Traktions-Verbrennungsmotors

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Stoppen und/oder Starten eines Traktions-Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zum automatischen Stoppen und/oder Starten eines Traktions-Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Stopp-Start-Automatiksysteme zum automatischen Stoppen und/oder Starten eines Traktions-Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges werden in heutiger Zeit vielfältig eingesetzt. Sie sind, mit dem Ziel, den Kraftstoffverbrauch zu verringern, so konzipiert, dass der Traktions-Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs automatisch abgeschaltet wird, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Solche Bedingungen sind zum Beispiel

- ein Fahrzeugstillstand bei gleichzeitiger Betätigung einer Bremse durch den Fahrer und/oder

ein Fahrzeugstillstand bei gleichzeitiger Änderung der Fahrbetriebsstellung des Automatikgetriebes von einer Stellung für Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt in eine Neutral- oder Parkstellung und/oder

- ein Fahrzeugbetrieb ohne Vortriebsleistung des Antriebsstranges (z. B. bei Bergabfahrt).

In entsprechender Weise erfolgt nach einem automatischen Abschalten ein

automatisches Starten des Traktions-Verbrennungsmotors, wenn Bedingungen erfüllt sind, welche von der Antriebssteuerung des Kraftfahrzeugs als Absicht des Fahrers zur Weiterfahrt interpretiert werden. Solche Bedingungen sind zum Beispiel

- das Lösen einer Bremse und/oder

- die Änderung einer Fahrbetriebsstellung eines Automatikgetriebes von einer Neutral- oder Parkstellung in eine Stellung für Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt und/oder - die Betätigung eines Fahrpedals bzw. das erkennbare Vorliegen eines

Fahrerwunsches nach Vortriebsleistung.

Bekannt ist weiterhin, dass derartige Stopp-Start-Automatiksysteme bei bestimmten Betriebsbedingungen deaktiviert werden müssen.

So beschreibt zum Beispiel die DE 10211466 C1 ein Stopp-Start-Automatiksystem eines Kraftfahrzeugs, welches aus Sicherheitsgründen deaktiviert wird, wenn vom

übergeordneten Steuerungssystem des Kraftfahrzeuges eine offenstehende Motorhaube erkannt wird. Durch diese Deaktivierungsbedingung wird u. a. verhindert, dass nach einem automatischen Abstellen des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs mit Stopp- Start-Automatiksystem in einer KFZ-Werkstatt der Traktions-Verbrennungsmotor automatisch anspringt so lange die Motorhaube offen ist, d.h. so lange im Motorraum gearbeitet wird.

Die gattungsgemäße DE 102006029715 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Stopp- Start-Automatiksystem aus Komfortgründen deaktiviert wird, wenn sich das Fahrzeug in einem Rangier- oder Parkbetrieb befindet. Als Erkennungszeichen bzw. als Merkmal, von welchem die Deaktivierung abhängt, wird ein Rückwärtsfahrzustand, erkennbar z. B. an einem eingelegten Rückwärtsgang, verwendet. Sicherheitsaspekte werden bei dieser Schrift nicht berücksichtigt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein wirksames Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit und des Komforts eines Stopp-Start-Systems vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum automatischen Stoppen und/oder Starten eines Traktions-Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges gemäß Anspruch 1.

Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass durch eine Festlegung eines

entsprechenden Betriebsmodus das automatische Stoppen und/oder Starten des

Traktions-Verbrennungsmotors freigegeben oder verriegelt werden kann. Eine Freigabe des automatischen Stoppens und/oder Starten des Traktions-Verbrennungsmotors bedeutet dabei, dass ein Stopp-Start-Automatiksystem überhaupt erst aktiviert wird oder dass eine Anforderung von automatischen Stopps und/oder Starts durch das Stopp/Start- Automatiksystem wirksam wird, d.h. tatsächlich zur Ausführung gelangt. Automatische Stopps und automatische Starts sind solche, bei denen der Traktions- Verbrennungsmotor aufgrund der Anforderung durch ein Stopp-Start-Automatiksystem gestartet oder gestoppt wird. Die Anforderung eines automatischen Stopps oder eines automatischen Starts erfolgt dabei im Wesentlichen nach einem

Anforderungsteilverfahren, bei welchem Kriterien zur Emissionsreduzierung oder zur Komfortverbesserung zu einem Anforderungsergebnis verarbeitet werden.

