WO2014131405A1 - Verfahren und vorrichtung zum ansteuern eines fahrzeugs - Google Patents

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WO2014131405A1
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internal combustion
combustion engine
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Fabian Kempe
Dagmar Münch
Matthias Herbrich
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Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/01—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens
    • B60R25/04—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens operating on the propulsion system, e.g. engine or drive motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02N2200/08—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the vehicle or its components
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02N2200/123—Information about vehicle position, e.g. from navigation systems or GPS signals
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for driving a vehicle according to the closer defined in the preamble of claim 1 and 8, respectively.
  • the invention is therefore based on the object to simplify a method and an apparatus of the aforementioned type with regard to the structure and to make cost-effective.
  • the object is achieved by the features of Pantent tapes 1 and alternatively by the features of Pantent tapes 8.
  • an automatic temporary shutdown of the internal combustion engine is carried out in stance phases of the vehicle.
  • a position evaluation of the vehicle by means of locating signals of a locating system is preferably carried out to detect a stance phase.
  • a stance phase of the vehicle is detected in this case when a vehicle speed of zero and an actuation of the vehicle brake is detected for a predetermined period of time.
  • further vehicle system conditions may be used to detect a stoppage phase of the vehicle. are checked on a detection of the vehicle speed by position evaluation of the vehicle by means of locating signals of a positioning system. For example, it is possible to detect the decrease in the vehicle speed preceding a vehicle standstill in relation to a predetermined time interval or the deceleration rate or figuratively the slope of the braking ramp of the vehicle and to check whether this is within a predetermined limit. In this way, upon detection of a vehicle speed of zero, a blocking of the vehicle wheels, for example during emergency braking or in the case of black ice, or a cable break in the sensor system for detecting the vehicle speed can be excluded.
  • a measurement of the deceleration of the vehicle speed and the sensor technology required for this purpose can thus be avoided. Alternatively or additionally, it can also be checked in advance to a vehicle standstill, whether a predetermined vehicle speed is exceeded. An automatic temporary shutdown of the internal combustion engine is only carried out if the aforementioned limit is met or the speed of the vehicle threshold is undershot.
  • a transponder radio signal for example a RF-D (Radio Frequency Identification) driver or a ⁇ / fooof / 7 transponder, is evaluated to identify an authorization to use the vehicle.
  • An authorization to use the vehicle is detected by detecting a predetermined transponder radio signal. In this way, authorization to use the vehicle can be checked before carrying out a start-stop operation.
  • RF-D Radio Frequency Identification
  • Upon detection of unauthorized use ie, if a predetermined transponder radio signal is not detected, takes place when detecting a change in position by the vehicle evaluation a message by mobile communication, for example by SMS (Short Message Service), an impermissible movement of the vehicle with the determined Position data of the vehicle to a predetermined person or device.
  • SMS Short Message Service
  • an electronic immobilizer Upon detection of unauthorized use and switching on of the ignition of the internal combustion engine, an electronic immobilizer is activated and the operation, in particular starting, of the internal combustion engine, for example by sending an engine stop signal to the engine control, blocked. It is also conceivable that, although the starting allowed but the engine is then stopped immediately again. In a simple way, such an electronic immobilizer can be integrated into a start-stop operation of the vehicle.
  • activated immobilizer i. when the starting of the internal combustion engine is blocked, transmitting a notification of an inadmissible start of the vehicle by mobile radio communication to a predetermined person or device.
  • a vehicle location request can be sent to the vehicle by a predetermined person or device via mobile radio communication.
  • the position data of the position evaluation of the vehicle is transmitted to the predetermined person or device.
  • a further embodiment of the invention provides to check whether a control device for performing the method works smoothly and to transmit a fault message by mobile communication to a predetermined person or device upon detection of a fault. Depending on the type of disturbance, a malfunction, sabotage or vanishing and possibly also the position data from the position evaluation of the vehicle can be reported here.
  • an apparatus for driving a vehicle with an internal combustion engine is proposed.
  • the pros Direction is used in particular for carrying out one of the above-described inventive method.
  • the device according to the invention comprises a signal device connected to the drive train of the vehicle control unit for controlling the internal combustion engine, with which the vehicle speed can be detected by position evaluation of the vehicle by means of locating signals of a positioning system.
  • the control unit preferably has a locating module which serves to detect the global position of the vehicle at regular intervals.
  • the locating module may include, for example, a GPS (GPS / Positioning System) receiver for receiving location- and time-coded satellite positioning signals and an evaluation unit for determining the position and speed of the vehicle from the satellite positioning signals.
  • GPS GPS / Positioning System
  • the control unit is designed with a mobile radio communication module, in particular a GSM (Global System for Mobile Communications) module, for data transmission via a mobile radio network to another mobile radio device.
