DE10030290A1 - Verfahren und System zur automatischen Steuerung des Abschaltens und Wiederanlassens eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs bei dessen vorübergehenden Außerbetriebsetzungen - Google Patents
Verfahren und System zur automatischen Steuerung des Abschaltens und Wiederanlassens eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs bei dessen vorübergehenden AußerbetriebsetzungenInfo
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Abstract
Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors, demzufolge der besagte Verbrennungsmotor zu Beginn und am Ende von Zeiträumen mit vorübergehender Außerbetriebsetzung automatisch abgeschaltet und wieder eingeschaltet wird und demzufolge die automatische Abschaltung des Verbrennungsmotors gesperrt wird, wenn die Batterie des Fahrzeugs unterhalb einer gegebenen Sperrschwelle entladen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor automatisch wieder angelassen wird, wenn die Batterie des Fahrzeugs unterhalb der besagten Sperrschwelle entladen ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Systeme zur
automatischen Steuerung der Abschaltung und des Wiederanlassens
eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs bei dessen
vorübergehenden Außerbetriebsetzungen.
Eine solche automatische Steuerung, die nach der vom Fachmann
benutzten angelsächsischen Terminologie als "Stop & go"-Steuerung
bezeichnet wird, besteht darin, den Verbrennungsmotor bei
kurzzeitigen Außerbetriebsetzungen des Fahrzeugs, wie beispielsweise
an einer roten Ampel, an einem Bahnübergang oder bei
Verkehrsstauungen, abzuschalten.
Eine mögliche Steuerung besteht darin, den Verbrennungsmotor
automatisch abzuschalten, wenn das Fahrzeug seit einer bestimmten
Zeit steht, während das Getriebe in den Leerlauf geschaltet ist und
während sich das Gaspedal und die Kupplung in Ruheposition
befinden, und anschließend den Verbrennungsmotor automatisch
wiedereinzuschalten, wenn der Fahrer das Gaspedal oder das
Kupplungspedal betätigt oder einen anderen Gang als den Leerlauf
einlegt.
Während dieser mehr oder weniger langen Zeiträume, in denen der
Verbrennungsmotor vorübergehend abgeschaltet ist, läuft der
Wechselstromgenerator nicht, und die Batterie entlädt sich mehr oder
weniger stark in Abhängigkeit vom Stromverbrauch in den
verschiedenen Stromkreisen des Fahrzeugs.
Dabei kann sich die Batterie bei schwierigem Straßenverkehr oder bei
hohem Stromverbrauch so stark entladen, daß das Wiederanlassen
nicht mehr möglich ist.
Dadurch kommt es zu einem Ausfall des Fahrzeugs.
Um dieses Risiko zu begrenzen, bestehen die bekannten Lösungen
darin, Batterien mit größerer Kapazität zu verwenden, um die
elektrische Energiereserve zu erhöhen, oder einen
Wechselstromgenerator mit größerer Leistung zu benutzen, um die
Batterie während der Betriebszeiten des Motors schneller aufzuladen.
Daraus ergeben sich eine Erweiterung der elektrischen Anlage und
erhebliche Mehrkosten.
Deshalb ist in der WO 98/14702 gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-
Verbrennungsmotors vorgeschlagen worden, demzufolge der besagte
Verbrennungsmotor zu Beginn und am Ende von Zeiträumen mit
vorübergehender Außerbetriebsetzung automatisch abgeschaltet und
wiedereingeschaltet wird und demzufolge die automatische
Abschaltung des Verbrennungsmotors gesperrt wird, wenn die Batterie
des Fahrzeugs unterhalb einer gegebenen Sperrschwelle entladen ist.
Es kann wünschenswert sein, die Leistung der Batterie und des
Wechselstromgenerators noch weiter zu verringern.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese
Anforderung in einfacher und wirtschaftlicher Weise zu erfüllen.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren der vorgenannten Art dadurch
gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor automatisch
wiederangelassen wird, wenn die Batterie unterhalb der Sperrschwelle
entladen ist.
Das Aufladen der Batterie erfolgt daher auch, wenn das Fahrzeug vor
einer Ampel wartet.
Durch diese Anordnung kann auf eine Überdimensionierung der
Batterie und daher auch des Wechselstromgenerators, der die Batterie
auflädt, verzichtet werden.
