WO2011048139A1 - Verfahren zur steuerung eines automatischen abschalt- und anschaltvorgangs einer antriebseinheit in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zur steuerung eines automatischen abschalt- und anschaltvorgangs einer antriebseinheit in einem kraftfahrzeug Download PDF

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Gregor Nitz
Felix Klanner
Klaas Kunze
Christian Raubitschek
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an automatic switch-off and connection operation of a drive unit in a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the speed of the vehicle must be below a predetermined limit, with manual transmissions must be no gear engaged and in automatic transmission vehicles, the gearshift position of the transmission must be in neutral position.
  • DE 100 30 290 A1 also discloses a method and system for automatically shutting off and restarting an internal combustion engine.
  • an automatic shutdown is prevented when the state of charge of the battery of the vehicle is below a predetermined blocking threshold.
  • As a further shutdown conditions are still checked whether the speed of the vehicle is below a predetermined limit, whether the transmission is idling and whether the accelerator pedal is in rest position.
  • the drive unit is switched on as soon as a switch-on requestor is present.
  • Systems are currently still in the research stage, linking vehicles with each other and with their environment via a communication channel.
  • traffic lights equipped with this technology can transmit their current state and a prognosis of the time of their next state change.
  • a vehicle receiving this data can then generate a corresponding display or intervene directly in accordance with the data in the drive control.
  • the object of the invention is to specify an improved method for controlling an automatic switch-off and connection operation of a drive unit in a motor vehicle with regard to a consumption and comfort-optimal automatic connection process.
  • the invention is based on a conventional method for controlling an automatic switch-off and connection operation of a drive unit in a motor vehicle by means of a start-stop device by which the drive unit is automatically switched off when stopping the motor vehicle, if predetermined switch-off conditions are met and by which automatically switched off power unit is turned on automatically when at least one driver-side or system-side Einschaltauftroph takes place.
  • a driver's power-on request is a measure by the driver that signals the driver to continue driving. This may, for example, be a clutch actuation for engaging a gear.
  • a system-side switch-on request takes place, for example, if sufficient air-conditioning of the vehicle can not be ensured or if the state of charge of the battery has fallen below a predetermined threshold and if there is a further discharge there is a risk that no start can be initiated.
  • the invention is now based on the problem that with an automatically disconnected drive unit, the case may occur that the power supply by active consumers such. B. the radio is so heavily loaded during standstill that a system-side Einschaltauffor- tion to start the drive unit is generated and sent to the start-stop system to prevent further discharge of the battery. The start-stop system then automatically restarts the engine. On the one hand, this can lead to irritation in the driver, since he does not know why the drive unit is restarted, and on the other hand, the early automatic start could be unnecessary, since the driver in some situations would soon start the launch anyway and the battery would be charged.
  • a delay condition exists if a driver-side switch-on request within a predetermined time interval after the system-side Power-on request is to be expected and / or if an automatic start of the drive unit due to a driver assistance system, in particular a speed control system (eg., ACC Stop & Go) is to be expected within a predetermined time interval.
  • the time interval can be the same for all system-side Einschaltaufforderer, or individually specified for each Einschaltaufforderer.
  • a driver-side switch-on request and / or automatic start due to a driver assistance system is to be expected in the near future, the start may possibly be delayed because the threshold values at which a system-side start request is issued are reached or fallen below. that at a slightly longer downtime of the engine, no critical condition of the vehicle is reached yet. If the expected time of a driver-side switch-on request and / or the automatic start due to a driver assistance system within the predetermined time interval, it is possible to suppress the automatic start until the actual driver-side switch-on request. However, if the expected time of the driver's power-on request and / or the automatic start due to a driver assistance system outside the time Interval, the drive unit must be started immediately, otherwise optimal operation of the vehicle may no longer be guaranteed.
  • the expected time of a driver-side power-on request and / or the automatic start due to a driver assistance system can be determined depending on a variety of data.
  • the expected point in time of a driver-side switch-on request and / or automatic start is determined on the basis of a driver assistance system with the drive unit switched off as a function of predetermined operating variables of the motor vehicle and / or state variables of the motor vehicle and / or other parameters of the motor vehicle. If, for example, when the drive unit is automatically switched off, the passenger door or the boot is opened, it can be concluded when closing the boot or passenger door that the boarding / boarding / loading or unloading process has been completed and the driver will resume the ride soon would like to.
  • the expected point in time of a driver-side switch-on request and / or automatic start due to a driver assistance system with the drive unit switched off can also be determined as a function of vehicle-external information, in particular of other road users or other road users and / or environment data and / or traffic engineering data become.
  • the traffic engineering data can in particular include data from traffic lights that contain information about the time of a state change. If, for example, based on the traffic engineering data, it is recognized that the traffic light will turn green again in the foreseeable future, a driver's early start of the drive is suspected. Thus, an automatic start of the drive unit to be carried out on the basis of a system-side switch-on request is delayed or until the driver-side switch-on request has arrived. be prevented.
  • the vehicle-external information can be determined and / or made available by a navigation system and / or an image-reproducing environment monitoring system and / or a traffic engineering communication system and / or a car-to-car communication system.
