DE102011087891A1 - Verfahren zum automatischen Abschalten und Starten einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Abschalten und Starten einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe oder automatisiertem Getriebe mittels einer Start-Stopp-Einrichtung, welche während einer Schubbetriebsphase der Brennkraftmaschine einen automatischen Abschaltvorgangs der Brennkraftmaschine einleitet und welche einen automatischen Startvorgang der Brennkraftmaschine einleitet, wenn zumindest eine Einschaltaufforderung vorliegt. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zum Abschalten der Brennkraftmaschine in einer Schubbetriebsphase der Brennkraftmaschine ein Ladungswechsel in den Zylindern der Brennkraftmaschine zumindest nahezu unterbunden wird und gleichzeitig eine zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe zur Kraftübertragung angeordnete Wandlertüberbrückungskupplung derart angesteuert wird, dass diese Wandlerüberbrückungskupplung zumindest nahezu geschlossen bleibt oder geschlossen wird.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine entsprechend ausgebildete Vorrichtung zum automatischen Abschalten und Starten einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit automatisiertem Getriebe oder Automatikgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Derzeitig wird in den meisten auf dem Markt befindlichen Fahrzeugen die Brennkraftmaschine mittels eines Zündschlüssels durch den Fahrer manuell abgeschaltet. Eine Ausnahme stellt ein Verfahren dar, welches in der
DE 100 23 331 A1 vorgestellt wird. Dabei wird anstelle des Zündschlüssels die Bremspedalstellung bzw. der Bremspedaldruck ausgewertet. Der Abschaltvorgang der Brennkraftmaschine wird eingeleitet, wenn nach Erreichen des Stillstands des Kraftfahrzeugs das Bremspedal in seiner bereits betätigten Stellung stärker betätigt wird. Nachteilig ist an derartigen Verfahren, dass alleine der Kraftfahrzeugfahrer für das Abschalten der Brennkraftmaschine verantwortlich ist. Analysen des heutigen Fahrverhaltens zeigen, dass trotz eines gestiegenen Umweltbewusstseins und gestiegener Kraftstoffpreise ein manuelles Abschalten der Brennkraftmaschine, z. B. an Verkehrsampeln, selten eigenständig erfolgt. - Um Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen zu reduzieren, werden derzeit Verfahren und Systeme entwickelt und zum Teil auch bereits eingesetzt, welche die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs unter bestimmten Voraussetzungen bzw. bei Vorliegen vorgegebener Abschaltbedingungen automatisch abschalten und bei Vorliegen vorgegebener Anschaltbedingungen automatisch wieder anschalten. Derartige Verfahren und Systeme bzw. Start-Stopp-Einrichtungen sind vor allem für den Stadtverkehr zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs geeignet, da im Stadtverkehr das Fahrzeug oft an Ampeln oder aufgrund des Verkehrs zum Stehen kommt und der Betrieb der Brennkraftmaschine nicht erforderlich ist.
- Aktuell sind bereits Fahrzeuge mit Automatikgetriebe und mit einer automatischen Start Stopp Funktion erhältlich, bei denen der Motor aus dem Leerlauf automatisch abgeschaltet wird, wenn das Bremspedal während des Fahrzeugstillstands getreten bleibt und der Fahrergurt angelegt oder die Fahrertür geschlossen ist. Der automatische Start der Brennkraftmaschine wird wieder einleitet, sobald das Bremspedal gelöst wird. Vor dem Abschalten der Brennkraftmaschine wird ausgehend vom einem vorangegangenem Schubbetrieb des Kraftfahrzeug, bei dem keine Verbrennung stattfindet, bei Erreichen einer Wiedereinsetzdrehzahlgrenze, die größer als die Leerlaufdrehzahl ist, die Befeuerung der Zylinder aus Komfortgründen und zum sicheren Erreichen der Leerlaufdrehzahl wieder gestartet. Diese Befeuerung (Wiedereinspritzung und Zündung) vor dem Abstellen der Brennkraftmaschine wirkt sich im geringen Maße negativ auf den Kraftstoffverbrauch und den CO2 Ausstoß aus. Gleichzeitig wird, um ein Abwürgen der Brennkraftmaschine zu verhindern, die zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe zur Kraftübertragung vorgesehene Wandlertüberbrückungskupplung spätestens bei Erreichen der Leerlaufdrehzahl geöffnet.