  • the mobile radio communication module serves to provide status data of the vehicle, e.g. Position and activation of the immobilizer to transmit to a predetermined person or device by mobile radio communication.
  • control unit For detecting a predetermined transponder signal, the control unit has a read module.
  • the control unit can be in signal communication with a central control unit, in particular engine control unit, of the vehicle or can be functionally integrated in this.
  • the invention can be used in particular in a motorcycle.
  • FIG. 1 a flowchart of a method according to the invention for driving a vehicle in a first exemplary embodiment, a schematic representation of a system for carrying out the method according to the invention according to FIG. 1, a flowchart of a method according to the invention for actuating a vehicle in a second exemplary embodiment, a schematic representation of a system for carrying out the method
  • Figure 3 a flowchart of a method according to the invention for driving a vehicle in a third embodiment.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a method according to the invention for driving a vehicle with an internal combustion engine, wherein in stance phases of the vehicle, an automatic temporary shutdown of the internal combustion engine is performed.
  • a control device for carrying out the method is supplied with power and the method is started.
  • the method is checked whether the internal combustion engine is turned on, for example by detecting a starter signal. If this is not the case, the method is reset until a start of the internal combustion engine is detected. If the starting of the internal combustion engine is detected, it is checked whether predetermined vehicle system conditions for a start-stop operation, in particular a sufficient operating temperature of the internal combustion engine and a sufficient state of charge of the vehicle battery present.
  • the automatic start-stop operation is blocked or only activated when the vehicle system conditions are present. If these are met, it is checked whether there is a stance phase of the vehicle.
  • the vehicle speed V is detected by a position evaluation of the vehicle by means of locating signals of a positioning system, for example GPS.
  • a stoppage phase of the vehicle is detected upon detecting a vehicle speed V equal to zero and an actuation of the vehicle brake for at least a predetermined period of time t, which is greater than a predetermined time interval At.
  • the time interval At is intended to ensure that the vehicle brake is not only briefly actuated but that it is desired to stop the vehicle and stop the engine. For example, a time interval of 5 seconds may be provided.
  • the process is reset until all conditions are met. If all conditions are met, the internal combustion engine is switched off. For this purpose, the control unit sends an engine stop signal to the engine control. If a stationary phase of the vehicle is detected, the internal combustion engine is switched off as long as the vehicle brake is active. Upon detection of a deactivation of the vehicle brake, in particular by omission of the brake pedal pressure, the control unit sends an engine start signal to the engine control and the internal combustion engine is restarted. Thereafter, the procedure is reset again to check the vehicle system conditions.
  • the control unit has a locating module, for example a GPS receiver, for receiving satellite locating signals and detecting the vehicle speed V by evaluating the satellite locating signals.
  • control unit a signal connections for detecting an actuation of the brake pedal, for example, with a brake pedal pressure sensor, and a timer for detecting the actuation period of the vehicle brake on.
  • the shutdown of the internal combustion engine can be achieved by activating or simulating a motor stop switch or by switching a power MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor) or another active component.
  • the starting of the internal combustion engine can be achieved by activating or simulating a starter signal or by switching a power MOSFET for a starter relay or other active component.
  • the control unit preferably has a control board, which can be produced, for example, by print technology. The individual control modules are integrated into the control board in different assembly variants. If necessary, a suitable microcontroller is used for process calculation.
  • the control unit requires only a few signal connections which serve for signal detection and output and which are connected to a central control device of the vehicle in order to enable communication.
  • the subsequent upgrade of conventional vehicles with a start-stop function according to the invention and integrated immobilizer with vehicle tracking function is made possible with minimal effort.
  • no signal or live lines must be cut.
  • the signals can be tapped or fed in parallel, even during retrofitting, and therefore do not influence any safety-related signals.
  • the vehicle is not otherwise functionally restricted.
  • FIG. 2 shows by way of example a system and the functional principle for a speed measurement by means of GPS. For this purpose, the position evaluation of the vehicle, shown here by way of example as a motorcycle, carried out.
  • FIG. 3 schematically illustrates a method for an electric immobilizer with integrated so-called vehicle tracking function in a flowchart.
  • the procedure is started and it is checked whether the control unit is working properly. If this is not the case, a message is sent to a predetermined person or device by a mobile radio communication module, here a GSM module. Depending on the nature of the malfunction, a message about a malfunction, sabotage or vandalism (for example plugging or pulling cables) can be made. If appropriate, the position data can be transmitted from the position evaluation of the vehicle. If no failure of the controller is detected, it is checked whether a location request is received by the GSM module from a predetermined person or device.
  • a mobile radio communication module here a GSM module.
  • sabotage or vandalism for example plugging or pulling cables
  • the position data of the vehicle are communicated via the GSM module of the control unit to a predetermined person or facility.
  • the position data are determined by a position evaluation of the vehicle by the locating module, here a GPS module.