  • an automatic switch-off process is therefore initiated when all other switch-off conditions are present if the predicted stop duration is at least not less than a predefined stop-duration limit value, which may possibly also be variable. If the predicted stop duration is less than the optionally applicable stop duration limit, however, no automatic shutdown procedure is permitted.
  • the speed can be adjusted accordingly, taking into account the above-mentioned vehicle-external data, so that sets a favorable consumption.
  • the speed in advance can be adjusted accordingly. be adjusted so that the vehicle at the time of switching to green can continue driving easily.
  • the method according to the invention and its advantageous embodiments can be carried out by means of an implemented algorithm or a corresponding assembly arrangement in a control unit provided for this purpose, in particular in an engine control unit or air conditioning control unit.
  • 1 is a schematic diagram of the data exchange between different vehicles and traffic engineering systems for transmitting all relevant data for performing an automatic connection of an automatically disconnected drive unit
  • Fig. 2 is a simplified flow chart for illustrating the method according to the invention.
  • a vehicle F which is equipped with a start-stop device for performing an automatic turn-off and turn-off of a drive unit.
  • the execution of the automatic shutdown and startup operations is controlled by means of a control unit SG.
  • the control unit SG receives all data or information necessary for initiating the automatic switch-off and connection processes. This information can be divided into 3 groups:
  • Vehicle-external data of other road users F1 and F2 The vehicle-internal data can be operating variables of the motor vehicle (speed, gear selection, engine oil, coolant temperature, outside temperature, vehicle electrical system voltage) and / or state variables of the motor vehicle and / or other parameters of the motor vehicle.
  • two sensors S1 and S2 are shown in the schematic diagram, the corresponding signals DS1 and DS2, such.
  • B. send the current speed or a signal logic to detect a seat occupancy to the control unit SG.
  • the vehicle F is equipped with a communication unit KF for transmitting in-vehicle data and for receiving vehicle-external data of other road users F1 and F2 and / or a traffic engineering VT.
  • a communication unit KF for transmitting in-vehicle data and for receiving vehicle-external data of other road users F1 and F2 and / or a traffic engineering VT.
  • the further road users F1 and F2 shown here, as well as a traffic technology VT explained in more detail below, are equipped with a corresponding communication unit KF1, KF2 and KVT for receiving and transmitting relevant data DF1, DF2 and DVT.
  • the data transmission between the individual systems is carried out by means of a C2X network, not shown here.
  • the traffic engineering system VT is, for example, a traffic light system with two traffic light systems A1 and A2, which are controlled by a traffic light control unit S_VT.
  • This traffic light control unit S_VT sends u. a. Data DVT of the traffic light system to the communication unit KVT, which contain information about the time of a state change.
  • the communication unit KVT transmits its data DVT so that it can be received by the communication unit KF of the vehicle F including the start-stop unit.
  • the two road users F1 and F2 send their relevant data DF1 and DF2 (eg position, speed, state of the drive unit, etc.) to their communication unit KF1 or KF2, which transmits the Data DF1 and DF2 so as to be received by the communication unit KF of the vehicle F including the start-stop unit.
  • data DF1 and DF2 eg position, speed, state of the drive unit, etc.
  • vehicle-external environment data of an environment monitoring unit can also be sent to the control unit SG by means of sensors mounted on the vehicle F.
  • control unit SG can decide whether and when an automatic shutdown and startup process makes sense.
  • step 10 An exemplary embodiment of the method according to the invention for automatically switching off and switching on a drive unit by means of a start-stop system will now be explained in more detail with reference to FIG.
  • the flowchart starts at a step 10, in which it is checked whether the drive unit has been automatically switched off, it being assumed that an automatic switch-off process is initiated when all shutdown conditions are met.
  • step 10 in addition to the vehicle-internal data, all available vehicle-external data can be taken into account.
  • the next step 20 is to wait for a switch-on request.
  • a switch-on request may be a driver-side switch-on request (eg when the driver wants to start again and therefore an existing clutch pedal is engaged to engage a gear) or a system-side switch-on request due to a low state of charge of the battery.
  • a switch-on If a request is detected, it is checked in step 30 whether it is a system-side switch-on request or a driver-side switch-on request. If there is a driver-side switch-on request, the system immediately goes to step 60 and the drive unit is started automatically, so that the driver can drive off as desired.
  • driver-side switch-on request (but a system-side switch-on request)
  • a move is made to step 40 and a query is made as to whether a delay condition exists or has been met.
  • a deceleration condition may be present when it has been determined that a driver-side power-on request is expected within a given time interval, or when it is known that onward travel is soon possible and the engine is therefore automatically started in the foreseeable future to alert the driver .
  • the expected point in time of a driver-side switch-on request can be determined, for example, on the basis of various vehicle-internal and vehicle-external data.
  • step 60 is immediately transferred and the drive unit is started on the basis of the present system-side switch-on request.
  • step 50 If, however, the expected time of the driver-side power-on request within the predetermined time window, it is waited in step 50 that the driver-side power-on request occurs.
