten Innerorts 25 km/h, auf Landstraßen 80 km/h oder auf Autobahnen 160 km/h vorgegeben werden. Dies ist sinnvoll, da z. B. ja nach Straßentyp der Segelmodus mit abgeschalteter Antriebsmaschine nur bei Überschreiten bestimmter Geschwindigkeitsschwellen ausreichend lange genutzt werden kann, so dass eine Kraftstoffeinsparung überhaupt erreicht werden kann. Weiter ist es auch denkbar, eine Obergrenz-Geschwindigkeit anzugeben, aber ein automatisches Abschalten der Antriebsmaschine nicht mehr zugelassen wird.In addition to monitoring the foot movement and / or foot position, it also makes sense to monitor other parameters or operating conditions of the vehicle and to decide depending on whether an automatic shutdown of the prime mover makes sense. For example. For example, an automatic shutdown of the engine when the vehicle is moving can only be permitted if the speed of the vehicle is greater than a predetermined limit speed. This limit speed can turn fixed, or depending on other parameters, such. B. the currently traveled road type variable. An influence of the driver on the speed limit is also conceivable. For example. 25 km / h on local roads, 80 km / h on rural roads or 160 km / h on motorways can be specified as limit speeds. This is useful because z. B. yes after the type of road the sailing mode with the prime mover switched off can be used for a sufficiently long time only when certain speed thresholds are exceeded, so that a fuel saving can be achieved at all. Further, it is also conceivable to specify an upper limit speed, but an automatic shutdown of the prime mover is no longer allowed.
In vorteilhafterweise können zusätzlich mittels eines Umfeldüberwachungssystems Fahrzeug-Umfeldinformationen ermittelt werden, die dann bei der Entscheidung bezüglich des Einleitens eines automatischen Abschaltens und/oder Zustarten der Antriebsmaschine berücksichtigt werden, d. h. das automatische Abschalten und/oder Starten der Antriebsmaschine kann in Abhängigkeit der Informationen des Umfeldüberwachungssystems beeinflusst werden. Durch die Berücksichtigung von Umgebungsinformationen kann besser abgeschätzt werden, ob bspw. ein automatisches Abschalten der Antriebsmaschine zum aktuellen Zeitpunkt sinnvoll ist oder nicht. Insbesondere kann das automatische Abschalten und/oder Einschalten der Antriebsmaschine durch die ermittelten Umfeldinformationen derart beeinflusst werden, dass ein Abschalten der Antriebsmaschine beim Lösen bzw. bei gelöstem Gaspedal verhindert wird, wenn eine zeitnahe Beschleunigung des Fahrzeugs aufgrund der Informationen des Umfeldüberwachungssystems ermittelt oder vermutet wird. Wird bspw. mittels des Umfeldüberwachungssystems erkannt, dass sich der Fahrer auf eine Ampel zubewegt, die gerade auf rot geschaltet hat und aufgrund des Abstands zur Ampel ein Bremseingriff notwendig erscheint, um vor der Ampel in den Stillstand zu kommen, ist es sinnvoll, das automatische Abschalten der Antriebsmaschine zu verhindern, auch wenn alle sonstigen Abschaltbedingungen erfüllt sind. Ebenso können die Umfeldinformationen derart berücksichtigt werden, dass ein Abschalten der Antriebsmaschine zugelassen wird, wenn keine zeitnahe Beschleunigung des Fahrzeugs aufgrund der Informationen des Umfeldüberwachungssystems ermittelt oder vermutet wird. Dies wäre bspw. der Fall, wenn erkannt wird, dass die Straße vor dem Fahrzeug frei ist, und keine Geschwindigkeitsbegrenzungen ermittelt wurden oder eine Reduzierung der Geschwindigkeit aufgrund von Verkehrszeichen oder Fahrhinweisen oder anderer Verkehrsteilnehmer notwendig erscheint.Advantageously, vehicle environment information can also be determined by means of an environmental monitoring system, which are then taken into account in the decision regarding the initiation of an automatic shutdown and / or states of the prime mover, ie the automatic shutdown and / or starting of the prime mover can depending on the information of the environment monitoring system to be influenced. By taking into account environmental information, it can be better estimated whether, for example, an automatic shutdown of the prime mover at the current time makes sense or not. In particular, the automatic shutdown and / or switching on of the engine can be influenced by the determined environment information such that a shutdown of the prime mover when releasing or with accelerator pedal is prevented when a timely acceleration of the vehicle is determined or suspected based on the information of the environmental monitoring system. If, for example, detected by means of the environmental monitoring system that the driver moves to a traffic light, which has just switched to red and due to the distance to the traffic lights a braking intervention seems necessary to come to a stop in front of the traffic light, it makes sense, the automatic Switching off the Drive machine to prevent, even if all other shutdown conditions are met. Likewise, the environment information can be taken into account such that a shutdown of the drive machine is allowed if no timely acceleration of the vehicle is determined or suspected based on the information of the environment monitoring system. This would be the case, for example, if it is detected that the road in front of the vehicle is free, and no speed limits have been determined or a reduction in speed due to traffic signs or driving instructions or other road users appears necessary.