  • the procedure is reset and the reception of a location request is checked again. If no location request is received, it is checked whether a predetermined transponder radio signal, in this case from a so-called RFID transponder, is received for detecting an authorized use of the vehicle. If so, the procedure is reset to the entry step.
  • a predetermined RFID transponder If a predetermined RFID transponder is not recognized, unauthorized use of the vehicle is present and anti-theft protection with an electronic immobilizer and integrated vehicle tracking function is activated.
  • an engine stop signal is sent to the engine controller and thereby an electronic immobilizer activated.
  • a notification is made about an inadmissible start of the vehicle and with indication of the position data of the vehicle to a predicted person or device by the GSM module.
  • the position data are determined from the position evaluation of the vehicle by the GPS module. Subsequently, the method is reset again and again checks whether the predetermined RFID transponder is detected.
  • the method is reset again and again checks whether the predetermined RFID transponder is detected. If no change in position of the vehicle is detected by the GPS module, the method is reset again and again checks whether the predetermined RFID transponder is detected.
  • the vehicle has a control unit which has a preferably internal or autonomous power supply and a positioning module (eg GPS) for detecting the position and speed of the vehicle.
  • the control unit further has a reading module for detecting a predetermined transponder radio signal (eg RFID or Bluetooth) of an authorized vehicle user and a mobile radio communication module (eg a GSM module) for transmitting data or messages via a mobile radio network.
  • the control unit is in signal connections with a central control unit, in particular engine control unit of the vehicle.
  • Figure 4 shows an example of a system for an electronic immobilizer with tracking function for a vehicle.
  • the vehicle has a locating module 1 (eg a GPS module) and a mobile radio communication module 2 (eg GSM module).
  • the locating module 1 records at regular time intervals the global position of the vehicle would be, while the Mobilfunkkommuni- cation module 2 transmits the position data via a mobile network to a predetermined mobile device 3, in particular a smartphone, with an application for a location determination or a route recording.
  • the electronic immobilizer has a transponder 4 (eg RFID or Bluetooth) on the vehicle key or key ring.
  • the transponder 4 transmits a predetermined radio signal, which is detected by a reading module 5 of the vehicle.
  • a theft protection is achieved by combination of tracking function and immobilizer.
  • the mobile communication module 2 sends a sabotage of the controller or activation of the immobilizer a text message to the predetermined mobile device. 3
  • FIG. 5 shows a flow chart of a third exemplary embodiment of a method according to the invention.
  • This embodiment has a combination of the method of Figure 1 and Figure 3.
  • the authorization for the use of the vehicle is checked here.
  • the theft protection is activated with an electronic immobilizer and integrated vehicle tracking function, as stated above for the exemplary embodiment according to FIG.
  • a location query with transmission of the position data of the vehicle, as also described for the embodiment of Figure 3, possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) durch Positionsauswer- tung des Fahrzeugs mittels Ortungssignalen eines Ortungssystems zur elekt- ronischen Steuerung des Fahrzeugs erfasst wird.Die Erfindung betrifft weiter- hin eine Vorrichtung zum Ansteuern eines Fahrzeugs. Figur

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern eines Fahrzeugs
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ansteuern eines Fahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 8 näher definierten Art.
Zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit werden in Fahrzeugen üblicherweise mechanische Wellen oder elektrische Sensoren zur Erfassung der Raddrehzahl eingesetzt. Die von den Sensoren gelieferten Signale werden für eine Tachoanzeige, aber auch bei Einsatz der sogenannten Start-Stopp- Technologie entsprechend ausgewertet und in eine Geschwindigkeit umgerechnet. Besonders für Start-Stopp-Systeme ist es zwingend notwendig die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit zu kennen. Hierzu müssen bestehende Sensorsignale ausgewertet oder auch zusätzliche Sensoren zur Erfassung der Geschwindigkeit eingebaut werden. Ein zusätzlicher Einbau von Geschwindigkeitssensoren, aber auch das Abgreifen von bestehenden Sensorsignalen zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit, insbesondere bei der Integration eines Start-Stopp-Systems, ist stets mit erhöhtem Einbauaufwand verbunden. Eine Auswertung dieser Signale erfordert eine aufwendige und komplexe Steu- erungssoftware, die aber eine geringe Flexibilität aufweist. Der dadurch bedingte Systemaufwand ist kostenintensiv und nur schwer nachrüstbar. Weiterhin sind elektronische Wegfahrsperren und Tracking-Funktionen für Fahrzeuge bekannt. Diese bestehen jedoch aus aufwändigen und kostenintensiven Sys- temen, die sich insbesondere bei einer Nachrüstung solcher Systeme besonders nachteilig auswirken.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der vorgenannten Art hinsichtlich des Aufbaues zu vereinfachen und kostengünstig zu gestalten. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Pantentanspruchs 1 und alternativ durch die Merkmale des Pantentanspruchs 8 gelöst.