  • a timer t is started at the same time. If a predefined time limit tmax has been reached without a driver-side switch-on request having been issued, the drive unit is started delayed despite the absence of the driver-side switch request. The process begins again as soon as the drive unit has been switched off again automatically.
  • these (traffic light) data can also influence other systems: For example, if the traffic light assistant indicates that the next traffic light is definitely reached during a red phase, the engine control unit can take into account internal vehicle data calculate at what distance the driver must go from the gas in order to consume as little fuel as possible by exploiting the engine drag torque or by a sailing mode. If, in addition to the traffic light data, position data are also If vehicles are available on their own lane, the speed adjustment can be calculated even more precisely. The driver can display the information determined in the instrument cluster or head-up display. On vehicles with active speed control systems, the calculation of the optimum speed or operating strategy of the engine can be passed on directly and the control can be carried out accordingly. If the vehicle is additionally equipped with an electric motor / generator, the necessary braking torque can be increased with its help and the recovered energy can be fed into the vehicle electrical system.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Abschalt- und Anschaltvorgangs einer Antriebseinheit in einem Kraftfahrzeug mittels einer Start-Stopp-Einrichtung, durch welche beim Anhalten des Kraftfahrzeugs die Antriebseinheit automatisch abgeschaltet wird, wenn vorgegebene Abschaltbedingungen erfüllt sind, und durch welche eine automatisch abgeschaltete Antriebseinheit automatisch angeschaltet wird, wenn zumindest eine Einschaltaufforderung erfolgt. Erfindungsgemäß wird bei Erfolgen einer systemseitigen Einschaltaufforderung der automatische Anschaltvorgang bei Vorliegen einer Verzögerungsbedingung zumindest zeitweise unterdrückt.

Description

Verfahren zur Steuerung eines automatischen Abschalt- und Anschaltvorgangs einer Antriebseinheit in einem Kraftfahrzeug
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines automatischen Abschalt- und Anschaltvorgangs einer Antriebseinheit in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
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 bzw. Einschaltaufforderungen 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. So ist aus der DE 101 61 343 A1 eine automatische Stopp- und Anlasssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor bekannt, wobei die Steuervorrichtung entsprechende Maßnahmen zum Abschalten des Verbrennungsmotors vornimmt, wenn alle genannten Abschaltbedingungen erfüllt sind.
Beispielsweise muss die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einem vorgegebenen Grenzwert liegen, bei Handschaltgetrieben darf kein Gang eingelegt sein und bei Automatikgetriebe-Fahrzeugen muss die Gangschaltstellung des Getriebes in Neutralstellung sein.
Weiter offenbart die DE 100 30 290 A1 ebenfalls ein Verfahren und ein System zum automatischen Abschalten und Wiederanlassen eines Verbrennungsmotors. Hierbei wird ein automatisches Abschalten verhindert, wenn der Ladezustand der Batterie des Fahrzeugs unterhalb einer vorgegebenen Sperrschwelle liegt. Als weitere Abschaltbedingungen werden noch überprüft, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt, ob sich das Getriebe im Leerlauf befindet und ob sich das Gaspedal in Ruheposition befindet. Ein Anschalten der Antriebseinheit erfolgt, sobald ein Einschaltaufforderer vorliegt.
Derzeit noch im Forschungsstadium befinden sich Systeme, die Fahrzeuge untereinander und mit ihrem Umfeld über einen Kommunikationskanal vernetzen. So können bspw. Ampeln, die mit dieser Technologie ausgestattet sind, ihren aktuellen Zustand und eine Prognose des Zeitpunkts ihres nächsten Zustandswechsels übermitteln. Ein diese Daten empfangendes Fahrzeug kann daraufhin eine entsprechende Anzeige erzeugen oder direkt entsprechend den Daten in die Antriebssteuerung eingreifen.
Bei Benutzung einer oben genannten Start-Stopp-Automatik kann es vorkommen, dass der Fahrer an einer Ampel anhält und den Gang herausnimmt, woraufhin der Motor automatisch abgeschaltet wird, obwohl die Ampel kurz darauf wieder auf grün wechselt. Viele Fahrer versuchen deshalb inzwischen, bei erkanntem Rotlicht frühzeitig vom Gas zu gehen, um im Schubbetrieb auf die Ampel zuzurollen. Da der Zustandswechsel der Ampel jedoch unbekannt ist, ist eine optimale - verbrauchsgünstige - Antriebssteuerung für den Fahrer oft schwierig. Dies wird zusätzlich auch durch die Anwesenheit weiterer Fahrzeuge auf dem eigenen Fahrstreifen beeinflusst.
Die DE 202004003215U1 offenbart bereits ein Start-Stopp-System, bei dem die Ampelzustandsdaten derart berücksichtigt werden, dass eine Haltedauer abgeschätzt wird und in Abhängigkeit von der Prognose ein automatischer Stopp eingeleitet oder verhindert wird.