- Um noch mehr Kraftstoff einsparen und den CO2 Ausstoß weiter reduzieren zu können, sind bereits Systeme bekannt, bei denen die Brennkraftmaschine bereits bei höheren Geschwindigkeiten abgeschaltet wird. So offenbart zum Beispiel die
DE 24 41 827 C2 eine Einrichtung zum Abstellen und Anlassen einer Brennkraftmaschine, die bereits im Schubbetrieb, also vor Erreichen des Fahrzeugstillstands die Brennkraftmaschine automatisch ausschaltet. Ein erneuter Start wird erst zugelassen, wenn die Drehzahl wesentlich kleiner als die Leerlaufdrehzahl ist. Nachteilig ist hierbei vor allem, dass der Startvorgang während einer sehr langen Zeit nicht eingeleitet werden kann. - Um einen erneuten Start bei größeren Drehzahlen bzw. bei sich noch bewegendem Fahrzeug ermöglichen zu können, ist ein sogenanntes reflexfähiges Startsystem erforderlich, da ein Starten mittels eines konventionellen Ritzelstarter nur bei stehendem Motor möglich ist. Um einen früheren Start ermöglichen zu können, kann beispielswiese ein als Startergenerator ausgebildetes reflexfähiges Startsystem eingesetzt werden.
- Weiterhin muss für ein Abschalten der Brennkraftmaschine bei größeren Fahrzeuggeschwindigkeiten eine zur Starterbatterie entkoppelte zweite Batterie und eine geeignete Entkopplungs- und Ladeeinheit (z. B. DC/DC-Wandler) vorgesehen werden, die bei einem erneuten Motorstart (insbesondere während sich das Fahrzeug noch bewegt) die Bordnetzspannung aufrecht erhält, so dass sicherheitsrelevante Betriebssysteme (z. B. DSC) weiterhin aktiv bleiben. Der Einsatz einer zweiten Batterie sowie eines Startergenerators führt zu erheblichen Kosten, die vom Hersteller oder vom Käufer getragen werden müssen.
- Aufgabe der Erfindung ist nun, ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zum automatischen Abschalten und Starten einer Brennkraftmaschine anzugeben, bei der ein Abschalten der Brennkraftmaschine vor Erreichen des Stillstands und ein erneutes Starten auch vor Erreichen des Motorstillstand kostengünstig ermöglicht wird.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 sowie eine entsprechend ausgebildete Vorrichtung nach Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
- Prinzipiell wird bei der Erfindung von einem bereits bekanntem Verfahren zum automatischen Abschalten und Starten einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe oder automatisiertem Getriebe mittels einer Start-Stopp-Einrichtung ausgegangen, welche während einer Schubbetriebsphase der Brennkraftmaschine einen automatischen Abschaltvorgang der Brennkraftmaschine einleitet und welche einen automatischen Startvorgang der Brennkraftmaschine dann einleitet, wenn zumindest eine Einschaltaufforderung vorliegt und ggf. weitere Einschaltvoraussetzungen erfüllt sind.
- Grundgedanke der Erfindung ist, die Brennkraftmaschine während des Abschaltvorgangs bis zu sehr niedrigen Drehzahlschwellen, idealerweise bis unter eine vorgegebenen DSC-Aktiv-Schwelle mitzuschleppen. Erfindungsgemäß wird demnach vorgeschlagen, als erste Maßnahme zum Abschalten der Brennkraftmaschine in einer Schubbetriebsphase der Brennkraftmaschine (während der Schubbetriebsphase erfolgt keine Verbrennung, d. h. keine Kraftstoffeinspritzung und keine Zündung) einen Ladungswechsel in den Zylindern der Brennkraftmaschine während der Schubbetriebsphase durch geeignete Maßnahmen zumindest nahezu zu unterbinden. Als zweite Maßnahme wird während des Abschaltvorgangs gleichzeitig eine zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe zur Kraftübertragung angeordnete Wandlerüberbrückungskupplung derart angesteuert, dass diese Wandlertüberbrückungskupplung zumindest nahezu geschlossen bleibt oder geschlossen wird. Ein Wiedereinsetzen der Verbrennung bei Erreichen der sog. Wiedereinsetzdrehzahl – wie es beim Stand der Technik erforderlich ist – ist nicht notwendig, d. h. die Verbrennung wird bis zum Vorliegen einer Einschaltaufforderung und dem damit eingeleiteten Startvorgang ausgesetzt.