Unter bestimmten Betriebsbedingungen kann der Fall eintreten, dass bspw. aufgrund der ermittelten Umfeldinformationen ein automatisches Abschalten der Antriebsmaschine zugelassen werden würde, jedoch aber mittels der Fußraumüberwachungseinheit ein zeitnaher Bremseingriff erkannt oder vermutet wird. Dieser Konflikt kann vorteilhafterweise dadurch gelöst werden, dass das Signal der Fußraumüberwachungseinheit bzw. die daraus abgeleitete Maßnahme (z. B. Abschalten verhindern, Abschalten zulassen, Einschalten erforderlich) höher priorisiert wird, als die Information des Umfeldüberwachungssystems bzw. die daraus abgeleitete Maßnahme. Insbesondere ist eine Priorisierung der Daten des Fußraumüberwachungssystems bzw. der daraus abgeleiteten Maßnahme dann sinnvoll, wenn aufgrund des Signals der Fußraumüberwachungseinheit ein automatisches Abschalten der Antriebsmaschine verhindert werden soll. Alternativ kann der Konflikt bei unterschiedlich angeforderten Maßnahmen aufgrund der beiden Überwachungssysteme auch dadurch gelöst werden, dass hinsichtlich der Abschaltstrategie bei Vorliegen eines sog. Abschaltverhinderers die Antriebsmaschine nie abgeschaltet wird und hinsichtlich der Einschaltstrategie bei Vorliegen eines sog. Einschaltaufforderers die Antriebsmaschine immer automatisch gestartet wird.Under certain operating conditions, the case may arise that, for example, an automatic shutdown of the drive machine would be permitted on the basis of the determined environment information, but a timely braking intervention is detected or suspected by means of the footwell monitoring unit. This conflict can advantageously be resolved by prioritizing the signal of the footwell monitoring unit or the measure derived therefrom (eg prevent shutdown, allow shutdown, enable required) than the information of the surroundings monitoring system or the measure derived therefrom. In particular, a prioritization of the data of the footwell monitoring system or the measure derived therefrom is useful if, due to the signal of the footwell monitoring unit, an automatic shutdown of the prime mover should be prevented. Alternatively, the conflict may be solved in the case of differently requested measures due to the two monitoring systems, that in terms of Abschaltstrategie in the presence of a so-called. Abschaltverhinderers the prime mover is never turned off and with respect to the Einschaltstrategie in the presence of a so-called Einschaltaufforderers the prime mover is always started automatically.
Die Auswertung der Daten der Fußraumüberwachungseinheit kann nicht nur zur Beeinflussung des automatischen Abschaltens der Antriebsmaschine, sondern auch zur Beeinflussung des erneuten Zustartens der Antriebsmaschine erfolgen. Dabei kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das automatische Starten der Antriebsmaschine in Abhängigkeit vom Signal der Fußraumüberwachungseinheit derart beeinflusst werden, dass der automatische Start der Antriebsmaschine bereits dann erfolgt, wenn mittels der Fußraumüberwachungseinheit eine zeitnahe Gaspedalbetätigung oder auch Bremspedalbetätigung erkannt oder vermutet wird. Somit kann das Antriebsmoment wesentlich früher bereitgestellt werden.The evaluation of the data of the footwell monitoring unit can be done not only to influence the automatic shutdown of the prime mover, but also to influence the restart of the prime mover. In this case, in an advantageous embodiment of the invention, the automatic starting of the drive machine depending on the signal of Fußraumüberwachungseinheit be influenced such that the automatic start of the drive machine already takes place when detected by the footwell monitoring unit timely accelerator pedal operation or brake pedal operation or suspected. Thus, the drive torque can be provided much earlier.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Fig. zeigt dabei ein vereinfachtes Ablaufdiagramm für das erfindungsgemäße Verfahren.In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The single FIGURE shows a simplified flowchart for the inventive method.
Das Verfahren beginnt im Schritt
Ist dies der Fall, wird im nächsten Schritt
Wird jedoch durch entsprechende Auswertung der Signale s des Umfeldüberwachungssystems UÜS grundsätzlich ein automatischer Stopp zugelassen, werden im nächsten Schritt
Wird eine zeitnahe Bremspedalbetätigung erkannt, wird analog zu oben durch Setzen eines sog. Abschaltverhinderers ein automatischer Stopp (MSA-Stopp) verhindert, also kein automatischer Abschaltvorgang der Brennkraftmaschine eingeleitet. Das Verfahren endet dann.If a timely brake pedal actuation is detected, an automatic stop (MSA stop) is prevented in analogy to above by setting a so-called. Abschaltverhinderers, so no automatic shutdown of the engine initiated. The procedure then ends.
Wird jedoch keine zeitnahe Bremspedalbetätigung erkannt, wird zu Schritt
Durch das hier vorgeschlagene Verfahren kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass die Antriebsmaschine bei fahrendem Fahrzeug nur dann automatisch gestoppt wird, wenn davon auszugehen ist, dass dies vom Fahrer gewünscht ist und dass der eingeleitete automatische Stopp der Antriebsmaschine aus energieeffizienzgründen sinnvoll ist. Weiter kann sichergestellt werden, dass die Antriebsleistung nach einer Stopphase der Antriebsmaschine wieder frühzeitig zur Verfügung steht. By the method proposed here can be ensured in a simple manner that the drive machine is automatically stopped when the vehicle is running only if it is to be assumed that this is desired by the driver and that the initiated automatic stop the prime mover for energy efficiency reasons makes sense. Furthermore, it can be ensured that the drive power is available again early after a stop phase of the drive machine.
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