Aus der EP1475265B1 ist bereits ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bekannt, bei dem in Abhängigkeit von detektierten Objekten (auch Ampeln) die Geschwindigkeit und die Betriebsart des Motors automatisch angepasst wird. Weiter werden auch in der Veröffentlichung„Potentiale der vorausschauenden Fahrerassistenz zur Reduktion des Kraftstoffverbrauchs" von Neunzig und Benmimoun aus dem Jahr 2002 verschiedene Konzepte zur Verbrauchsreduzierung unter Berücksichtigung verschiedenster Umgebungsdaten aufgezeigt. Insbesondere wird dabei die Geschwindigkeit in Abhängigkeit der zur Verfügung stehenden fahrzeug-externen Daten entsprechend angepasst bzw. der Motor abgeschaltet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines automatischen Abschalt- und Anschaltvorgangs einer Antriebseinheit in einem Kraftfahrzeug hinsichtlich eines Verbrauchs- und komfortoptimalen automatischen Anschaltvorgangs anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Der Erfindung geht von einem herkömmlichen Verfahren zur Steuerung eines automatischen Abschalt- und Anschaltvorgangs einer Antriebseinheit in einem Kraftfahrzeug mittels einer Start-Stopp-Einrichtung aus, durch welche beim Anhalten des Kraftfahrzeugs die Antriebseinheit automatisch abgeschaltet wird, wenn vorgegebene Abschaltbedingungen erfüllt sind und durch welche eine automatisch abgeschaltete Antriebseinheit automatisch angeschaltet wird, wenn zumindest eine fahrerseitige oder systemseitige Einschaltaufforderung erfolgt. Bei einer fahrerseitigen Einschaltaufforderung handelt es sich um eine Maßnahme des Fahrers, durch die der Fahrer zum Ausdruck bringt, dass er wieder weiterfahren möchte. Hierbei kann es sich bspw. um eine Kupplungsbetätigung zum Einlegen eines Gangs handeln. Eine systemseitige Einschaltaufforderung erfolgt bspw. dann, wenn keine ausreichende Klimatisierung des Fahrzeugs gewährleistet werden kann bzw. wenn der Ladezustand der Batterie eine vorgegebene Schwelle unterschritten hat und bei weiterer Entladung die Gefahr besteht, dass kein Start mehr eingeleitet werden kann.
Die Erfindung basiert nun auf dem Problem, dass bei einer automatisch abgeschalteten Antriebseinheit der Fall eintreten kann, dass die Spannungsversorgung durch aktive Verbraucher wie z. B. dem Radio während des Stillstands so stark belastet wird, dass eine systemseitige Einschaltaufforde- rung zum Starten der Antriebseinheit erzeugt und an das Start-Stopp-System gesendet wird, um ein weiteres Entladen der Batterie zu verhindern. Das Start-Stopp-System startet daraufhin den Motor automatisch wieder. Dies kann einerseits zu Irritationen beim Fahrer führen, da er nicht weiß, warum die Antriebseinheit wieder gestartet wird, und andererseits könnte der vorgezogenen automatische Start unnötig sein, da der Fahrer bei bestimmten Situationen ohnehin den Start demnächst einleiten würde und die Batterie geladen werden würde. Um das Problem zu umgehen, wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, dass bei Erfolgen einer systemseitigen Einschaltaufforderung der automatische Anschaltvorgang bei Vorliegen einer Verzögerungsbedingung zumindest zeitweise unterdrückt wird, also ggf. verzögert eingeleitet wird, oder auch erst dann, wenn eine fahrerseitige Einschaltaufforderung vorliegt.
Da eine systemseitige Einschaltaufforderung oft dann erfolgt, wenn ein optimaler Betrieb des Fahrzeugs bei wesentlich längerem Stillstand des Motors nicht mehr ausreichend gewährleistet werden kann, kann in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Verzögerungsbedingung dann vorliegt, wenn eine fahrerseitige Einschaltaufforderung innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls nach der systemseitigen Einschaltaufforderung zu erwarten ist und/oder wenn ein automatischer Start der Antriebseinheit aufgrund eines Fahrerassistenzsystems, insbesondere eines Geschwindigkeitsregelsystems (z. B. sog. ACC Stop&Go) innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls zu erwarten ist. Das Zeitintervall kann dabei für alle systemseitigen Einschaltaufforderer gleich, oder für jeden Einschaltaufforderer individuell vorgegeben werden. Ist eine fahrerseitige Einschaltaufforderung und/oder der automatischer Start aufgrund eines Fahrerassistenzsystems in naher Zukunft zu erwarten, kann der Start ggf. noch hinausgezögert werden, da die Schwellwerte, bei deren Erreichen oder Unterschreiten eine systemseitige Startaufforderung abgegeben wird, in der Regel so gewählt sind, dass bei einer etwas längeren Stillstandszeit des Motors noch kein kritischer Zustand des Fahrzeugs erreicht wird. Liegt der erwartete Zeitpunkt einer fahrerseitigen Einschaltaufforderung und/oder des automatischen Starts aufgrund eines Fahrerassistenzsystems innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls, so ist eine Unterdrückung des automatischen Starts bis zum tatsächlichen Erfolgen der fahrerseitigen Einschaltaufforderung möglich. Liegt jedoch der erwartende Zeitpunkt der fahrerseitigen Einschaltaufforderung und/oder des automatischen Starts aufgrund eines Fahrerassistenzsystems außerhalb des Zeit- Intervalls, muss die Antriebseinheit unmittelbar gestartet werden, da ansonsten ein optimaler Betrieb des Fahrzeugs ggf. nicht mehr gewährleistet werden kann.
