DE102015218169A1

DE102015218169A1 - Verfahren und System zur Optimierung der Start-Stopp-Funktion an Fahrzeugen

Info

Publication number: DE102015218169A1
Application number: DE102015218169.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Haas
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2017-03-23

Abstract

Bereitgestellt wird ein Verfahren zur Steuerung einer Start-Stopp-Funktion in Fahrzeugen, wobei von dem Fahrzeug (1) Positionsdaten und Daten über die Dauer eines Stopps eines Fahrzeugs (1) an einer vorbestimmten Position (5) an eine externe Verarbeitungseinrichtung (3) gesendet werden. Die externe Verarbeitungseinrichtung (3) sammelt diese Informationen für eine Vielzahl von Fahrzeugen und berechnet eine Prognose der Dauer von Stopps (4) an der Position (5). Diese Prognose (4) wird an ein an der Position (5) befindliches Fahrzeug (1) gesendet, wobei das Fahrzeug (1) basierend auf der empfangenen Prognose (4) eine Entscheidung trifft, ob der Motor an der Position (5) abgeschaltet wird oder nicht. Durch dieses Verfahren kann ein Fahrzeug (1) Daten profitieren, die von anderen Fahrzeugen an derselben Position (5) gesammelt wurden. Dies hat auch den Vorteil, dass eine große Datenmenge zur Auswertung herangezogen wird und damit die Prognose (4) immer genauer berechnet werden kann. Zusätzlich werden weniger Sensoren im Fahrzeug (1) benötigt, da die Prognose (4) von außen gesendet wird. Zusätzlich wird ein System bereitgestellt, welches das Verfahren anwendet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Start-Stopp-Funktion an Fahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein System zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
Die Automobilbranche entwickelt verstärkt Verfahren und Systeme, durch die der Fahrkomfort erhöht wird und gleichzeitig Energie eingespart werden kann. Um dieses Ziel zu erreichen, werden beispielsweise Start-Stopp-Systeme immer weiter verbessert. Start-Stopp-Systeme sind Funktionen, die ein automatisches bzw. automatisiertes Starten bzw. Stoppen des Motors in bestimmten Verkehrssituationen und bei definiertem Fahrverhalten des Fahrers durchführen. Vereinfacht funktioniert das Start-Stopp-System derart, dass wenn der Fahrer das Fahrzeug zumindest beinahe zum Stillstand abbremst, der Motor ausgeschaltet wird, um beispielsweise Kraftstoff zu sparen. Wenn der Fahrer das Bremspedal löst und/oder auf das Gaspedal steigt, wird der Motor gestartet. Nachteilig ist hierbei oft, dass ein Abschalten des Motors erfolgt, auch wenn nur ein kurzer Stopp erfolgt, da z.B. eine Ampel im Moment des Stoppens auf Grün schaltet, ein kurzes Anhalten zum Abbiegen oder um in den Verkehr einzufädeln erfolgt. Diese kurzen Abschaltungen des Motors sind für den Fahrer unangenehm, da er diese als unnötig empfindet und das Starten des Fahrzeugs Zeit in Anspruch nimmt, so dass keine schnellen Reaktionen vom Fahrer möglich sind. Zusätzlich beeinflussen kurze Abschaltungen des Motors mit gleich darauffolgenden Starts die Lebensdauer des Motors bzw. des Anlassers und auch den Kraftstoffverbrauch.
In der deutschen Patentanmeldung DE 10 2014 209 035 A1 beispielsweise wird ein Start-Stopp-System bereitgestellt, das basierend auf Fahrsituationen aus der Vergangenheit lernt, ob ein Abschalten an einer bestimmten Position aufgrund von nur kurz andauernden Stopps unnötig ist. Nachteilig bei diesem System ist, dass das Fahrzeug nur an bereits bekannten Orten bzw. Positionen entsprechend reagieren kann und für neue Positionen erst eine repräsentative Menge an Daten sammeln muss, um eine Entscheidung treffen zu können. Hierzu ist eine hohe Menge an Sensoren sowie eine teils komplexe Auswertung nötig.
Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren und ein System zur Optimierung einer Start-Stopp-Funktion in einem Fahrzeug bereitzustellen, durch welche die oben beschriebene Problematik überwunden werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Steuerung einer Start-Stopp-Funktion in Fahrzeugen, wobei von dem Fahrzeug Positionsdaten und Daten über die Dauer eines Stopps eines Fahrzeugs an einer vorbestimmten Position an eine externe Verarbeitungseinrichtung gesendet werden. Die externe Verarbeitungseinrichtung sammelt diese Informationen für eine Vielzahl von Fahrzeugen und berechnet eine Prognose der Dauer von Stopps an der Position. Diese Prognose wird an ein an der Position befindliches Fahrzeug gesendet, wobei das Fahrzeug basierend auf der empfangenen Prognose eine Entscheidung trifft, ob der Motor an der Position abgeschaltet wird oder nicht.
Durch dieses Verfahren kann ein Fahrzeug von Daten profitieren, die von anderen Fahrzeugen an derselben Position gesammelt wurden. Dies hat auch den Vorteil, dass eine große Datenmenge zur Auswertung herangezogen wird und damit die Prognose immer genauer berechnet werden kann. Zusätzlich werden weniger Sensoren im Fahrzeug benötigt, da die Prognose von außen gesendet wird.
Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Fahrzeug basierend auf der von der externen Verarbeitungseinrichtung an das Fahrzeug gesendete Prognose der Dauer der Stopps an der Position ein Abschalten des Motors des Fahrzeugs durch die Start-Stopp-Funktion blockiert wird, wenn die Prognose der Dauer der Stopps an der Position einen vorgegebenen Wert unterschreitet oder erreicht, und ein Abschalten des Motors des Fahrzeugs durch die Start-Stopp-Funktion initiiert wird, wenn die Prognose der Dauer der Stopps den vorgegebenen Wert überschreitet.
Durch die extern an das Fahrzeug gesendeten Daten über die Länge eines vorhergesagten Stopps kann das Fahrzeug oder ein internes Steuergerät eine Entscheidung treffen, ob die vorhergesagte Dauer des Stopps ausreicht, um den Motor auszuschalten oder nicht. Der Wert, ab wann der Motor ausgeschaltet wird, wird vom Steuergerät bzw. vom Hersteller vorgegeben. Somit kann nicht nur der Fahrkomfort erhöht werden, sondern auch an geeigneten Positionen Kraftstoff gespart und die Motorlebensdauer verlängert werden.
Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zusätzlich zu der von der externen Verarbeitungseinrichtung an das Fahrzeug gesendeten Prognose der Dauer der Stopps an der Position ein Befehl gesendet wird, der ein Abschalten des Motors des Fahrzeugs durch die Start-Stopp-Funktion blockiert, wenn die Prognose der Dauer der Stopps an der Position einen vorgegebenen Wert unterschreitet oder erreicht, und ein Abschalten des Motors des Fahrzeugs durch die Start-Stopp-Funktion initiiert, wenn die Prognose der Dauer der Stopps den vorgegebenen Wert überschreitet.
Einen direkten Befehl an ein Fahrzeug für ein Abschalten oder Laufen lassen des Motors von einer externen Einrichtung zu senden hat den Vorteil, dass an der entsprechenden Position alle Fahrzeuge gleich agieren und somit potentielle Unfälle vermieden werden können.
Ein solcher Befehl kann auch nur für vorbestimmte Positionen gesendet werden, beispielsweise an Bahnübergängen oder großen Kreuzungen mit Ampeln oder an Stellen, an denen Lärmschutz und/oder Umweltschutz eingehalten werden müssen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Prognose der Dauer von Stopps an der Position zusätzlich an Fahrzeuge gesendet, die sich innerhalb eines vorbestimmten Umkreises um die Position befinden.
