Titel

[Verfahren zum Ausschalten und Einschalten eines Fahrzeugmotorsl Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausschalten und Einschalten eines Fahrzeugmotors sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Immer mehr Kraftfahrzeuge werden heutzutage mit einem Start-Stopp-System ausgestattet. Ein Start-Stopp-System dient in erster Linie dazu, den

Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs zu reduzieren. Bei bekannten Start-Stopp- Systemen wird der Motor typischerweise automatisch ausgeschaltet, wenn das Fahrzeug still steht, der Fahrer die Fahrzeugbremse betätigt und sich die Kupplung im Leerlauf bzw. der neutralen Position„N" befindet. Der Motor wird in der Regel automatisch wieder eingeschaltet, wenn der Fahrer die Kupplung betätigt oder, bei Automatikfahrzeugen, wenn der Fahrer den Fuß vom

Bremspedal nimmt. Der in den Bremskreisen herrschende Vordruck wird in der Regel mittels eines

Bremsdrucksensors - dem so genannten Vordrucksensor - erfasst. Wenn das Fahrzeug still steht und der Vordruck einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, schaltet das Start-Stopp-System den Motor automatisch aus. Wenn der Fahrer die Kupplung betätigt oder die Bremse wieder löst, schaltet das Start-Stopp-System den Motor automatisch wieder ein, und das Fahrzeug ist zur

Weiterfahrt bereit.

Da bekannte Systeme zum automatischen Ausschalten und Einschalten eines Motors einen Vordrucksensor benötigen, sind sie relativ aufwendig und insbesondere als Ausstattungskomponente für Fahrzeuge der unteren

Preisklasse zu teuer. Offenbarung der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstigere

Vorrichtung zum Ausschalten und Einschalten eines Motors sowie ein

entsprechendes Verfahren zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, in einem Fahrzeug, welches eine Bremsanlage mit einem oder mehreren Bremskreisen aufweist, den Motor in Abhängigkeit eines ersten vom Vordruck unabhängigen Signals, auszuschalten, wenn das Fahrzeug stillsteht oder die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsschwellenwerts liegt, und den Motor in

Abhängigkeit des ersten Signals oder eines vom Vordruck unabhängigen zweiten Signals einzuschalten. Da das Ausschalten und das Einschalten des Motors in Abhängigkeit eines vom Vordruck unabhängigen Signals geschieht, kann der im Stand der Technik notwendige Vordrucksensor eingespart werden, wodurch ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitendes Start-Stopp-System deutlich kostengünstiger ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann grundsätzlich Ausführungsformen umfassen, bei denen der Motor ausgeschaltet wird, wenn das Fahrzeug stillsteht, und solche, bei denen er bereits ausgeschaltet wird, wenn die

Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen

Geschwindigkeitsschwellenwerts liegt.

Der Geschwindigkeitsschwellenwert kann prinzipiell auf einen beliebigen Wert gesetzt werden, zum Beispiel auf 3 km/h oder auf 5 km/h. Wenn ein höherer Wert gewählt wird, lässt sich eine größere Kraftstoffersparnis erzielen.

Das erste, vom Vordruck unabhängige Signal wird vorzugsweise von einem Sensor zur Erfassung einer Betätigung einer Fahrzeugbremse, wie z. B. einem Bremspedalsensor, erzeugt. Die Bezeichnung„vom Vordruck unabhängig" soll hier bedeuten, dass das entsprechende Signal von einem anderen Sensor als einem Vordrucksensor erzeugt wird. Vorzugsweise wird die Bremsbetätigung mittels eines Sensors überwacht, der bereits im Fahrzeug verbaut ist. In diesem Fall muss kein zusätzlicher Sensor verbaut werden.

Der Sensor kann beispielsweise einen Bremslichtschalter, einen Wegsensor, einen Winkelsensor oder einen in einem Bremskraftverstärker angeordneten Drucksensor oder eine Kombination mehrerer Sensoren umfassen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor ein

Bremslichtschalter. Das Signal des Bremslichtschalters gibt dann Aufschluss darüber, ob die Fahrzeugbremse mit einer zur Aktivierung des

Bremslichtschalters ausreichenden Stärke betätigt wird oder nicht. Wahlweise oder zusätzlich kann auch ein Weg- oder Winkelsensor vorgesehen sein, mit dem eine Bremsbetätigung, z. B. die Bremspedalstellung, erfasst werden kann.