Wenn der Motor abgestellt ist und wenn sich das Getriebe im Leerlauf
und das Kupplungspedal in Ruheposition befindet, während der
Zündschlüssel in Startposition steht, wird ein Befehl zum
Wiederanlassen des Motors ausgeben, um die Batterie aufzuladen,
wenn eine Messung der Batteriespannung eine Spannung unter einem
Schwellenwert ergibt.
Wenn der Motor läuft, wird der Befehl zum Abschalten des Motors
ignoriert, wenn die gemessene Batteriespannung unter dem besagten
Schwellenwert liegt.
Dadurch sind die Ausfallrisiken ausgeschlossen.
Die Erfindung wird durch die folgenden verschiedenen Merkmale, für
sich genommen oder in allen ihrem technisch möglichen
Kombinationen, ergänzt:
- - Die Sperre der automatischen Abschaltung des Verbrennungsmotors wird aufgehoben, wenn sich der Ladezustand der Batterie oberhalb einem gegebenen Schwellenwert befindet, der größer oder gleich der Sperrschwelle ist.
- - Der Ladezustand der Batterie ist durch ihre Spannung gekennzeichnet, die periodisch gemessen wird, wenn der Verbrennungsmotor nicht läuft.
- - Der Ladezustand der Batterie ist durch den Spannungsabfall der Batterie bei der Aktivierung des Anlassers und vor dem Starten seines Elektromotors gekennzeichnet.
- - Der Ladezustand der Batterie ist durch den Spannungsabfall der Batterie beim Ingangsetzen des Elektromotors des Anlassers gekennzeichnet.
- - Der Ladezustand der Batterie ist durch den mittleren Spannungsabfall während des Antriebs des Verbrennungsmotors durch den Elektromotor des Anlassers gekennzeichnet.
- - Der Ladezustand der Batterie ist durch die Antriebsgeschwindigkeit des Anlassers gekennzeichnet.
Die Erfindung schlägt außerdem ein System zur Steuerung eines
Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors vor, das Mittel umfaßt, um den
Beginn und das Ende von Zeiträumen mit vorübergehender
Außerbetriebsetzung zu erfassen und um den besagten
Verbrennungsmotor automatisch abzuschalten und
wiedereinzuschalten, wenn der Beginn oder das Ende eines solchen
Zeitraums erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß es Mittel zur
Anwendung eines solchen Verfahrens umfaßt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachstehenden Beschreibung. Diese Beschreibung dient nur zur
Veranschaulichung und hat keine einschränkende Wirkung. Sie ist
unter Bezugnahme auf die beigefügte einzige Figur zu lesen, die ein
Ablaufdiagramm einer Steuerung gemäß einer möglichen
Ausführungsart der Erfindung darstellt.
Wie in dieser Figur veranschaulicht, erfolgt beim Schließen des
Zündschlüssels oder des Zündschalters ein Test 1, der darin besteht,
daß überprüft wird, ob die Funktion "automatisches Abschalten und
Wiederanlassen" aktiv ist oder nicht. Die Aktivierung wird
beispielsweise dadurch ausgelöst, daß der Fahrer einen für diese
Funktion vorgesehenen Wählschalter am Armaturenbrett betätigt.
Wenn der Verbrennungsmotor angelassen wird, wird dieser Test
regelmäßig wiederholt, so daß die Verarbeitung entsprechend der
Steuerung des automatischen Abschaltens und Wiederanlassens
ablaufen kann, sobald der Fahrer den Wählschalter betätigt.
Wenn die Funktion automatisches Abschalten und Wiederanlassen
aktiviert ist, werden am Ausgang des Tests 1 in einem Testschritt 2
verschiedene Kriterien überprüft, die dazu bestimmt sind, den Stillstand
des Fahrzeugs zu erfassen. Es wird beispielsweise überprüft, ob die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs gleich null ist, ob sich das Getriebe im
Leerlauf befindet und ob sich das Gaspedal in Ruheposition befindet.
Dieser Test 2 wird regelmäßig wiederholt.