Es wird vorgeschlagen, die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Positionsauswertung des Fahrzeugs mittels Ortungssignalen eines Ortungssystems zur elekt- ronischen Steuerung des Fahrzeugs zu erfassen. Auf diese Weise kann eine einfache und präzise Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht werden. Eine aufwändige Auswertung von Sensorsignalen zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit und ein zusätzliches Gewicht und zusätzliche Bauteilkosten einer entsprechenden Sensorik werden so vermieden.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung wird bei einem Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor eine automatische zeitweilige Abschaltung des Verbrennungsmotors in Standphasen des Fahrzeugs durchgeführt. Vorzugsweise wird dabei zur Erkennung einer Standphase eine Positi- onsauswertung des Fahrzeugs mittels Ortungssignalen eines Ortungssystems durchgeführt.
Bevorzugt wird hierbei eine Standphase des Fahrzeugs erkannt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit von null und eine Betätigung der Fahrzeugbremse für eine vorbestimmte Zeitdauer erfasst wird.
Alternativ oder ergänzend hierzu können weitere Fahrzeug- Systembedingungen zum Erkennen einer Stillstandsphase des Fahrzeugs ba- sierend auf einer Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit durch Positionsauswertung des Fahrzeugs mittels Ortungssignalen eines Ortungssystems überprüft werden. Beispielsweise ist es möglich, die einem Fahrzeugstillstand vorausgehende Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit bezogen auf ein vorbe- stimmtes Zeitintervall bzw. die Verzögerungsrate oder bildlich gesprochen die Steilheit der Bremsrampe des Fahrzeugs zu erfassen und zu prüfen, ob diese innerhalb eines vorgegebenen Limits liegt. Auf diese Weise kann bei Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit von null ein Blockieren der Fahrzeugräder z.B. bei einer Notbremsung oder bei Glatteis, oder ein Kabelbruch in der Sensorik zur Erfassung der der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgeschlossen werden. Eine Messung der Verzögerung der Fahrzeuggeschwindigkeit und die hierzu erforderliche Sensorik kann so vermieden werden. Alternativ oder ergänzend kann ebenfalls vorgelagert zu einem Fahrzeugstillstand überprüft werden, ob eine vorbestimmte Fahrzeugschwellengeschwindigkeit unterschritten ist. Eine auto- matische zeitweise Abschaltung des Verbrennungsmotors wird nur dann durchgeführt, wenn das vorgenannte Limit eingehalten bzw. die Fahrzeugschwellengeschwindigkeit unterschritten wird.
Vorzugsweise wird zur Erkennung einer Berechtigung zur Nutzung des Fahr- zeugs ein Transponder-Funksignal, beispielsweise eines RF\D(Radio- Frequenzy-ldentification)-Trar\spor\0ers oder eines ß/uefoof/7-Transponders, ausgewertet. Eine Berechtigung zur Nutzung des Fahrzeugs wird hierbei durch Erkennen eines vorbestimmten Transponder-Funksignals erfasst. Auf diese Weise kann vor der Durchführung eines Start-Stopp-Betriebs eine Berechti- gung zur Nutzung des Fahrzeugs überprüft werden.
Bei Erkennen einer unberechtigten Nutzung, d.h., wenn ein vorbestimmtes Transponder-Funksignal nicht erkannt wird, erfolgt bei Erfassen einer Positionsänderung durch Positionsauswertung des Fahrzeugs eine Mitteilung durch Mobilfunkkommunikation, beispielsweise durch SMS (Short Message Service), über eine unzulässige Bewegung des Fahrzeugs mit den ermittelten Positionsdaten des Fahrzeugs an eine vorbestimmten Person oder Einrichtung. Auf diese Weise kann eine sogenannte Tracking-Funktion zur Standortbestimmung bzw. -Verfolgung des Fahrzeugs bei unberechtigter Bewegung in ein Verfahren für einen Start-Stopp-Betrieb integriert werden.
Bei Erkennen einer unberechtigten Nutzung und eines Anschaltens der Zün- dung des Verbrennungsmotors wird eine elektronische Wegfahrsperre aktiviert und der Betrieb, insbesondere das Starten, des Verbrennungsmotors, beispielweise durch Senden eines Motorstopp-Signals an die Motorsteuerung, blockiert. Denkbar ist dabei auch, dass zwar das Starten zugelassen aber der Verbrennungsmotor dann unmittelbar wieder gestoppt wird. Auf einfache Weise kann so eine elektronische Wegfahrsperre in einen Start-Stopp-Betrieb des Fahrzeugs integriert werden.
Ergänzend ist es möglich, bei aktivierter Wegfahrsperre, d.h. bei Blockieren des Startens des Verbrennungsmotors, eine Mitteilung über einen unzulässi- gen Start des Fahrzeugs durch Mobilfunkkommunikation an eine vorbestimmten Person oder Einrichtung zu übermitteln.