Die Festlegung des Betriebsmodus erfolgt durch ein Festlegungsteilverfahren. Beim Festlegungsteilverfahren werden im Wesentlichen Kriterien zur Sicherstellung der Betriebssicherheit und/oder zur Komfortverbesserung verarbeitet. Ergebnis des

Festlegungsteilverfahrens ist es, die durch das Anforderungsteilverfahren anzufordernden automatischen Stopps und/oder Starts durch eine Freigabe wirksam werden zu lassen oder durch eine Verriegelung nicht wirksam werden zu lassen. Die Freigabe bzw. die Verriegelung kann dabei sowohl durch Freigabe oder Verriegelung des gesamten

Anforderungsteilverfahrens erfolgen oder auch durch Freigabe oder Verriegelung der als Ergebnis des Anforderungsteilverfahrens erfolgenden Anforderung von automatischen Stopps und/oder Starts.

Im Falle der Verriegelung erfolgen Stopps und/oder Starts des Traktions- Verbrennungsmotors ausschließlich manuell, d. h. durch die Betätigung einer

Startvorrichtung (Zündschloss oder Startschalter) durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs.

Erfindungsgemäß erfolgt im Falle eines im Wesentlichen stehenden Kraftfahrzeugs die Festlegung des Betriebsmodus in Abhängigkeit von einem Abstandssignal. Der Begriff des im Wesentlichen stehenden Kraftfahrzeugs bedeutet dabei, dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 0 km/h beträgt oder geringfügig höher ist, z. B. 0 bis 2 km/h. Der Begriff Abstandssignal bedeutet dabei ein Signal, welches den Betrag eines Abstandes des Kraftfahrzeuges zu einem Hindernis, vorzugsweise in Fahrzeuglängsrichtung, wiedergibt oder welches von einem Abstand des Kraftfahrzeuges zu einem Hindernis abhängt.

Durch die Erfindung wird verhindert, dass ein Fahrzeug mit Automatikgetriebe aufgrund der Tatsache, dass es zu nahe an einem Hindernis automatisch abgestellt wurde, nach einem ebenfalls automatischen Start beschädigt wird.

Die Gefahr einer Beschädigung des Kraftfahrzeugs im Zusammenhang mit einem Stopp- Start-Automatiksystem besteht deshalb, weil der automatische Stopp des Verbrennungsmotors in der Regel aus einer Fahrbetriebsstellung des Getriebes für Fahren (Vorwärtsfahrt, Fahrstufe„D" oder Rückwärtsfahrt, Fahrstufe„R") erfolgt. Bei dieser Fahrbetriebsstellung herrscht Kraftschluss von einer Kurbelwelle des Traktions- Verbrennungsmotors bis zu den Antriebsrädern. Erfolgt ein Widerstart aus diesem Zustand der Fahrstufen„D" oder„R", zum Beispiel in Folge des Lösens eines

Bremspedals durch den Fahrer, so wird allein aufgrund der Fahrbetriebsstellung auch ohne Betätigung eines Fahrpedals durch den Fahrer das Kraftfahrzeug langsam vorwärts- bzw. rückwärts kriechen. In dem Falle, dass das Kraftfahrzeug zuvor sehr nahe an einem voraus liegenden Hindernis abgestellt wurde, ist ein Auffahren des

Kraftfahrzeugs auf das Hindernis sehr wahrscheinlich.

Die selbe Gefahr besteht, wenn ein Kraftfahrzeug„zugeparkt" wurde, d.h. zwar in ausreichendem Abstand zu Hindernissen der Umgebung automatisch abgestellt wurde, wenn aber im Verlaufe der Standzeit ein Hindernis sehr nahe am Kraftfahrzeug abgestellt wurde.

Im ersten oben geschilderten Fall ist es von Vorteil, wenn der Traktions- Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs, das sich sehr nahe an einem Hindernis befindet, gar nicht erst automatisch gestoppt wird. Im zweiten Fall ist es von Vorteil, wenn der Traktions-Verbrennungsmotor nach dem automatischen Stopp und dem Zuparken nicht mehr automatisch startet. Selbstverständlich bleiben in beiden Fällen manuelle Stopps und Starts des Verbrennungsmotors möglich. Bei manuellen Starts besteht aufgrund der Tatsache, dass diese üblicherweise aus einer Fahrbetriebsstellung P erfolgen, keine Gefahr eines Vorwärtskriechens des Kraftfahrzeugs unmittelbar nach oder noch währende des Startvorgangs des Traktions-Verbrennungsmotors.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Festlegung des