Der zu erwartende Zeitpunkt einer fahrerseitigen Einschaltaufforderung und/oder des automatischen Starts aufgrund eines Fahrerassistenzsystems kann in Abhängigkeit verschiedenster Daten ermittelt werden. Vorteilhafterweise wird der zu erwartende Zeitpunkt einer fahrerseitigen Einschaltaufforderung und/oder des automatischen Starts aufgrund eines Fahrerassistenzsystems bei abgeschalteter Antriebseinheit in Abhängigkeit vorgegebener Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs und/oder Zustandsgrößen des Kraftfahrzeugs und/oder sonstiger Parameter des Kraftfahrzeugs ermittelt. Wurde bspw. bei automatisch abgeschalteter Antriebseinheit die Beifahrertür oder der Kofferraum geöffnet, so kann bei einem Schließen des Kofferraums oder der Beifahrertür darauf geschlossen werden, dass der Einsteige-/ Aussteige- /Belade- oder Entladevorgang abgeschlossen ist und der Fahrer die Fahrt demnächst wieder aufnehmen möchte.
Alternativ oder zusätzlich kann der zu erwartende Zeitpunkt einer fahrerseitigen Einschaltaufforderung und/oder des automatischen Starts aufgrund eines Fahrerassistenzsystems bei abgeschalteter Antriebseinheit auch in Abhängigkeit von fahrzeug-externen Informationen, insbesondere von Daten anderer Verkehrsteilnehmer oder über andere Verkehrsteilnehmer und/oder Umgebungsdaten und/oder Verkehrstechnikdaten ermittelt werden. Die Verkehrstechnikdaten können dabei insbesondere Daten von Ampelanlagen umfassen, die eine Information über den Zeitpunkt eines Zustandswechsels beinhalten. Wird bspw. anhand der Verkehrstechnikdaten erkannt, dass die Ampel in absehbarer Zeit wieder auf grün schaltet, wird ein baldiger Losfahrwunsch des Fahrers vermutet. Somit kann ein aufgrund einer systemseitigen Einschaltaufforderung vorzunehmender automatischer Start der Antriebseinheit verzögert bzw. bis zum Eintreffen der fahrerseitigen Einschaltaufforde- rung unterbunden werden. Die fahrzeug-externen Informationen können durch ein Navigationssystem und/oder ein bildwiedergebenden Umfeld- Überwachungssystem und/oder ein Verkehrstechnik-Kommunikationssystem und/oder ein Car-to-Car-Kommunikationssystem ermittelt und/oder zur Verfügung gestellt werden.
Anhand der oben genannten Fahrzeuginformationen und/oder der fahrzeugexternen Daten kann nicht auf den Zeitpunkt des Einleitens eines automatischen Starts, sondern auch auf das Vornehmen eines automatischen Abschaltvorgangs Einfluss genommen werden. Um bspw. eine ausreichende Stillstandszeit bis zum Erfolgen einer Einschaltaufforderung gewährleisten zu können, wird vorgeschlagen, dass vor dem Einleiten eines automatischen Abschaltvorgangs der Antriebseinheit eine unter Berücksichtigung aktueller Betriebsgrößen des Fahrzeugs und/oder Zustandsgrößen des Fahrzeugs und/oder sonstiger Parameter des Fahrzeugs und/oder fahrzeug-externer Informationen bzw. Daten mögliche Stoppdauer der Antriebseinheit prognostiziert wird. In Abhängigkeit von der prognostizierten Stoppdauer wird dann bei Vorliegen aller sonstigen Abschaltbedingungen ein automatischer Abschaltvorgang zugelassen oder verhindert. Vorteilhafterweise wird somit bei Vorliegen aller sonstigen Abschaltbedingungen ein automatischer Abschaltvorgang eingeleitet, wenn die prognostizierte Stoppdauer zumindest nicht kleiner als ein vorgegebener Stoppdauergrenzwert ist, der ggf. auch variabel sein kann. Ist die prognostizierte Stoppdauer kleiner als die ggf. frei applizierbare Stoppdauergrenze, wird jedoch kein automatischer Abschaltvorgang zugelassen.