Zur Standortbestimmung des Fahrzeugs kann von einer vorbestimmten Person oder Einrichtung über Mobilfunkkommunikation eine Fahrzeug-Standortanfrage an das Fahrzeug gesendet werden. Bei Erkennen einer solchen Standortanfrage werden die Positionsdaten der Positionsauswertung des Fahrzeugs an die vorbestimmten Person oder Einrichtung übermittelt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, zu überprüfen, ob ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens störungsfrei arbeitet und bei Erkennen einer Störung eine Störungsmeldung durch Mobilfunkkommunikation an eine vorbestimmte Person oder Einrichtung zu übermitteln. In Abhängigkeit von der Art der Störung können hierbei eine Fehlfunktion, Sabotage oder Van- dalismus und gegebenenfalls auch die Positionsdaten aus der Positionsaus- wertung des Fahrzeugs gemeldet werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ansteuern eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor vorgeschlagen. Die Vor- richtung dient insbesondere zur Durchführung eines der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein signaltechnisch mit dem Antriebsstrang des Fahrzeugs verbundenes Steuergerät zum Ansteuern des Verbrennungsmotors, mit dem die Fahrzeuggeschwin- digkeit durch Positionsauswertung des Fahrzeugs mittels Ortungssignalen eines Ortungssystems erfassbar ist.
Bevorzugt weist das Steuergerät ein Ortungsmodul auf, das zur Erfassung der globalen Position des Fahrzeugs in regelmäßigen Zeitabständen dient. Das Ortungsmodul kann beispielsweise einen GPS(G/oöa/ Positioning System)- Empfänger zum Empfang von orts- und zeitkodierten Satelliten- Ortungssignalen und eine Auswerteinheit zur Positions- und Geschwindigkeitsbestimmung des Fahrzeugs aus den Satelliten-Ortungssignalen aufweisen. Es ist von Vorteil, wenn das Steuergerät mit einem Mobilfunkkommunikations- Modul, insbesondere einen GSM(Global System for Mobile Communications)- Modul, zur Datenübertragung über ein Mobilfunknetz mit einem anderen Mobilfunkgerät ausgebildet ist. Das Mobilfunkkommunikations-Modul dient dazu, Statusdaten des Fahrzeugs, wie z.B. Position und Aktivierung der Wegfahr- sperre, an eine vorbestimmte Person oder Einrichtung durch Mobilfunkkommunikation zu übermitteln.
Zum Erkennen eines vorbestimmten Transponder-Signals weist das Steuergerät ein Lese-Modul auf.
Der Einsatz der drei vorgenannten Module in Kombination ermöglicht ein einfach aufgebautes Start-Stopp-System mit integrierter elektronischer Wegfahrsperre und Fahrzeug-Tracking-Funktion zur Standortbestimmung bzw. - Verfolgung in einem Steuergerät.
Das Steuergerät kann mit einem zentralen Steuergerät, insbesondere Motorsteuergerät, des Fahrzeugs in Signalverbindung stehen oder in dieses funktional integriert sein. Die Erfindung kann insbesondere in einem Motorrad eingesetzt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ansteuern eines Fahrzeugs in einem ersten Ausführungsbeispiel, eine schematische Darstellung eines Systems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Figur 1 , ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ansteuern eines Fahrzeugs in einem zweiten Ausführungsbeispiel, eine schematische Darstellung eines Systems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Figur 3, ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ansteuern eines Fahrzeugs in einem dritten Ausführungsbeispiel.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ansteuern eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, wobei in Standphasen des Fahrzeugs eine automatische zeitweise Abschaltung des Verbrennungsmotors durchgeführt wird. Mit dem Einschalten der Zündung bzw. eines Zündstartschalters des Verbrennungsmotors wird ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens mit Strom versorgt und das Verfahren gestartet. In einem Eingangsschhtt des Verfahrens wird überprüft, ob der Verbrennungsmotor angeschaltet ist, beispielsweise durch Erfassen eines Anlassersignals. Ist dies nicht der Fall, wird das Verfahren zurückgesetzt bis ein Starten des Verbrennungsmotors erfasst wird. Wird das Starten des Verbrennungsmotors erkannt, wird überprüft, ob vorbestimmte Fahrzeug-Systembedingungen für einen Start-Stopp-Betrieb, insbesondere eine ausreichende Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors und ein ausreichender Ladezustand der Fahrzeugbatterie, vorliegen. Liegen diese nicht vor, wird der automatische Start-Stopp- Betrieb blockiert bzw. erst aktiviert, wenn die Fahrzeug-Systembedingungen vorliegen. Sind diese