Alternativ kann auch der an einem Unterdruck-Bremskraftverstärker

üblicherweise vorhandene Vakuumsensor verwendet werden, um eine

Bremsbetätigung durch den Fahrer zu erfassen. Der Motor wird vorzugsweise ausgeschaltet, wenn ein Bremslichtschalter aktiviert wird oder wenn das Signal eines Sensors zur Erfassung einer

Betätigung einer Fahrzeugbremse einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Grundsätzlich können eine oder mehrere weitere Bedingungen vorgegeben werden, wie z. B. dass sich das Getriebe im Leerlauf befindet.

Der Bremslichtschalter, beziehungsweise der Schwellenwert wird vorzugsweise so eingestellt, dass der Motor nicht bereits bei einer minimalen Berührung der Bremse, sondern erst bei einer stärkeren Betätigung, zum Beispiel bei 10%, 20% oder 30% einer maximalen Bremskraft, ausgeschaltet wird.

Eingeschaltet wird der Motor - wie vorstehend beschrieben - entweder ebenfalls in Abhängigkeit des ersten Signals, oder in Abhängigkeit eines zweiten, vom Vordruck unabhängigen Signals. Im letzteren Fall ist vorzugsweise ein zweiter Sensor zur Erfassung einer Betätigung einer Fahrzeugbremse vorgesehen, der das zweite Signal erzeugt. Der zweite Sensor kann wiederum ein - zweiter - Bremslichtschalter, ein

Wegsensor, ein Winkelsensor oder ein in einem Bremskraftverstärker

angeordneter Drucksensor sein. Der Motor wird vorzugsweise eingeschaltet, wenn ein Bremslichtschalter in den geöffneten Zustand wechselt (Zustand„AUS"), oder wenn das Signal des ersten beziehungsweise des zweiten Sensors einen vorgegebenen zweiten

Schwellenwert unterschreitet.

Der erste und der zweite Schwellenwert können identisch gewählt werden, vorzugsweise ist aber der zweite Schwellenwert kleiner als der erste. Im Falle zweier Bremslichtschalter ist die Schaltschwelle des zweiten Schalters vorzugsweise kleiner als diejenige des ersten Schalters. Dadurch kann verhindert werden, dass der Motor sich sofort wieder einschaltet, wenn der Fahrer die Bremse nur geringfügig löst. Der Fahrer kann also, wenn er noch nicht weiterfahren will und der Motor noch ausgeschaltet bleiben soll, die Stärke der Bremsbetätigung reduzieren, ohne den Motor erneut zu starten. Dies ist in der Regel komfortabler als wenn das Bremspedal dauernd stark gedrückt gehalten werden muss.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Motor ausgeschaltet, wenn ein erster Bremslichtschalter aktiviert wird (z. B. in den Zustand„EIN" wechselt), und eingeschaltet, wenn der erste Bremslichtschalter deaktiviert wird (z. B. in den Zustand„AUS" wechselt). Der Vorteil liegt darin, dass nur ein einziger Bremslichtschalter zum Aus- und Einschalten des Motors erforderlich ist. Dieser kann beispielsweise der in vielen Fahrzeugen bereits vorhandene

Bremslichtschalter sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Motor

ausgeschaltet, wenn ein erster Bremslichtschalter aktiviert wird, und

eingeschaltet, wenn ein zweiter Bremslichtschalter deaktiviert wird. Die weiteren Bedingungen für das Ein- bzw. Ausschalten des Motors müssen natürlich ebenso erfüllt sein. Bei dieser Ausführungsform mit zwei Bremslichtschaltern ist die Schaltschwelle des ersten Bremslichtschalters vorzugsweise höher als diejenige des zweiten Bremslichtschalters. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Motor ausgeschaltet, wenn das Signal eines im Bremskraftverstärker angeordneten Drucksensors (Vakuumsensors) einen vorgegebenen ersten Druckschwellenwert überschreitet, und eingeschaltet, wenn das Signal des Drucksensors einen vorgegebenen zweiten Druckschwellenwert unterschreitet. Ein Vorteil dieser