Ist das Fahrzeug zusätzlich mit einem Geschwindigkeitsregelsystem ausgestattet, kann unter Berücksichtigung der oben genannten fahrzeug-externen Daten auch die Geschwindigkeit entsprechend angepasst werden, so dass sich ein günstiger Verbrauch einstellt. Insbesondere kann bei einem Heranfahren an eine Ampel die Geschwindigkeit im Vorfeld entsprechend ange- passt werden, so dass das Fahrzeug zum Zeitpunkt der Umschaltung auf Grün ohne weiteres weiterfahren kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren, sowie dessen vorteilhafte Ausgestaltungen können mittels eines implementierten Algorithmus oder einer entsprechenden Baugruppenanordnung in einem dafür vorgesehenen Steuergerät, insbesondere in einem Motorsteuergerät oder Klimaanlagensteuergerät durchgeführt werden.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 eine Prinzipskizze hinsichtlich des Datenaustausches zwischen verschiedenen Fahrzeugen und Verkehrstechniksystemen zur Übertragung aller relevanter Daten für die Durchführung eines automatischen Anschaltvorgangs einer automatisch abgeschalteten Antriebseinheit, und
Fig. 2 einen vereinfachten Ablaufplan zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In der Fig. 1 ist ein Fahrzeug F dargestellt, das mit einer Start-Stopp- Einrichtung zur Durchführung eines automatischen Abschalt- und Abschaltvorgangs einer Antriebseinheit ausgestattet ist. Die Durchführung der automatischen Abschalt- und Anschaltvorgänge wird mittels eines Steuergeräts SG gesteuert. Das Steuergerät SG erhält alle zum Einleiten der automatischen Abschalt- und Anschaltvorgänge notwendigen Daten bzw. Informationen. Diese Informationen können in 3 Gruppen unterglieder werden:
1 . fahrzeug-interne Daten DS1 und DS2
2. fahrzeug-externe Daten eines Verkehrstechniksystems VT
3. fahrzeug-externe Daten anderer Verkehrsteilnehmer F1 und F2 Bei den fahrzeug-internen Daten kann es sich um Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs (Geschwindigkeit, Gangwahl, Motoröl-, Kühlmitteltemperatur, Außentemperatur, Bordnetzspannung) und/oder Zustandsgrößen des Kraftfahrzeugs und/oder sonstiger Parameter des Kraftfahrzeugs handeln. Als Beispiel sind in der Prinzipskizze zwei Sensoren S1 und S2 dargestellt, die entsprechende Signale DS1 und DS2, wie z. B. die aktuelle Geschwindigkeit oder ein Signal einer Logik zur Erkennung einer Sitzbelegung an das Steuergerät SG senden.
Weiter ist das Fahrzeug F mit einer Kommunikationseinheit KF zum Senden von fahrzeug-internen Daten und zum Empfangen von fahrzeug-externen Daten anderer Verkehrsteilnehmer F1 und F2 und/oder einer Verkehrstechnik VT ausgestattet. Ebenso sind die hier dargestellten weiteren Verkehrsteilnehmer F1 und F2, sowie eine später näher erläuterte Verkehrstechnik VT mit einer entsprechenden Kommunikationseinheit KF1 , KF2 und KVT zum Empfangen und Aussenden von relevanten Daten DF1 , DF2 und DVT ausgestattet. Die Datenübertragung zwischen den einzelnen Systemen erfolgt mittels eines hier nicht näher dargestellten C2X-Netzwerkes.
Bei dem Verkehrstechniksystem VT handelt es sich beispielsweise um eine Ampelanlage mit zwei Ampelsystemen A1 und A2, die von einer Ampel- Steuereinheit S_VT gesteuert werden. Diese Ampel-Steuereinheit S_VT sendet u. a. Daten DVT der Ampelanlage an die Kommunikationseinheit KVT, die eine Information über den Zeitpunkt eines Zustandswechsels beinhalten. Die Kommunikationseinheit KVT sendet ihre Daten DVT aus, so dass diese von der Kommunikationseinheit KF des Fahrzeugs F, das die Start- Stopp-Einheit beinhaltet, empfangen werden können.
Analog dazu senden die beiden Verkehrsteilnehmer F1 und F2 ihre relevanten Daten DF1 und DF2 (z. B. Position, Geschwindigkeit, Zustand der Antriebseinheit,..) an ihre Kommunikationseinheit KF1 bzw. KF2, welche die Daten DF1 und DF2 aussendet, so dass sie von der Kommunikationseinheit KF des Fahrzeugs F, das die Start-Stopp-Einheit beinhaltet umfasst, empfangen werden können.
Weiter können auch noch mittels am Fahrzeug F angebrachter Sensoren fahrzeug-externe Umfelddaten einer Umfeldüberwachungseinheit an das Steuergerät SG gesendet werden.
Dem Fahrzeug F stehen somit neben den fahrzeug-internen Daten DS1 und DS2 auch alle für das Einleiten bzw. Nicht-Einleiten eines automatischen Abschalt- und Anschaltvorgangs relevanten fahrzeug-externen Daten DF1 , DF2 und DVT zur Verfügung. Ausgehend von diesen Daten kann das Steuergerät SG entscheiden, ob und wann ein automatischer Abschaltvorgang und Anschaltvorgang sinnvoll ist.
Anhand der Fig. 2 wird nun ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum automatischen Abschalten und Anschalten einer Antriebseinheit mittels eines Start-Stopp-Systems näher erläutert. Das Ablaufdiagramm startet bei einem Schritt 10, in dem überprüft wird, ob die Antriebseinheit automatisch abgeschaltet wurde, wobei davon ausgegangen wird, dass ein automatischer Abschaltvorgang dann eingeleitet wird, wenn alle Abschaltbedingungen erfüllt sind. Hierbei können - wie bereits oben erwähnt - neben den fahrzeug-internen Daten auch alle zur Verfügung stehenden fahrzeug-externen Daten berücksichtigt werden.