Betriebsmodus in Abhängigkeit eines Betriebsparameters eines Einpark-Hilfe-Systems des Kraftfahrzeugs. Einpark-Hilfe-Systeme sind Systeme, mittels welcher dem Fahrer ein Einparkvorgang erleichtert wird. Derartige Systeme weisen in aller Regel Sensoren zur Ermittlung von Abständen zwischen dem Kraftfahrzeug und Gegenständen in dessen Umgebung auf. Auf der Basis der Abstandsinformationen können abgeleitete

Informationen über einen Betrieb des Kraftfahrzeugs generiert werden, die als

Empfehlung an den Fahrer weitergegeben werden können. Solche

Abstandsinformationen oder davon abgeleitete Informationen können, da sie ohnehin bei einer Ausstattung des Kraftfahrzeugs mit dem Einpark-Hilfe-System vorliegen, auf besonders kostengünstige Weise für die Festlegung des Betriebsmodus verwendet werden.

Insbesondere führt die Verwendung eines Signals, welches einen Aktivierungszustand des Einpark-Hilfe-Systems beschreibt, zu einer besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung. Immer dann, wenn das Einpark-Hilfe-System aktiv ist, d.h. wenn das System einen Einparkvorgang erkannt hat, erfolgt eine Festlegung auf einen Verriegelungs- Betriebsmodus.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Warnung und/oder eine Anzeige des Betriebsmodus in einem Bedien- und Anzeigesystem des Kraftfahrzeugs erfolgt. Dadurch kann ein Fahrer auf den Umstand aufmerksam gemacht werden, dass der Traktions-Verbrennungsmotor seines Fahrzeugs nicht automatisch gestoppt und/oder gestartet werden kann, da sich das Fahrzeug zu nahe an einem Hindernis befindet.

Ebenso wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.

Die Vorrichtung zum automatischen Stoppen und/oder Starten eines Traktions- Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges ist dadurch charakterisiert, dass damit das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist. Es handelt sich dabei zum Beispiel um ein Steuergerät des Antriebsstranges des Kraftfahrzeugs, in welchem ein Eingangssignal in Form eines Abstandssignals in der Weise verarbeitet wird, dass Ausgangssignale, die zum automatischen Starten oder Stoppen des Traktions- Verbrennungsmotors dienen, unterbunden werden. D.h. die Vorrichtung ist dazu geeignet, dass damit ein Freigabe-Betriebsmodus oder ein Verriegelungs-Betriebsmodus festgelegt werden kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, dass die Vorrichtung um ein Anzeigemodul erweitert wird, durch welches eine Warnung und/oder eine Anzeige des festgelegten Betriebsmodus dem Fahrer angezeigt werden kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der zugehörigen Zeichnungen.

Dabei zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs, welches einen Traktions- Verbrennungsmotor und eine Vorrichtung zum automatischen Stoppen und/oder Starten des Traktions-Verbrennungsmotors aufweist, sowie

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung einer Software-Funktionalität zur

erfindungsgemäßen Festlegung eines Betriebsmodus in Abhängigkeit von einem Abstandssignal.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1 , welches einen Traktions-Verbrennungsmotor 2, ein automatisches Getriebe 3 und eine Vorrichtung 4 zum automatischen Stoppen und/oder Starten des Traktions-Verbrennungsmotors 2 aufweist. Die Vorrichtung 4 ist in diesem Falle ein Antriebssteuergerät des

Kraftfahrzeugs 1. Als solches weist die Vorrichtung 4 Mittel zur Datenverarbeitung, zur Datenkommunikation und zum Steuern und Regeln auf. Das Kraftfahrzeug 1 weist ferner eine Einrichtung 5 zur Messung eines Abstandes 6 des Kraftfahrzeugs 1 zu einem Hindernis 7 auf. Zur Ermittlung dieses Abstandes verfügt die Einrichtung 5 über einen oder mehrere Abstandssensoren, über eine Datenverarbeitungsvorrichtung sowie über eine mit gestichelter Linie dargestellte Verbindung 8 (entweder eine direkte oder indirekte Datenleitung oder ein Datenübertragungsbus) mit der Vorrichtung 4. Über die Verbindung 8 kann Datenaustausch zwischen der Einrichtung 5 und der Vorrichtung 4 erfolgen. Die Vorrichtung 4 verfügt ihrerseits über eine Datenschnittstelle zum Austausch von Daten, welche den Abstand 6 des Kraftfahrzeugs 1 zu dem Hindernis 7 beschreiben.