- Damit ergeben sich nicht nur Verbrauchsvorteile durch das frühe Abschalten der Brennkraftmaschine sondern auch durch die fehlende zwischenzeitliche Verbrennung.
- Vorteilhafterweise wird der Ladungswechsel in den Zylindern der Brennkraftmaschine durch ein Verschließen der Auslassventile und/oder ein Verschließen der Einlassventile der Zylinder der Brennkraftmaschine unterbunden. Als Technologie, die ein Verschließen zumindest der Auslassventile ermöglicht, kann bspw. ein bereits bekanntes VVT-System ((z. B. Voll-)Variabler Ventiltrieb) mit Nullhubfähigkeit oder Schaltschlepphebel zu Einsatz kommen. Durch das Unterbinden des Ladungswechsels in den Zylindern stellt sich ein deutlich reduziertes Schleppmoment ein, so dass die Energie des Fahrzeugs wesentlich besser in kinetische Energie umgesetzt werden kann. Weiter entfallen die Ladungswechselverluste und auch die mit dem Ladungswechsel verbundenen Ladungswechselgeräusch und auftretende Schwingungen im Antriebsstrang bedingt durch die Kompression der Zylinderfüllung.
- Wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der Ladungswechsel in den Zylindern durch ein Schließen der Auslassventile vorgenommen bzw. erreicht, können die Einlassventile vorteilhafterweise derart angesteuert werden, dass eine vorgegebene Menge an Frischluft in den Zylindern einströmt und vorzugsweise kein Restgas im Zylinder verbleibt.
- Vorteilhafterweise wird der Ladungswechsel solange zumindest nahezu unterbunden und die aufgrund des Schubbetriebs ausgesetzte Verbrennung aufrechterhalten, bis die Brennkraftmaschine vollkommen abgestellt ist (Drehzahl = 0) und/oder bis ein Startvorgang eingeleitet wird.
- Wie bereits oben erwähnt, wird als zweite erforderliche Maßnahme während des Abschaltvorgangs gleichzeitig zum Verhindern des Ladungswechsels in den Zylindern eine zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe zur Kraftübertragung angeordnete Wandlerüberbrückungskupplung derart angesteuert, dass diese Wandlerüberbrückungskupplung zumindest nahezu geschlossen bleibt oder geschlossen wird. Vorteilhafterweise wird die Wandlerüberbrückungskupplung derart angesteuert, dass die Wandlerüberbrückungskupplung bis zum Erreichen oder Unterschreiten einer vorgegebenen Drehzahlschwelle zumindest nahezugeschlossen bleibt, wobei die vorgegebene Drehzahlschwelle wesentlich kleiner als eine Leerlaufdrehzahlschwelle ist. Idealerweise wird die Wandlerüberbrückungskupplung bis zu einer möglichst niedrigen Drehzahlgrenze (von z. B. 300–400 U/min) geschlossen gehalten. Im Gegensatz zu heutigen Verfahren zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine wird die Wandlerüberbrückungskupplung also bis zu einer möglichst geringen Drehzahl geschlossen oder mit minimalen Schlupf betrieben, d. h. die Brennkraftmaschine bleibt bis zu einer sehr niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit fest am Getriebe angekuppelt. Wird ein minimaler Schlupf der Wandlerüberbrückungskupplung eingestellt, so könnten auch die Schwingungen des Antriebsstrangs bei sehr niedrigen Drehzahlen eliminiert werden.