Dies hat den Vorteil, dass mehrere Fahrzeuge dieselben Daten erhalten. Somit kann eine Vorausplanung nicht nur des Start-Stopp-Verhaltens, sondern auch anderer Systeme, die bei einem Abschalten oder nicht Abschalten des Motors betroffen sind, basierend auf den erhaltenen Daten erfolgen.
Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Prognose der Dauer von Stopps an der Position zu unterschiedlichen Zeiten gesammelt und berechnet wird und abhängig davon an das Fahrzeug gesendet wird.
Dies hat den Vorteil, dass für unterschiedliche Tages-, Wochen- oder Jahreszeiten oder auch spezielle Zeiten wie Ferienzeit, Rush Hour etc. eine individuelle Strategie für das Start-Stopp-System verwendet werden kann.
Vorgesehen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung des Weiteren ein System zum Steuern eines Motors eines Fahrzeugs, umfassend ein Steuergerät, das dazu eingerichtet ist, Daten über eine Prognose der Dauer von Stopps an einer vorbestimmten Position eines Fahrzeugs zu empfangen. Das System umfasst ferner ein Start-Stopp-System, das dazu eingerichtet ist, den Motor als Reaktion auf die vom Steuergerät empfangenen Daten zu steuern, wobei das Start-Stopp-System dazu eingerichtet ist, ein Ausschalten des Motors zu blockieren, wenn die empfangenen Daten einen vorgegebenen Wert unterschreiten oder erreichen, und das Start-Stopp-System dazu eingerichtet ist, den Motor auszuschalten, wenn die empfangenen Daten einen vorgegebenen Wert überschreiten.
Durch das empfangen von externen Daten werden weniger Sensoren und Auswerteeinrichtungen für die Daten benötigt. Dies reduziert die Fehleranfälligkeit und auch die Kosten für ein solches System.
Vorgesehen ist ferner, dass das Start-Stopp-System dazu eingerichtet ist, einen zusammen mit den Daten empfangenen Befehl, den Motor der Fahrzeugs an der Position auszuschalten oder nicht auszuschalten, für eine vorbestimmte Position auszuführen.
Durch die Möglichkeit, dass das Start-Stopp-System entscheiden kann, ob es einen von außen gegebenen Befehl zum Abschalten oder Laufen lassen des Motors befolgt, können Situationen abgedeckt werden, in denen von allen Fahrzeugen eine gleiche Reaktion erwartet wird, beispielsweise an Bahnübergängen oder großen Kreuzungen mit Ampeln oder an Stellen, an denen Lärmschutz und/oder Umweltschutz eingehalten werden müssen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Das vorgeschlagene Verfahren nutzt Fahrzeugdaten und Positionsdaten von vielen Fahrzeugen, um Verkehrssituationen an definierten Positionen mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit vorherzusagen. Durch diese Vorhersage werden die Start-Stopp-Funktionen an Fahrzeugen im Umkreis dieser definierten Position optimiert. Fahrzeuge, bei denen es zu einem Aus- und Einschaltvorgang des Motors mittels Start-Stopp-Automatik gekommen ist, senden diese Informationen, verbunden mit der zugehörigen Position, an einen übergeordneten Empfänger außerhalb des Fahrzeuges. Senden nun eine große Zahl von Fahrzeugen diese Daten, lassen sich durch geeignete Berechnungsverfahren Prognosen zu der an dieser Position vorherrschenden Verkehrssituation erstellen. Beispielsweise lässt sich dann vorhersagen, dass es sich um eine Verkehrssituation handelt, bei der es sich in der Regel immer nur um sehr kurze Stopps handelt. Diese Vorhersagen werden dann an alle Fahrzeuge, die sich