Es ist prinzipiell auch möglich, dass die Einrichtung 5 zusammen mit der Vorrichtung 4 in einem Bauteil integriert ist.

Ferner weist die Vorrichtung 4 durch eine gestrichelte Linie dargestellte Verbindungen 9 zu Sensoren und Stellern des Traktions-Verbrennungsmotors 2 sowie zu sonstigen Sensoren und Stellern des Kraftfahrzeugs 1 auf, so dass der Traktions- Verbrennungsmotor 2 durch die Vorrichtung 4 generell Steuer- und regelbar und insbesondere Start- und stoppbar ist. Weiterhin weist die Vorrichtung 4

Steuerungsmechanismen auf, durch welche automatische Stopps und/oder automatische Starts nach vorgegebenen Regeln verhindert oder freigegeben werden können.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung 4 einen Steuerungsmechanismus auf, bei welchem automatische Stopps und/oder automatische Starts, welche aufgrund der sonstigen Steuerungsmechanismen erfolgen würden, verhindert werden, wenn der Abstand 6 des Kraftfahrzeugs 1 zu einem Hindernis 7 geringer ist als ein vorbestimmter Grenzwert. Ein vorteilhafter Grenzwert beträgt 10 cm.

Ein automatischer Stopp des Traktions-Verbrennungsmotors 2 des Kraftfahrzeugs 1 erfolgt meist bei einer aktiven Bremsbetätigung durch einen Fahrer und einer

Betriebsstellung des automatischen Getriebes 3 für„Fahren" (Getriebestellung„D" für Vorwärtsfahrt oder„R" für Rückwärtsfahrt). Wenn der Fahrer nach dem automatischen Stopp die Bremsbetätigung beendet, so ist dies üblicherweise das Kriterium für die Steuerungsmechanismen der Vorrichtung 4, einen automatischen Start des Traktions- Verbrennungsmotors 2 einzuleiten. Aufgrund der Betriebsstellung des Automatikgetriebes 3 für zum Beispiel Vorwärtsfahrt („D") fängt das Fahrzeug sofort nach dem automatischen Start an vorwärts zu kriechen. Dieses Vorwärtskriechen ist bei einem automatischen Start an einer Ampel durchaus erwünscht, nicht jedoch dann, wenn sich zum Zeitpunkt des automatischen Starts ein Hindernis in Fahrtrichtung sehr dicht am Kraftfahrzeug 1 befindet.

Daher ist es vorteilhaft, wenn ein automatischer Stopp des Traktionsverbrennungsmotors 2 unterbunden wird, falls sich das Kraftfahrzeug 1 sehr nahe an einem Hindernis 7 befindet bzw. dass ein automatischer Start unterbunden wird, falls sich während einer Stopp-Phase ein Hindernis sich dem Kraftfahrzeug 1 sehr dicht angenähert hat.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung einer Software-Funktionalität zur

erfindungsgemäßen Festlegung eines Betriebsmodus in Abhängigkeit von einem

Abstandssignal.

Die Software-Funktionalität ist in mehrere Software-Module unterteilt.

In einem Stopp-Start-Automatik-Modul 1000 werden die wesentlichen Funktionen für eine Steuerung und Regelung von automatischen Stopps und Starts eines

Traktionsverbrennungsmotors 2 gebündelt. Das Stopp-Start-Automatik-Modul 1000 besitzt eine Schnittstelle zu einem Bedien- und Anzeigesystem 2000, mittels welchem Text- oder Bild-Anzeigen, die zum Beispiel in einem Kombiinstrument des Kraftfahrzeugs 1 erscheinen, gesteuert werden. Außerdem besitzt das Stopp-Start-Automatik-Modul 1000 nicht dargestellte weitere Schnittstellen, zum Beispiel Schnittstellen zu Steller- Modulen, welche den Betrieb von Stellern des Traktions-Verbrennungsmotors 2, wie zum Beispiel Einspritzventilen, Zündung, elektrischem Starter usw., steuern.