Wurde die Antriebseinheit automatisch abgeschaltet, wird im nächsten Schritt 20 auf eine Einschaltaufforderung gewartet. Hierbei kann es sich um eine fahrerseitige Einschaltaufforderung (z. B. wenn der Fahrer wieder Losfahren möchte und deshalb ein vorhandenes Kupplungspedal zum Einlegen eines Gangs tritt), oder um eine systemseitigen Einschaltaufforderung aufgrund eines niedrigen Ladezustands der Batterie handeln. Wird eine Einschaltauf- forderung erkannt, wird im Schritt 30 überprüft, ob es sich um eine systemseitige Einschaltaufforderung oder eine fahrerseitige Einschaltaufforderung handelt. Liegt eine fahrerseitige Einschaltaufforderung vor, wird unmittelbar zum Schritt 60 übergegangen und die Antriebseinheit automatisch gestartet, so dass der Fahrer gemäß seinem Wunsch losfahren kann.
Liegt jedoch keine fahrerseitige Einschaltaufforderung vor (sondern eine systemseitige Einschaltaufforderung), wird zum Schritt 40 übergegangen und abgefragt, ob eine Verzögerungsbedingung vorliegt bzw. erfüllt ist. Eine Verzögerungsbedingung kann dann vorliegen, wenn festgestellt wurde, dass eine fahrerseitige Einschaltaufforderung innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls zu erwarten ist oder wenn bekannt ist, dass eine Weiterfahrt demnächst möglich ist und der Motor deshalb in absehbarer Zeit automatisch gestartet wird, um den Fahrer darauf aufmerksam zu machen. Der zu erwartende Zeitpunkt einer fahrerseitigen Einschaltaufforderung kann bspw. anhand verschiedener fahrzeug-interner und fahrzeug-externer Daten ermittelt werden. Befindet sich das Fahrzeug derzeit gerade vor einer roten Ampel, kann bspw. anhand eines Ampelsignal, das den Zeitpunkt eines Zustands- wechsels der Ampel von rot auf grün anzeigt, ermittelt werden, wann der Fahrer vermutlich wieder losfahren möchte, da die Ampel auf Grün geschaltet hat.
Liegt nur der zu erwartende Zeitpunkt der fahrerseitigen Einschaltaufforde- rung nicht innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls (d. h. die Verzögerungsbedingung ist nicht erfüllt), wird unmittelbar zum Schritt 60 übergegangen und die Antriebseinheit aufgrund der vorliegenden systemseitigen Einschaltaufforderung gestartet.
Liegt jedoch der zu erwartende Zeitpunkt der fahrerseitigen Einschaltauffor- derung innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters, wird im Schritt 50 darauf gewartet, dass die fahrerseitige Einschaltaufforderung eintritt. Um zu verhin- dem, dass das Fahrzeug aufgrund nicht eintretender fahrerseitigen Ein- schaltaufforderung zu dem vermuteten Zeitpunkt in einen kritischen Betriebszustand kommt und nicht mehr gestartet werden kann (da die Batterie zu weit entladen ist), wird gleichzeitig ein Timer t gestartet. Ist eine vorgegebene Zeitgrenze tmax erreicht ohne dass eine fahrerseitige Einschaltaufforderung abgegeben hat, wird die Antriebseinheit trotz fehlender fahrerseitiger Ein- schaltaufforderung verzögert gestartet. Das Verfahren beginnt von neuem, sobald die Antriebseinheit wieder automatisch abgeschaltet wurde.
Durch dieses Verfahren kann zum einen unter nahezu allen Umständen eine festgelegte Mindeststoppdauer erreicht werden und gleichzeitig kann zum anderen verhindert werden, dass der Fahrer durch ein häufiges Wiedereinschalten der Antriebseinheit nach einer kurzen Stillstandsdauer verunsichert wird. Die Berücksichtigung fahrzeug-externer Daten, insbesondere der Am- pelzustandsdaten ermöglicht eine wesentlich feinere Steuerung der automatischen Abschalt- und Anschaltvorgänge. Durch das Wissen, wann z. B. eine Ampel voraussichtlich das nächste Mal ihren Zustand wechseln wird, kann einerseits viel besser abgeschätzt werden, ob eine Abschaltung des Verbrennungsmotors in der jeweiligen Situation sinnvoll ist. Ebenso kann das vorzeitige Starten des Motors aufgrund der sinkenden Bordnetzspannung verzögert werden, wenn abzusehen ist, dass in kurzer Zeit ohnehin eine Weiterfahrt erfolgen wird.