im Umkreis dieser Position befinden, gesendet. In diesem Fall würde der Motor dieser Fahrzeuge nicht ausgeschaltet, obwohl die fahrzeuginterne Start-Stopp-Strategie dies getan hätte. Wenn die gesendeten Daten darauf hindeuten, dass an dieser Stelle, beispielsweise aufgrund einer Ampelanlage, in der Regel lange Ausschaltzeiten vorhanden sind, wird kein Einfluss auf die fahrzeuginterne Start-Stopp-Strategie genommen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Darstellung des Verfahrens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
2 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine Darstellung des Verfahrens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Von einem Fahrzeug 1, das sich einer bestimmten Position, z.B. einem Abbiegebereich 5, nähert, werden Daten 2 zu seiner Position, bevorzugt GPS-Daten, sowie Daten 2 zu der Ausschaltzeit an der Position an eine externe Verarbeitungseinrichtung 3 gesendet. Dies geschieht durch mehrere Fahrzeuge, die sich dem Abbiegebereich nähern für eine bestimmte Position. Die Verarbeitungseinrichtung 3 berechnet mittels entsprechenden Algorithmen eine Prognose 4 zur Dauer der Ausschaltzeit basierend auf den Daten 2, die durch die Fahrzeuge 1 gesendet wurden. Die Verarbeitungseinrichtung 3 sendet an ein oder mehrere Fahrzeuge die berechnete Prognose 4 über die Dauer der Stopps an der entsprechenden Position 5, wenn sich das bzw. die Fahrzeuge der Position bzw. einem vordefinierten Bereich nähern. Diese Prognose 4 kann nur die Dauer enthalten, kann aber auch Befehle zum Abschalten oder Laufen lassen des Motors umfassen, d.h. eine Strategie für das Start-Stopp-System in dem entsprechenden Bereich. Jedes Fahrzeug bzw. das in jedem Fahrzeug vorhandene Steuergerät verarbeitet diese Daten und erstellt eine Start-Stopp-Strategie basierend auf den empfangenen Daten und der internen Vorgabe, ab welcher Dauer von Stopps an der entsprechenden Position der Motor abgeschaltet werden soll. Alternativ kann auch von der Verarbeitungseinrichtung 3 ein Befehl zum Abschalten oder Laufen lassen des Motors an der Position gesendet werden, den das Steuergerät dann empfängt und ausführt.
Je mehr Fahrzeuge Daten an die Verarbeitungseinrichtung senden, desto genauer kann die Prognose berechnet werden.
Unter Position werden keine exakt vorgegebenen Positions- bzw. GPS-Daten verstanden, sondern vielmehr ein Bereich, in dem sich Fahrzeuge nahe einer Position befinden, an der eine Start-Stopp-Strategie erwünscht ist. Dieser Bereich kann sich über mehrere Autolängen ziehen, je nachdem, für welche Position eine Strategie vorgesehen werden muss. Auch kann für jede Position eine unterschiedliche Start-Stopp-Strategie für z.B. unterschiedliche Tageszeiten oder Wochentage etc. resultieren.
Die Verarbeitungseinrichtung 3 kann sowohl eine völlig alleinstehende Sende- und Empfangseinheit mit Berechnungsalgorithmen sein, als auch in z.B. eine Ampelanlage oder ein Schild integrierte Einrichtung sein, solange sie die für die entsprechende Position benötigten Daten zuverlässig an die Fahrzeuge senden kann.
Die Verarbeitungseinrichtung 3 kann für mehrere in einer bestimmten Umgebung befindliche Positionen, an denen eine Start-Stopp-Strategie erwünscht ist, als Sender bzw. Empfänger von Daten dienen. Dies kann über die Übermittlung der Positions- bzw. GPS-Daten der Fahrzeuge getrennt werden.