erfüllt wird überprüft, ob eine Standphase des Fahrzeugs vorliegt. Hierzu wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V durch eine Positionsauswertung des Fahrzeugs mittels Ortungssignalen eines Ortungssystems, beispielsweise GPS, erfasst. Eine Stillstandsphase des Fahrzeugs wird erkannt bei Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich null und einer Betätigung der Fahrzeugbremse für zumindest eine vorbestimmte Zeitdauer t, die größer ist als ein vorbestimmtes Zeitintervall At. Das Zeitintervall At soll sicherstellen, dass die Fahrzeugbremse nicht nur kurz betätigt wird, sondern ein Halten des Fahrzeugs und ein Stoppen des Motors gewünscht wird. Beispielsweise kann ein Zeitintervall von 5 Sekunden vorgesehen sein. Ist eine der vorgenannten Bedingungen nicht erfüllt, wird das Verfahren solange zurückgesetzt, bis alle Bedingungen vorliegen. Sind alle Voraussetzungen erfüllt, wird der Verbrennungsmotor abgeschaltet. Hierzu sendet das Steuergerät ein Motorstopp- Signal an die Motorsteuerung. Wird eine Standsphase des Fahrzeugs erkannt, wird der Verbrennungsmotor solange abgeschaltet, solange die Fahrzeugbremse aktiv ist. Bei Erkennen einer Deaktivierung der Fahrzeugbremse, insbesondere durch Wegfall des Bremspedaldrucks, sendet das Steuergerät ein Motorstart-Signal an die Motorsteuerung und der Verbrennungsmotor wird wieder gestartet. Danach wird das Verfahren wieder zur Überprüfung der Fahrzeug-Systembedingungen zurückgesetzt. Das Steuergerät weist ein Ortungsmodul, beispielsweise einen GPS- Empfänger, zum Empfangen von Satelliten-Ortungssignalen und zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit V durch Auswertung der Satelliten- Ortungssignale auf. Außerdem weist das Steuergerät, eine Signalverbindungen zum Erfassen einer Betätigung des Bremspedals, beispielsweise mit einem Bremspedaldrucksensor, und ein Zeitglied zum Erkennen der Betätigungsdauer der Fahrzeugbremse auf. Das Abschalten des Verbrennungsmotors kann durch Aktivieren oder Simulieren eines Motorstopp-Schalters bzw. durch Schalten eines Leistungs-MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) oder eines anderen aktiven Bauteils, erreicht werden. Das Starten des Verbrennungsmotors kann durch Aktivieren oder Simulieren eines Anlasser-Signals bzw. durch Schalten eines Leistungs-MOSFET für ein Anlasser-Relais oder eines anderen aktiven Bauteils erreicht werden. Das Steuergerät weist vorzugsweise eine Steuerplatine auf, die beispielsweise durch Printtechnik her- stellbar ist. In die Steuerplatine sind in verschiedenen Bestückungsvarianten die einzelnen Steuermodule integriert. Gegebenenfalls wird ein geeigneter MikroController zur Prozessberechnung eingesetzt. Das Steuergerät benötigt nur wenige Signalverbindungen, die zur Signalerfasssung bzw. -ausgäbe dienen und mit einem zentralen Steuergerät des Fahrzeugs in Verbindung stehen, um eine Kommunikation zu ermöglichen. Dadurch wird die nachträgliche Aufrüstung konventioneller Fahrzeuge mit einer erfindungsgemäßen Start-Stopp- Funktion und integrierter Wegfahrsperre mit Fahrzeug-Tracking-Funktion bei minimiertem Aufwand ermöglicht. Zur Nachrüstung müssen keinerlei Signaloder stromführende Leitungen durchtrennt werden. Die Signale können, auch bei einer Nachrüstung, parallel abgegriffen bzw. eingespeist werden und beeinflussen daher keine sicherheitsrelevanten Signale. Durch einen Ausfall des Start-Stopp-Systems wird das Fahrzeug im Übrigen nicht funktional eingeschränkt. Figur 2 zeigt exemplarisch ein System und das Funktionsprinzip für eine Geschwindigkeitsmessung mittels GPS. Hierzu wird die Positionsauswertung des Fahrzeugs, hier beispielhaft als Motorrad dargestellt, durchgeführt. Dabei wird durch Auswertung von positions- und zeitkodierten Ortungssignalen eines Sa- teil iten zu zwei Zeitpunkten T-, und T2 der während der Zeitdauer ΔΤ = T2 - T-, zurückgelegte Weg bestimmt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit ergibt sich aus dem Quotienten aus der durch Positionsauswertung bestimmten Weg des Fahrzeugs und der Zeitdauer ΔΤ = T2 - T