Neben der Einflussnahme auf eine optimale Motorstart- und Motorstoppstrategie können diese (Ampel-)Daten auch andere Systeme beeinflussen: Signalisiert bspw. der Ampelassistent, dass die nächste Ampel auf jeden Fall während einer Rotphase erreicht wird, kann das Motorsteuergerät unter Berücksichtigung fahrzeug-interner Daten berechnen, bei welchem Abstand der Fahrer vom Gas gehen muss, um durch das Ausnutzen des Motorschleppmoments oder durch einen Segelmodus möglichst wenig Kraftstoff zu verbrauchen. Sind zusätzlich zu den Ampeldaten auch Positionsdaten ande- rer Fahrzeuge auf dem eigenen Fahrstreifen verfügbar, kann die Geschwindigkeitsanpassung noch genauer berechnet werden. Dem Fahrer kann die ermittelte Information im Instrumentenkombi oder Head-up-Display angezeigt werden. Bei Fahrzeugen mit aktiven Geschwindigkeitsregelsystemen kann die Berechnung der optimalen Geschwindigkeit bzw. Betriebsstrategie des Motors direkt weitergegeben und die Steuerung entsprechend vorgenommen werden. Ist das Fahrzeug zusätzlich mit einem Elektromotor / Generator ausgestattet, kann das notwendige Bremsmoment mit dessen Hilfe erhöht und die rückgewonnene Energie in das Bordnetz eingespeist werden.
In Summe führen diese Aspekte alle zu einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs, einer Steigerung der Verkehrsflusseffizienz, sowie zu einer Verringerung der Schadstoff- und Lärmemissionen.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Steuerung eines automatischen Abschalt- und Anschaltvorgangs einer Antriebseinheit in einem Kraftfahrzeug mittels einer Start-Stopp-Einrichtung, durch welche beim Anhalten des Kraftfahrzeugs die Antriebseinheit automatisch abgeschaltet wird, wenn vorgegebene Abschaltbedingungen erfüllt sind und durch welche eine automatisch abgeschaltete Antriebseinheit automatisch angeschaltet wird, wenn zumindest eine fahrerseitige oder systemseitige Einschaltaufforderung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfolgen einer systemseitigen Einschaltaufforderung der automatische Anschaltvorgang bei Vorliegen einer Verzögerungsbedingung (40) zumindest zeitweise unterdrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Verzögerungsbedingung (40) dann vorliegt, wenn eine fahrerseitige Einschaltaufforderung innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls zu erwarten ist und/oder wenn ein automatischer Start der Antriebseinheit aufgrund eines Fahrerassistenzsystems, insbesondere eines Geschwindigkeitsregelsystems, innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls zu erwarten ist. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zu erwartende Zeitpunkt einer fahrerseitigen Einschaltaufforderung und/oder des automatischen Starts aufgrund eines Fahrerassistenzsystems bei abgeschalteter Antriebseinheit in Abhängigkeit vorgegebener Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs (DS1 , DS2) und/oder Zustandsgrößen des Kraftfahrzeugs und/oder sonstiger Parameter des Kraftfahrzeugs ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zu erwartende Zeitpunkt einer fahrerseitigen Einschaltaufforde rung und/oder des automatischen Starts aufgrund eines Fahrerassistenzsystems bei abgeschalteter Antriebseinheit in Abhängigkeit von fahrzeug-externen Informationen, insbesondere von Daten anderer Verkehrsteilnehmer (DF1 , DF2) und/oder Umgebungsdaten und/oder Verkehrstechnikdaten (DVT) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrstechnikdaten (DVT) Daten von Ampelanlagen (A1 , A2) umfassen, wobei die Daten eine Information über den Zeitpunkt eines Zustandswechsels beinhalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeug-externen Informationen mittels eines Navigationssystems und/oder eines bildwiedergebenden Umfeld- Überwachungssystems und/oder eines Verkehrstechnik- Kommunikationssystems (KVT) und/oder eines Car-to-Car- Kommunikationssystems (KF,KF1 ,KF2) ermittelt und/oder zur Verfügung gestellt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einleiten eines automatischen Abschaltvorgangs der Antriebseinheit eine unter Berücksichtigung ak tueller Betriebsgrößen (DS1 , DS2) des Fahrzeugs und/oder Zu- Standsgrößen des Kraftfahrzeugs und/oder sonstiger Parameter des Kraftahrzeugs und/oder fahrzeug-externer Informationen (DF1 , DF2, DVT) eine mögliche Stoppdauer der Antriebseinheit prognostiziert wird, und in Abhängigkeit von der prognostizierten Stoppdauer ein automatischer Abschaltvorgang eingeleitet wird, wenn alle sonstigen Abschaltbedingungen erfüllt sind.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit vorgegebener Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs (DS1 , DS2) und/oder Zustandsgrößen des Kraftfahrzeugs und/oder sonstiger Parameter des Kraftfahrzeugs und/oder in Abhängigkeit von fahrzeug-externen Informationen, insbesondere von Daten anderer Verkehrsteilnehmer (DF1 , DF2) und/oder Umgebungsdaten und/oder Verkehrstechnikdaten (DVT) die Berechnung einer optimalen Betriebsstrategie der Antriebseinheit ermittelt und eine Ansteuerung der Antriebseinheit, insbesondere mittels eines Geschwindigkeitsregelsystems, in Abhängigkeit von der ermittelten Betriebsstrategie vorgenommen wird.
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