2 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. In einem ersten Schritt S1 werden vom Fahrzeug Positionsdaten und Daten über die Dauer eines Stopps an eine Verarbeitungseinrichtung gesendet. In einem zweiten Schritt S2 werden die Daten von der Verarbeitungseinrichtung verarbeitet und eine Prognose zur Dauer der Stopps an der vom Fahrzeug gesendeten Position berechnet und die Prognose an das Fahrzeug gesendet. Im dritten Schritt 3 verarbeitet das Fahrzeug die empfangenen Daten und entscheidet, ob der Motor abgeschaltet wird oder nicht.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Signal mit Daten über Ausschaltzeit und Position
3: Externe Verarbeitungseinrichtung
4: Prognose über Dauer von Stopps
5: Position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014209035 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Start-Stopp-Funktion in Fahrzeugen, wobei von dem Fahrzeug (1) Positionsdaten (5) und Daten über die Dauer eines Stopps eines Fahrzeugs (1) an einer vorbestimmten Position (5) an eine externe Verarbeitungseinrichtung (3) gesendet werden, die externe Verarbeitungseinrichtung (3) diese Informationen für eine Vielzahl von Fahrzeugen sammelt und eine Prognose (4) der Dauer von Stopps an der Position (5) berechnet und diese Prognose (4) an ein an der Position (5) befindliches Fahrzeug sendet, wobei das Fahrzeug basierend auf der empfangenen Prognose (4) eine Entscheidung trifft, ob der Motor an der Position abgeschaltet wird oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug basierend auf der von der externen Verarbeitungseinrichtung (3) an das Fahrzeug gesendete Prognose (4) der Dauer der Stopps an der Position (5) a) ein Abschalten des Motors des Fahrzeugs durch die Start-Stopp-Funktion blockiert, wenn die Prognose (4) der Dauer der Stopps an der Position (5) einen vorgegebenen Wert (W) unterschreitet oder erreicht, und b) ein Abschalten des Motors des Fahrzeugs durch die Start-Stopp-Funktion initiiert, wenn die Prognose (4) der Dauer der Stopps den vorgegebenen Wert (W) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zusätzlich zu der von der externen Verarbeitungseinrichtung (3) an das Fahrzeug gesendeten Prognose (4) der Dauer der Stopps an der Position (5) ein Befehl gesendet wird, der a) ein Abschalten des Motors des Fahrzeugs durch die Start-Stopp-Funktion blockiert, wenn die Prognose (4) der Dauer der Stopps an der Position (5) einen vorgegebenen Wert (W) unterschreitet oder erreicht, und b) ein Abschalten des Motors des Fahrzeugs durch die Start-Stopp-Funktion initiiert, wenn die Prognose (4) der Dauer der Stopps den vorgegebenen Wert (W) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Befehl nur an vorgegebenen Positionen (5) gesendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Prognose (4) der Dauer von Stopps an der Position (5) zusätzlich an Fahrzeuge innerhalb eines vorbestimmten Umkreises um die Position (5) gesendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Prognose (4) der Dauer von Stopps an der Position (5) zu unterschiedlichen Zeiten gesammelt und berechnet wird und abhängig davon an das Fahrzeug gesendet wird.
System zum Steuern eines Motors eines Fahrzeugs (1), umfassend ein Steuergerät, das dazu eingerichtet ist, Daten über eine Prognose (4) der Dauer von Stopps an einer vorbestimmten Position (5) eines Fahrzeugs (1) zu empfangen, und ein Start-Stopp-System, das dazu eingerichtet ist, den Motor als Reaktion auf die vom Steuergerät empfangenen Daten zu steuern, wobei das Start-Stopp-System dazu eingerichtet ist, ein Ausschalten des Motors zu blockieren, wenn die empfangenen Daten einen vorgegebenen Wert (W) unterschreiten oder erreichen, und das Start-Stopp-System dazu eingerichtet ist, den Motor auszuschalten, wenn die empfangenen Daten einen vorgegebenen Wert (W) überschreiten.
System zum Steuern eines Motors eines Fahrzeugs (1) nach Anspruch 6, wobei das Start-Stopp-System dazu eingerichtet ist, einen zusammen mit den Daten empfangenen Befehl, den Motor der Fahrzeugs an der Position (5) auszuschalten oder nicht auszuschalten, für eine vorbestimmte Position (5) auszuführen.