Wenn diese verschiedenen Kriterien überprüft sind, wird die Zeit T
gemessen, die abgelaufen ist, seitdem das Fahrzeug steht (Schritt 3),
woraufhin überprüft wird, ob der Ladezustand der Batterie - bei dem es
sich beispielsweise um die Batteriespannung handelt, die, außer
während der Betriebszeit des Anlassers, periodisch gemessen wird -
größer als ein Schwellenwert S1 ist, der eine Entladeschwelle
kennzeichnet, unter die die Fahrzeugbatterie nicht absinken darf (Test
4).
Wenn der Entladezustand erreicht ist, das heißt, wenn S kleiner als S1
ist, dann wird der Verbrennungsmotor unabhängig von der Zeit,
während der das Fahrzeug im Stillstand geblieben ist, nicht
abgeschaltet.
Die Verarbeitung wird ab dem Testschritt 1 wieder aufgenommen,
sobald das Fahrzeug wieder anfährt oder sobald die Spannung S
größer als ein zweiter gegebener Schwellenwert S2 wird (Schritt 4a).
Dieser Schwellenwert S2 ist beispielsweise größer oder gleich dem
Schwellenwert S1.
Wenn hingegen der Entladezustand nicht erreicht ist, das heißt, wenn S
größer als S1 ist, überprüft das Verfahren, ob die Standzeit T größer
als eine Zeit TA ist oder nicht (Test 5).
Wenn die Zeit T größer als die Zeit TA ist, wird der Verbrennungsmotor
abgestellt (Schritt 6).
Anschließend wird in einem Schritt 7 erneut überprüft, ob der
Entladezustand nicht erreicht ist.
Wenn der Entladezustand erreicht ist, wird der Verbrennungsmotor in
einem Schritt 8 wieder angelassen, um die Batterie während einer Zeit
TB aufzuladen. Das System zum automatischen
Abschalten/Wiederanlassen wird in Schritt 11 während der gesamten
Dauer TB neutralisiert. Nach dem Wiederanlassen des Motors kann der
Fahrer sein Fahrzeug bis auf die "Stop & go"-Funktion normal
benutzen.
TB ist eine vorbestimmte Dauer, im allgemeinen zwischen 5 und 30
Minuten. Diese Neutralisierungsphase kann durch die Erfassung eines
Ladestroms fakultativ gesperrt werden, der kleiner als ein bestimmter
Wert ist, der bedeutet, daß die Batterie wieder einen akzeptablen
Ladezustand erreicht hat.
Nach Ablauf dieser Dauer TB werden die Zeitzähler zurückgestellt,
woraufhin die Verarbeitung wieder mit Schritt 1 beginnt.
Wenn hingegen der Entladezustand nicht erreicht ist, dann wird in
einem Schritt 9 überprüft, ob das oder die Wiederanlaßkriterien erfüllt
sind. Es wird beispielsweise überprüft, ob der Fahrer auf das Getriebe,
auf das Gaspedal oder auf das Kupplungspedal einwirkt.
Wenn eine solche Einwirkung erfaßt wird, dann wird der
Verbrennungsmotor wieder angelassen (Schritt 10), woraufhin die
Verarbeitung wieder mit Schritt 1 beginnt.
Solange hingegen das oder die Wiederanlaßkriterien nicht erfüllt sind,
beginnt die Verarbeitung wieder mit dem Test des Entladezustands von
Schritt 7.
Wie verständlich geworden sein dürfte, wird bei der vorstehend
beschriebenen Verarbeitung die Funktion automatisches Abschalten
und Wiederanlassen gesperrt, sobald die Batteriespannung unter einen
gegebenen Entladezustand absinkt.
Es können auch andere Parameter als die Batteriespannung verwendet
werden, um ihren Lade-/Entladezustand zu kennzeichnen.
Ein anderer möglicher Parameter ist beispielsweise der
Spannungsabfall, der an den Klemmen der Batterie zu Beginn der
letzten Einschaltung des Motors des Anlassers gemessen wird.
Denn wenn sich die Batterie entlädt, erhöht sich ihr Innenwiderstand.
Und bei der Aktivierung des Anlassers wird zunächst nur die Wicklung
des Anlasserrelais gespeist. Daraus ergibt sich eine Erhöhung der
Stromabgabe der Batterie im Vergleich zu der Stromabgabe, die vor
dem Anlassen existierte. Diese Erhöhung der Stromabgabe ist vom
Widerstand der Wicklung des Anlassers abhängig. Die
Spannungsänderung dU, die sich daraus am Stromnetz des Fahrzeugs
ergibt, ist vom Innenwiderstand der Batterie und somit von ihrem
Ladezustand abhängig.