In Figur 3 ist ein Verfahren für eine elektrische Wegfahrsperre mit integrierter sogenannter Fahrzeug-Tracking-Funktion schematisch in einem Ablaufdiagramm dargestellt. Nach dem Einschalten des Steuergeräts wird das Verfahren gestartet und es wird überprüft, ob das Steuergerät ordnungsgemäß arbeitet. Ist dies nicht der Fall, wird eine Mitteilung an eine vorbestimmte Person oder Einrichtung durch ein Mobilfunkkommunikations-Modul, hier ein GSM-Modul, gesendet. In Abhängigkeit von der Art der Störung kann hierbei eine Mitteilung über eine Fehlfunktion, Sabotage oder Vandalismus (z.B. Stecker- oder Kabelziehen) erfolgen. Dabei können gegebenenfalls die Positionsdaten aus der Positionsauswertung des Fahrzeugs übermittelt werden. Wird keine Störung des Steuergeräts erfasst, wird überprüft, ob eine Standortanfrage durch das GSM-Modul von einer vorbestimmten Person oder Einrichtung empfangen wird. Ist dies der Fall, erfolgt eine Mitteilung der Positionsdaten des Fahrzeugs über das GSM-Modul des Steuergeräts an eine vorbestimmten Person oder Einrich- tung. Die Positionsdaten werden dabei durch eine Positionsauswertung des Fahrzeugs durch das Ortungsmodul, hier ein GPS-Modul, ermittelt. Anschließend wird das Verfahren zurückgesetzt und erneut der Empfang einer Standortanfrage überprüft. Wird keine Standortanfrage empfangen, wird überprüft, ob ein vorbestimmtes Transponder-Funksignal, hier von einem sogenannten RFID-Transponder, zur Erkennung einer berechtigten Nutzung des Fahrzeugs, empfangen wird. Ist dies der Fall, wird das Verfahren zum Eingangsschritt zurückgesetzt.
Wird ein vorbestimmter RFID-Transponder nicht erkannt, liegt eine unberech- tigte Nutzung des Fahrzeugs vor und es wird ein Diebstahlschutz mit einer e- lektronische Wegfahrsperre und integrierter Fahrzeug-Tracking-Funktion aktiviert. Bei Erkennen eines Anschaltens der Zündung des Verbrennungsmotors wird ein Motorstopp-Signal an das Motorsteuergerät gesendet und dadurch eine elektronische Wegfahrsperre aktiviert. Gleichzeitig erfolgt eine Mitteilung über einen unzulässigen Start des Fahrzeugs und mit Angabe der Positionsdaten des Fahrzeugs an eine vorbestinnnnte Person oder Einrichtung durch das GSM-Modul. Die Positionsdaten werden aus der Positionsauswertung des Fahrzeugs durch das GPS-Modul, bestimmt. Anschließend wird das Verfahren wieder zurückgesetzt, und erneut überprüft, ob der vorbestimmte RFID- Transponder erkannt wird. Wird kein Anschalten der Zündung des Verbrennungsmotors erkannt, wird mittels der Positionsauswertung des Fahrzeugs durch das GPS-Modul überprüft, ob eine Positionsänderung bzw. Bewegung des Fahrzeugs erfolgt. Ist dies der Fall, wird eine Mitteilung über eine unzulässige Bewegung des Fahrzeugs mit der Angabe der Positionsdaten aus der Positionsauswertung des Fahrzeugs an eine vorbestimmte Person oder Einrichtung über das GSM-Modul gesendet. Anschließend wird das Verfahren wieder zurückgesetzt, und erneut überprüft, ob der vorbestimmte RFID-Transponder erkannt wird. Wird keine Positionsänderung des Fahrzeugs durch das GPS- Modul festgestellt, wird das Verfahren wieder zurückgesetzt, und erneut überprüft, ob der vorbestimmte RFID-Transponder erkannt wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Fahrzeug ein Steuergerät auf, das über eine vorzugsweise interne bzw. autarke Stromversorgung und ein Ortungsmodul (z.B. GPS) zur Position- und Geschwindigkeitserfassung des Fahrzeugs verfügt. Das Steuergerät weist weiterhin ein Lese- Modul zum Erkennen eines vorbestimmten Transponder-Funksignals (z.B. RFID oder Bluetooth) eines berechtigten Fahrzeugbenutzers und ein Mobil- funkkommunikations-Modul (z.B. ein GSM-Modul) zum Übertragen von Daten bzw. Mitteilungen über ein Mobilfunknetz. Vorzugsweise steht das Steuergerät in Signalverbindungen mit einem zentralen Steuergerät, insbesondere Motorsteuergerät des Fahrzeugs. Figur 4 zeigt beispielhaft ein System für eine elektronische Wegfahrsperre mit Tracking-Funktion für ein Fahrzeug. Hierzu weist das Fahrzeug ein Ortungsmodul 1 (z.B. ein GPS-Modul) und ein Mobilfunkkommunikations-Modul 2 (z.B. GSM-Modul) auf. Das Ortungsmodul 1 erfasst in regelmäßigen zeitlichen Ab- ständen die globale Position des Fahrzeugs, während das Mobilfunkkommuni- kations-Modul 2 die Positionsdaten über ein Mobilfunknetz an ein vorbestimm- tes Mobilfunkgerät 3, insbesondere ein Smartphone, mit einer Applikation für eine Standortbestimmung oder eine Routenaufzeichnung überträgt. Die elekt- ronische Wegfahrsperre weist einen Transponder 4 (z.B. RFID oder Bluetooth) am Fahrzeug-Schlüssel oder -Schlüsselbund auf. Der Transponder 4 sendet ein vorbestimmtes Funksignal, das von einem Lese-Modul 5 des Fahrzeugs erkannt wird. Ein Diebstahlschutz wird durch Kombination aus Tracking- Funktion und Wegfahrsperre erreicht. Das Mobilfunkkommunikations-Modul 2 sendet bei Sabotage des Steuergeräts oder bei Aktivierung der Wegfahrsperre eine Kurzmitteilung an das vorbestimmte Mobilfunkgerät 3.