Ausführungsform liegt darin, dass der Drucksensor im Bremskraftverstärker genauer ist als ein Bremslichtschalter.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird der in einem Bremskreis

herrschende Bremsdruck während einer Betriebsphase, in der der Motor ausgeschaltet ist, automatisch gehalten. Das Einsperren bzw. Halten des Bremsdrucks kann zu oder zeitlich nach dem Ausschaltzeitpunkt des Motors erfolgen. Zum Einsperren des Bremsdrucks können beispielsweise

entsprechende Ventile im Bremskreis geschlossen werden. Der Fahrer kann somit den Fuß teilweise oder ganz vom Bremspedal nehmen, ohne dass das

Fahrzeug los rollt.

Der eingesperrte Bremsdruck sollte wenigstens so groß sein, dass das Fahrzeug auch an Steigungen sicher im Stillstand gehalten werden kann.

Der Motor wird vorzugsweise erst dann ausgeschaltet, wenn der Bremsdruck mindestens so hoch ist, dass das Fahrzeug sicher im Stillstand gehalten werden kann. In diesem Fall ist ein ausreichend hoher Schwellenwert für das erste Sensorsignal vorzugeben.

Der eingesperrte Bremsdruck wird vorzugsweise noch eine vorgegebene Zeitdauer nach dem nächstfolgenden Motor-Einschaltzeitpunkt gehalten und erst nach Ablauf der Zeitdauer gelöst. Wenn der Bremsdruck bereits zum

Einschaltzeitpunkt abgebaut werden würde, könnte sich das Fahrzeug unerwartet in Bewegung setzen, da die zum Einschaltzeitpunkt vom Fahrer aufgebrachte Bremskraft womöglich nicht ausreicht, um das Fahrzeug im

Stillstand zu halten. Diese Gefahr besteht insbesondere an Steigungen, aber auch bei automatikbetriebenen Fahrzeugen, die aufgrund des Wandlermoments eine Vortriebskraft erzeugen. Wenn diese Vortriebskraft die vom Fahrer aufgebrachte Bremskraft überwiegt, kann sich das Fahrzeug in Bewegung setzen. Aus diesen Gründen wird der eingesperrte Bremsdruck vorzugsweise noch eine vorgegebene Zeitdauer nach dem Einschalten des Motors gehalten. Die Bremse kann auch erst gelöst werden, wenn der Fahrer anfahren möchte und eine vorgegebene Aktion ausführt, wie z. B. den Fuß vom Bremspedal nimmt.

Um zu verhindern, dass der Motor kurz hintereinander mehrfach ein- und ausgeschaltet wird, wenn der Fahrer das Bremspedal mehrfach drückt und löst, ist vorzugsweise eine Sperrzeitdauer vorgesehen. In diesem Fall ist es nach einem Einschaltvorgang des Motors nicht mehr möglich, den Motor wieder auszuschalten, solange die Sperrzeitdauer nicht abgelaufen ist.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird ein optischer und/oder akustischer und/oder haptisch wahrnehmbarer Signalgeber aktiviert, wenn der Motor, bei stillstehendem Fahrzeug oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsschwellenwerts liegt, eingeschaltet ist und der Fahrer die Betriebsbremse zu schwach betätigt, um das Ausschalten des Motors auszulösen. Der Signalgeber dient dazu, den Fahrer darauf hinzuweisen, dass er die Bremse stärker betätigen sollte, um den Motor auszuschalten.

Zur Durchführung eines der vorstehend beschriebenen Verfahren ist

vorzugsweise ein Motorsteuergerät vorgesehen, das Mittel zur Durchführung des Verfahrens umfasst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Fig. 2 den zeitlichen Verlauf des in einem Bremskreis herrschenden

Bremsdrucks.

Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Start-Stopp-Verfahrens, das z. B. in einem nicht näher dargestellten Pkw mit einer Bremsanlage mit zwei Bremskreisen zum Einsatz kommen kann. Das zugehörige Start-Stopp-System umfasst im vorliegenden Beispiel zwei Bremslichtschalter, wobei der erste Bremslichtschalter eine höhere

Schaltschwelle aufweist als der zweite Bremslichtschalter. Der erste

Bremslichtschalter wird erst aktiviert, wenn die Bremskraft z. B. 30% einer maximalen Bremskraft beträgt, während der zweite Bremslichtschalter bereits aktiviert wird, wenn die Bremskraft z. B. 10% der maximalen Bremskraft beträgt.

Der Motor des Pkws wird - sofern weitere vorgegebene Voraussetzungen erfüllt sind - ausgeschaltet, wenn der erste Bremslichtschalter aktiviert wird (z. B. in den Zustand„EIN" wechselt), und wieder eingeschaltet, wenn der zweite

Bremslichtschalter deaktiviert wird (z. B. in den Zustand„AUS" wechselt).

In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird überprüft, ob bestimmte

Voraussetzungen für das Ausschalten des Motors erfüllt sind. Dabei wird ermittelt, ob seit dem letzten Einschalten des Motors eine vorgegebene Sperrzeit abgelaufen ist oder nicht. Sofern die Sperrzeit noch nicht abgelaufen ist, wird ein erneutes Ausschalten des Motors unterbunden. Außerdem wird in Schritt S1 überprüft, ob das Fahrzeug stillsteht oder die Fahrzeuggeschwindigkeit v unterhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsschwellenwerts v _Sc hweiie liegt. Der Geschwindigkeitsschwellenwert kann z. B. v _Sc hweiie =4 km/h oder 6 km/h betragen.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als der Schwellenwert, wird der Motor ebenfalls nicht ausgeschaltet. Schließlich wird in Schritt S1 noch überprüft, ob der Ganghebel in der Leerlaufposition steht oder bei einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe die Bremse betätigt wird. Sofern das Getriebe nicht im

Leerlauf steht bzw. die Bremse nicht betätigt wird, wird der Motor ebenfalls nicht ausgeschaltet. Die Bedingungen für das Ausschalten des Motors können grundsätzlich frei vorgegeben werden. Es können auch mehr oder weniger Bedingungen vorgegeben werden. Sofern alle vorgegebenen Bedingungen erfüllt sind, wird in Schritt S2 ermittelt, ob der erste Bremslichtschalter eingeschaltet ist, d.h. der Fahrer das Bremspedal stärker betätigt als ein vorgegebener Schwellenwert. Wenn der erste

Bremslichtschalter ausgeschaltet ist, weil der Fahrer das Bremspedal zu schwach drückt (z. B. weniger als 30% der Bremskraft), verläuft das Verfahren zu Schritt S3, und es wird dem Fahrer angezeigt, dass er das Bremspedal stärker betätigen sollte, um den Motor auszuschalten. Auf einem Bildschirm kann z. B. die Meldung„Bitte stärker bremsen!" angezeigt werden. Danach wird zu Schritt S1 des Verfahrens zurückgekehrt.

Wird in Schritt S2 hingegen festgestellt, dass der erste Bremslichtschalter eingeschaltet ist, wird der Motor in Schritt S4 ausgeschaltet. Sobald der vom Fahrer vorgegebene Vordruck p _rad unter die Schaltschwelle pi des ersten Bremslichtschalters fällt, wird außerdem der im Bremskreis vorhandene

Bremsdruck eingesperrt und automatisch gehalten. Nachdem der Motor ausgeschaltet wurde, kann der Fahrer somit die Pedalkraft reduzieren, ohne dass sich der Pkw in Bewegung setzt.

In Schritt S5 wird überprüft, ob der zweite Bremslichtschalter aktiviert ist. Wenn dies der Fall ist, bleibt der Motor ausgeschaltet, und der Schritt S5 wird wiederholt. Sobald der Fahrer das Bremspedal jedoch weit genug gelöst hat und die Bremskraft z. B. kleiner ist als 10% der maximalen Bremskraft, schaltet der der zweite Bremslichtschalter in den Zustand„AUS". Das Verfahren verläuft dann zu Schritt S6.