Daraufhin wird die Funktion automatisches Abschalten und
Wiederanlassen gesperrt, sobald diese Spannungsänderung kleiner als
ein gegebener Schwellenwert dU1 ist.
Als weitere Variante kann als Parameter zur Kennzeichnung des Lade-/Ent
ladezustands der Batterie der Spannungsabfall während des
Betriebs des Anlassers herangezogen werden.
Wenn der Elektromotor des Anlassers eingeschaltet wird, tritt ein
neuer, stärkerer Spannungsabfall auf, wenn nur die Wicklung des
Anlasserrelais gespeist wird, der daher leichter zu kennzeichnen ist.
Daher kann man als Parameter zur Kennzeichnung des Lade-/Ent
ladezustands der Batterie eine Messung des momentanen
Spannungsabfalls beim Einschalten des Motors (Stromstoßspitze zu
Beginn der Drehung des Läufers des Elektromotors) oder des mittleren
Spannungsabfalls während des Antriebs des Verbrennungsmotors
verwenden.
Auch hier wird die Funktion automatisches Abschalten und
Wiederanlassen gesperrt, sobald dieser Spannungsabfall kleiner als
ein gegebener Schwellenwert wird.
Nach einer weiteren Variante kann die Ladung oder Entladung der
Batterie durch eine Messung der Antriebsgeschwindigkeit während des
Anlassens gekennzeichnet werden.
Wenn sich die Batterie entlädt, fällt die Antriebsgeschwindigkeit des
Anlassers niedriger aus. Unterhalb einer für jede
Verbrennungsmotorklasse spezifischen Geschwindigkeitsstufe No ist
das Anlassen nicht mehr möglich.
Auf dieser Grundlage kann eine Geschindigkeitsschwelle N1 nahe dem
Grenzwert No, aber größer als dieser, definiert werden, bei dessen
Unterschreitung die Funktion automatisches
Abschalten/Wiederanlassen gesperrt wird. Außerdem kann ein
Schwellenwert N2 größer oder gleich N1 definiert werden, so daß die
Sperre aufgehoben wird, wenn die Geschwindigkeit über den besagten
Schwellenwert ansteigt.
Diese Geschwindigkeitsmessung erfolgt entweder durch einen
unabhängigen Geber am Schwungrad am Ende der Kurbelwelle oder
durch den Geber und sein Meßmodul, die bereits durch die
Motorsteuerung verwendet werden, oder aber durch die Messung der
Frequenz oder der Dauer der Spannungs- oder
Stromstärkeschwankungen, die durch die Kompressionen und
Dekompressionen des Verbrennungsmotors vor seinem Anlassen
bewirkt werden.
Wie verständlich geworden sein dürfte, können die verschiedenen
vorstehend beschriebenen Verarbeitungsvarianten beispielsweise
durch eine Steuereinheit, etwa durch einen Mikroprozessor,
angewendet werden, die eingangsseitig mit verschiedenen Gebern zur
Messung des Parameters zur Kennzeichnung des Ladezustands der
Batterie und zur Erfassung des Beginns oder des Endes eines
vorübergehenden Zeitraums der Außerbetriebsetzung verbunden ist
und die ausgangsseitig einerseits die Einspritzmittel des
Verbrennungsmotors und andererseits den Anlasser steuert.
Als Variante kann der Anlasser außerdem einen
Wechselstromgenerator bilden, wie dies beispielsweise in der
FR-A-2 782 355 beschrieben wird.