Das Stopp-Start-Automatik-Modul 1000 weist eine Strukturierung in Untermodule auf. In einem Stopp-Start-Management-Modul 1200 wird eine Anforderung von einzelnen Stopps und Starts des Traktions-Verbrennungsmotors 2 gesteuert. Die Anforderung der Stopps und Starts erfolgt dabei im Wesentlichen in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Traktions-Verbrennungsmotors 2, Betriebsparametern eines automatischen

Getriebes 3, einer Bremsvorrichtung oder einer Fahrbetätigungseinrichtung des

Kraftfahrzeugs. Zum Beispiel wird ein automatischer Stopp des Traktions- Verbrennungsmotors 2 angefordert, wenn die Bremse betätigt wird und die

Fahrzeuggeschwindigkeit null ist.

Ein weiteres Teilverfahren, eine Festlegung 1100 des Betriebsmodus, nämlich die

Freigabe des Ablaufs des Stopp-Start-Management-Moduls 1200 oder dessen

Verriegelung, erfolgt in einem gesonderten Software-Modul. Das Modul der Festlegung 1100 des Betriebsmodus weist Untermodule für die Verarbeitung von jeweils gesonderten Kriterien auf, welche für die Festlegung 1100 des Betriebsmodus berücksichtigt werden.

Zum Beispiel werden in einem Modul für die Berücksichtigung der Fahreranwesenheit 1120 elektronische Informationen wie zum Beispiel Gurtschlosskontakt oder Türkontakt ausgewertet um auf eine Anwesenheit oder Abwesenheit des Fahrers des

Kraftfahrzeugs 1 zu schließen.

Erfindungsgemäß wird in einem Modul für die Abstands-Abhängigkeit 1110 der Abstand 6 des Kraftfahrzeugs 1 zu einem Hindernis 7 ausgewertet. In diesem Modul wird, bei im Wesentlichen stehendem Kraftfahrzeug 1 (d.h. wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen 0 und 2 km/h ist), wenn der Abstand des Kraftfahrzeugs 1 zu einem Hindernis 7 kleiner ist als 10 cm, ein Statussignal für ein vorliegendes Hindernis (B_Hind = 1) erzeugt. Wenn bei im Wesentlichen stehendem Kraftfahrzeug 1 der Abstand des Kraftfahrzeugs 1 zu einem Hindernis 7 größer ist als 10 cm, so wird das entsprechende Statussignal für ein nicht vorliegendes Hindernis erzeugt (B_Hind = 0).

In einem Ergebnis-Untermodul 1190 werden die Teilergebnisse der Untermodule für die Verarbeitung der Kriterien (z. B. Fahreranwesenheit 1120 und Abstands-Abhängigkeit 1110 und andere) zu einem Gesamtergebnis des Moduls der Festlegung 1100 des Betriebsmodus verarbeitet.

Hier erfolgt die Verarbeitung dergestalt, dass

- ein Gesamt-Aktivierungsstatus (B_akt) einen Wert 0 (oder„false") erhält, - WENN die Abwesenheit des Fahrers des Kraftfahrzeugs 1 erkannt wurde

UND/ODER

- WENN bei im Wesentlichen stehendem Kraftfahrzeug 1 der Abstand 6 des

Kraftfahrzeugs 1 zu einem Hindernis 7 kleiner ist als 10 cm (d.h. wenn B_Hind = D-

- ANSONSTEN erhält der Gesamt-Aktivierungsstatus (B_akt) den Wert 1 (oder „true")

Der Gesamt-Aktivierungsstatus wird im Stopp-Start-Management-Modul 1200 dergestalt verarbeitet, dass bei einem Statuswert„true" ein Freigabe-Betriebsmodus 1210 erfolgt, d.h. dass automatische Stopps und/oder Starts ermöglicht sind, und bei einem Statuswert „false" ein Verriegelungs-Betriebsmodus 1220 erfolgt, d.h. dass automatische Stopps und/oder Starts nicht ermöglicht sind.

In einem weiteren Software-Modul, einer Schnittstelle 1500 zur Anzeigefunktion, wird ebenfalls das Statussignal für ein vorliegendes Hindernis (B_Hind = 1) berücksichtigt. Dies erfolgt dergestalt, dass

- WENN ein Hindernis vorliegt (B_Hind = 1 )

- UND WENN sonst keine das Stopp-Start-Management deaktivierende Bedingung vorliegt (BJ'others" = 0)

eine Anforderung (B_Warning) für eine spezifische Anzeige in einem Bedien- und Anzeigesystem 2000, sichtbar für den Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 erfolgt, welche auf einen Verriegelungs-Betriebsmodus 1220 des Stopp-Start-Automatiksystems aufgrund des Vorliegens eines Hindernisses 7 hinweist.