In Schritt S6 wird der Motor dann automatisch eingeschaltet. Außerdem wird ein Zeitgeber aktiviert, der die eingangs genannte Sperrzeitdauer von mehreren Sekunden, z. B. 10 s, vorgibt.

Der eingesperrte Bremsdruck wird dann weiterhin gehalten, nachdem der Motor eingeschaltet wurde, und zwar bis zum Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer, die z. B. 3 Sekunden beträgt. Nach Ablauf dieser Zeitdauer wird der Bremsdruck in Schritt S7 dann wieder abgebaut.

Figur 2 zeigt den zeitlichen Verlauf des an einer Radbremse wirkenden Rad- Bremsdrucks p _r a _d und des am Hauptbremszylinder wirkenden Vordrucks p _vor während eines Ausschalt- und eines darauffolgenden Einschaltvorgangs des Verbrennungsmotors.

Zum Zeitpunkt t ₀ betätigt der Fahrer das Bremspedal, und der Bremsdruck im hydraulischen Bremskreis beginnt anzusteigen. Der Rad-Bremsdrucks p _rad und der Vordruck p _vor sind dabei im Wesentlichen gleich groß. Sobald der Bremsdruck p _rad , p _vor die Schaltschwelle p ₂ des zweiten

Bremslichtschalters erreicht, nämlich zum Zeitpunkt t-ι, schaltet der zweite Bremslichtschalter in den Zustand„EIN" und die Bremslichter des Pkws leuchten auf.

Der Fahrer drückt dann mit zunehmender Kraft auf das Bremspedal. Das Fahrzeug kommt zum Zeitpunkt t ₂ zum Stillstand. Der Bremsdruck p ist in diesem Zustand noch niedriger als die Schaltschwelle pi des ersten Bremslichtschalters. In diesem Fall wird ein Signalgeber aktiviert, der dem Fahrer anzeigt, dass er stärker bremsen sollte, um den Motor auszuschalten. Im dargestellten Beispiel erhöht der Fahrer den Druck auf das Bremspedal. Zum Zeitpunkt t ₃ erreicht der Bremsdruck p die Schaltschwelle pi, wodurch der erste Bremslichtschalter einschaltet. Sofern die anderen Bedingungen für das Ausschalten des Motors noch erfüllt sind, wird der Verbrennungsmotor im Zeitpunkt t ₃ ausgeschaltet.

Der Fahrer drückt weiterhin auf das Bremspedal, und der Vordruck p _vor und der Rad-Bremsdruck p _rad steigen noch während kurzer Zeit an. Kurz darauf beginnt der Fahrer das Bremspedal zu lösen, und der Vordruck p _vor beginnt abzusinken. Sobald der Vordruck p _vor zum Zeitpunkt t ₄ unter die Schaltschwelle pi des ersten Bremslichtschalters fällt, wird der im Bremskreis herrschende Rad-Bremsdruck p _rad eingesperrt und konstant gehalten. Wie an dem Graphen zu erkennen ist, bleibt der Rad-Bremsdruck p _rad konstant, während der Vordruck p _vor absinkt.

Der Motor wird zum Zeitpunkt t ₅ wieder eingeschaltet, wenn der Fahrer das Bremspedal so weit gelöst hat, dass der zweite Bremslichtschalter mit der niedrigeren Schaltschwelle p ₂ in den Zustand„AUS" schaltet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Rad-Bremsdruck p _rad danach noch eine

vorgegebene Zeitdauer At, oder so lange gehalten, bis der Fahrer anfährt und eine entsprechende Aktion ausführt. Dadurch wird verhindert, dass sich das Fahrzeug möglicherweise ungewollt in Bewegung setzt, nachdem der Motor eingeschaltet wurde. Zum Zeitpunkt t ₆ beginnt dann der Rad-Bremsdruck p _rad abzusinken.