Fermeture de la clé de contact: Schließen des Zündschlüssels
Fonction "Stop & Go" active: "Stop & go"-Funktion aktiv
N(ON): N(EIN)
O(UI): J(A)
Vitesse véhicule nulle: Fahrzeuggeschwindigkeit null
boîte de vitesse en position neutre: Getriebe in Leerlaufstellung
accélerateur au repos: Gaspedal in Ruhestellung
Mesure du temps d'arrêt T: Messung der Standzeit T
Vitesse véhicule: Fahrzeuggeschwindigkeit
Remise à zéro compteurs T et Tc: Rückstellung Zähler T und Tc
Arrêt du moteur thermique: Abstellen des Verbrennungsmotors
Redémarrage du moteur thermique: Wiederanlassen des Verbrennungsmotors
Mesure du temps de charge Tc: Messung der Ladezeit Tc
Action sur boîte de vitesse, accélérateur ou pédale d'embrayage: Einwirkung auf Getriebe, Gaspedal oder Kupplungspedal
Redémarrage du moteur thermique: Wiederanlassen des Verbrennungsmotors
Fonction "Stop & Go" active: "Stop & go"-Funktion aktiv
N(ON): N(EIN)
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Vitesse véhicule nulle: Fahrzeuggeschwindigkeit null
boîte de vitesse en position neutre: Getriebe in Leerlaufstellung
accélerateur au repos: Gaspedal in Ruhestellung
Mesure du temps d'arrêt T: Messung der Standzeit T
Vitesse véhicule: Fahrzeuggeschwindigkeit
Remise à zéro compteurs T et Tc: Rückstellung Zähler T und Tc
Arrêt du moteur thermique: Abstellen des Verbrennungsmotors
Redémarrage du moteur thermique: Wiederanlassen des Verbrennungsmotors
Mesure du temps de charge Tc: Messung der Ladezeit Tc
Action sur boîte de vitesse, accélérateur ou pédale d'embrayage: Einwirkung auf Getriebe, Gaspedal oder Kupplungspedal
Redémarrage du moteur thermique: Wiederanlassen des Verbrennungsmotors
Claims (8)
1. Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors,
demzufolge der besagte Verbrennungsmotor zu Beginn und am Ende
von Zeiträumen mit vorübergehender Außerbetriebsetzung automatisch
abgeschaltet und wiedereingeschaltet wird und demzufolge die
automatische Abschaltung des Verbrennungsmotors gesperrt wird,
wenn die Batterie des Fahrzeugs unterhalb einer gegebenen
Sperrschwelle entladen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor
automatisch wiederangelassen wird, wenn die Batterie des Fahrzeugs
unterhalb der besagten Sperrschwelle entladen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sperre der automatischen
Abschaltung des Verbrennungsmotors aufgehoben wird, wenn sich der
Ladezustand der Batterie oberhalb eines gegebenen Schwellenwerts
befindet, der größer oder gleich der Sperrschwelle ist.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Ladezustand der Batterie durch die Batteriespannung gekennzeichnet
ist, die periodisch gemessen wird, wenn der Anlasser nicht läuft.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ladezustand der Batterie
durch den Spannungsabfall der Batterie bei der Aktivierung des
Anlassers und vor der Einschaltung des Elektromotors des Anlassers
gekennzeichnet ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ladezustand der Batterie
durch den Spannungsabfall der Batterie beim Ingangsetzen des
Elektromotors des Anlassers gekennzeichnet ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ladezustand der Batterie
durch den mittleren Spannungsabfall während des Antriebs des
Verbrennungsmotors durch den Elektromotor des Anlassers
gekennzeichnet ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ladezustand der Batterie
durch die Antriebsgeschwindigkeit des Anlassers gekennzeichnet ist.
8. System zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors,
das Mittel umfaßt, um den Beginn und das Ende von Zeiträumen mit
vorübergehender Außerbetriebsetzung zu erfassen und um den
besagten Verbrennungsmotor automatisch abzuschalten und
wiedereinzuschalten, wenn der Beginn oder das Ende eines solchen
Zeitraums erfaßt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß es Mittel zur Anwendung des
Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche umfaßt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR9908531A FR2795770B1 (fr) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | Procedes et systemes pour la commande automatique de la coupure et du redemarrage d'un moteur thermique d'un vehicule lors d'immobilisations temporaires de celui-ci |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE10030290A1 true DE10030290A1 (de) | 2001-08-23 |
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ID=9547627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10030290A Ceased DE10030290A1 (de) | 1999-06-30 | 2000-06-27 | Verfahren und System zur automatischen Steuerung des Abschaltens und Wiederanlassens eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs bei dessen vorübergehenden Außerbetriebsetzungen |
Country Status (4)
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US (1) | US6526931B1 (de) |
DE (1) | DE10030290A1 (de) |
FR (1) | FR2795770B1 (de) |
IT (1) | IT1316403B1 (de) |
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