In Figur 5 ist in einem Ablaufdiagramm ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Diese Ausgestaltung weist eine Kombination der Verfahren aus Figur 1 und Figur 3 auf. Dadurch wird ein automatischer Start-Stopp-Betrieb mit integrierter elektrischer Wegfahrsperre und sogenannter Fahrzeug-Tracking-Funktion ermöglicht. Zur Durchführung eines automatischen Start-Stopp-Betriebs erfolgt hierbei eine Überprüfung der Berechtigung zur Nutzung des Fahrzeugs. Hierzu wird bei einem Neustart des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit des Erkennens eines vorbestimmten Transponder-Funksignals, hier RFID-Transponder, durchgeführt. Wird dieser erkannt, wird ein automatischer Start-Stopp-Betrieb des Verbrennungsmotors wie zum Ablaufdiagramm aus Figur 1 beschrieben durchgeführt. Wird dagegen der vorbestimmte RFID-Transponder nicht erkannt, wird der Diebstahlschutz mit einer elektronische Wegfahrsperre und integrierter Fahrzeug-Tracking- Funktion, wie oben zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ausgeführt, aktiviert. Außerdem ist eine Standortabfrage mit Übermittlung der Positionsdaten des Fahrzeugs, wie ebenfalls zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 beschrieben, möglich. Bezugszeichenliste
Zeitdauer
Zeitdauer
Zeitintervall
Fahrzeuggeschwindigkeit
Ortungsmodul
Mobilfunkkommunikations-Modul
Mobilfunkgerät
Transponder
Lese-Modul

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Ansteuern eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) durch Positionsauswertung des Fahrzeugs mittels Ortungssignalen eines Ortungssystems zur elektronischen Steuerung des Fahrzeugs erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische zeitweilige Abschaltung eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs in Standphasen des Fahrzeugs durchgeführt wird, wobei zum Erkennen einer Standphase eine Positionsauswertung des Fahrzeugs mittels Ortungssignalen eines Ortungssystems erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen einer Berechtigung zur Nutzung des Fahrzeugs ein Transponder-Funksignal ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen einer unberechtigten Nutzung und Erfassen einer Positionsänderung des Fahrzeugs eine Mitteilung über eine unzulässige Bewegung des Fahrzeugs mit den ermittelten Positionsdaten des Fahrzeugs durch Mobilfunkkommunikation an eine vorbestimmte Person oder Einrichtung gesendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen einer unberechtigten Nutzung und eines Anschaltens der Zündung des Verbrennungsmotors der Betrieb des Verbrennungsmotors blockiert und eine Mitteilung über einen unzulässigen Start des Fahr- zeugs durch Mobilfunkkonnnnunikation an eine vorbestinnnnte Person oder Einrichtung gesendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Empfang einer Fahrzeug-Standortanfrage durch Mobilfunkkommunikation von einer vorbestimmten Person oder Einrichtung die Positionsdaten der Positionsauswertung des Fahrzeugs an die Person oder Einrichtung übermittelt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass überprüft wird, ob ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens störungsfrei arbeitet und bei Erkennen einer Störung eine Störungsmeldung durch Mobilfunkkommunikation an eine vorbestimmte Person oder Einrichtung übermittelt wird.
8. Vorrichtung zum Ansteuern eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ansteuern des Verbrennungsmotors ein signaltechnisch mit dem Antriebsstrang des Fahrzeugs verbundenes Steuergerät vorgesehen ist, mit dem die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) durch Positionsauswertung des Fahrzeugs mittels Ortungssignalen eines Ortungssystems erfassbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer- gerät ein Ortungsmodul zur Erfassung der Ortungssignale und einer Positionsänderung des Fahrzeugs durch Auswertung der Ortungssignale aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeich- net, dass das Steuergerät ein Mobilfunkkommunikations-Modul zur Datenübertragung in einem Mobilfunknetz aufweist.
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