- Durch die lang andauernde Kraftschlussverbindung zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe kann die Brennkraftmaschine während dieser Zeit jederzeit auf Aufforderung wieder verzögerungsfrei zugestartet werden, ein Starter wird nicht benötigt. Wird der Motor bei möglichst niedrigen Drehzahlen (ca. 300 U/min) abgelegt, so reduziert sich die Ablegezeit, in der kein Zustart mit konventionellen Startsystemen möglich ist, erheblich.
- Vorteilhafterweise kann das Einleiten des automatischen Abschaltvorgangs im Schubbetrieb noch an andere Voraussetzungen gekoppelt werden. So kann zum Beispiel noch die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine Bremspedalbetätigung ausgewertet werden. Idealerweise wird der automatische Abschaltvorgang der Brennkraftmaschine während der Schubbetriebsphase nur dann eingeleitet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als eine vorgegebene Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit ist, die jedoch wesentlich größer als Null ist (z. B. 25 km/h) und/oder wenn während der Schubbetriebsphase gleichzeitig das Bremspedal betätigt wird.
- Um das erfindungsgemäße Verfahren durchführen zu können, umfasst die dafür notwendige Start-Stopp-Einrichtung vorteilhafterweise eine Steuereinheit zum Einleiten eines automatischen Abschaltvorgangs und Startvorgangs einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe oder automatisiertem Getriebe, eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Schubbetriebsphase des Kraftfahrzeugs, eine Ladungswechselunterbrechungseinheit zum Abschalten des Ladungswechsels der Zylinder der Brennkraftmaschine und einen Aktuator zum Ansteuern einer zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe zur Kraftübertragung angeordnete Wandlerüberbrückungskupplung. Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit dabei derart ausgestaltet, dass sie beim Erfassen einer Schubbetriebsphase der Brennkraftmaschine die Ladungswechselunterbrechungseinheit derart ansteuert, dass ein Ladungswechsel in den Zylindern der Brennkraftmaschine zumindest nahezu unterbunden wird. Gleichzeitig wird der Aktuator zum Ansteuern der Wandlerüberbrückungskupplung derart angesteuert, dass die Wandlerüberbrückungskupplung zumindest nahezugeschlossen bleibt oder geschlossen wird.
- Vorteilhafterweise ist die Ladungswechselunterbrechungseinheit dabei derart ausgestaltet, dass sie zum Unterbinden des Ladungswechsels die Auslassenventile und/oder die Einlassventile der Zylinder der Brennkraftmaschine zumindest nahezu verschließt. Idealerweise kann hierzu ein VVT-System ((Voll-)Variabler Ventiltrieb) mit Nullhubfähigkeit oder Schaltschlepphebel zum Einsatz kommen. Da die Ansteuerbarkeit der Wandlerüberbrückungskupplung auch bei niedrigen Getriebedrehzahlen gewährleistet sein muss, ist der Aktuator zum Ansteuern der zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe zur Kraftübertragung angeordneten Wandlerüberbrückungskupplung vorteilhafterweise eine elektrische oder schaltbare hydraulische Getriebeölpumpe oder ein hydraulischer Druckspeicher.
- Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels nochmals näher erläutert. Dabei zeigt
-
1 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, -
2 . eine Darstellung des Drehzahlverlaufs beim Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abschalten der Brennkraftmaschine im Vergleich zu einem ersten bereits bekannten Verfahren, und -
3 eine Darstellung des Drehzahlverlaufs beim Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abschalten der Brennkraftmaschine im Vergleich zu einem zweiten bereits bekannten Verfahren. - Die
1 zeigt eine Vorgehensweise zum automatischen Abschalten und automatischen Starten eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe. Dabei wird in einem ersten Schritt100 der Betrieb der Brennkraftmaschine hinsichtlich des Vorliegens eines Schubbetriebs SB überwacht. Wird ein Schubbetrieb SB detektiert und sind alle sonstigen Abschaltbedingungen (z. B. Motortemperatur innerhalb eines vorgegebenen Temperaturfensters, Fahreranwesenheit) erfüllt, wird im nächsten Schritt200 zum Unterbinden eines Ladungswechsels das Auslassventil AV durch entsprechende Ansteuerung eines variablen Ventiltriebs geschlossen und gleichzeitig die Wandlerüberbrückungskupplung WK derart angesteuert, dass der Kraftschluss zwischen Brennkraftmaschine aufrechterhalten bleibt, sich aber ein vorgegebener minimaler Schlupf einstellt. Die aufgrund des Schubbetriebs SB ohnehin unterbundene Verbrennung wird nicht erneut eingeleitet. - Anschließend wird in einem nächsten Schritt
300 die Drehzahl DZ der Brennkraftmaschine mit einem vorgegebenen Drehzahlgrenzwert von 400 U/min verglichen. Solange die Drehzahl DZ diese vorgegebene Schwelle nicht unterschritten hat, wird im Schritt320 kontinuierlich überprüft, ob ein Einschaltaufforderer EA zum erneuen Starten der Brennkraftmaschine vorliegt. Wird ein Einschaltaufforderer EA (vor Unterschreiten des Drehzahlgrenzwertes) detektiert, wird in einem nächsten Schritt420 ein erneuter Start der Brennkraftmaschine eingeleitet, indem bei geschlossenem Auslassventil AV das Einlassventil EV derart angesteuert wird, dass sich im Zylinder ein vorgegebener Frischgasgehalt, der für einen Wiederstart der Brennkraftmaschine erforderlich ist, einstellt. Als Eingangsgröße für die Frischgas-Füllungssteuerung dienen unter anderem die Motortemperatur, die Lufttemperatur im Sammler, die Motordrehzahl, der Drehzahlgradient sowie der erforderliche Momentenvorhalt für den Wiederstart. Durch eine (anschließende) Einspritzung des Kraftstoffs und Zündung wird die Brennkraftmaschine gestartet. Dabei ist eine Einspritzung bis kurz vor dem Erreichen des oberen Zünd-OT möglich. Daraus ergeben sich sehr gute Resonanzzeiten. Gleichzeitig wird optional die Wandlerüberbrückungskupplung WK gezielt geöffnet, um ein Ruckeln zu vermeiden. Sobald die Brennkraftmaschine die Zieldrehzahl erreicht hat, geht das Fahrzeug in den konventionellen Betrieb über. - Fällt die Drehzahl DZ der Brennkraftmaschine jedoch unter eine vorgegebene Drehzahlgrenze (z. B. von 400 U/min) (Schritt
300 ), wird in einem nächsten Schritt350 die Wandlerüberbrückungskupplung WK gezielt geöffnet und der Motor abgelegt. Die Ablegezeit bis zum Erreichen des Motorstillstands ist nun sehr gering. Erfolgt jetzt im Schritt450 eine Einschaltaufforderung EA zum Starten der Brennkraftmaschine kann der Motorstart Anforderungskonform mit einem konventionellen Ritzelstarter RS durchgeführt werden (Schritt550 ). Ein aufwändiges reflexfähiges Startsystem mit ggf. erforderlicher Bordnetzweiterung zur Vermeidung eines unzulässigen Absinkens der Bordnetzspannung mit Auswirkung auf andere elektrische Verbraucher ist nicht notwendig. - Die
2 zeigt anhand des Drehzahlverlaufs beim automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine einen Vergleich eines bereits bekannten Verfahrens und der Erfindung. Dabei ergibt sich der gestrichelte Drehzahlverlauf MSA II aufgrund eines aus dem Stand der Technik bereits bekannten Verfahrens und der durchgezogene Drehzahlverlauf NEU aufgrund des neuen Verfahrens. - Zunächst wird anhand des gestrichelten Drehzahlverlaufs MSA II nochmals auf den Stand der Technik eingegangen. Dabei wird davon ausgegangen, dass das Fahrzeug durch Bremspedalbetätigung bis in den Stillstand abgebremst wird. Solange die Drehzahl der Brennkraftmaschine größer als die Wiedereinsetzdrehzahl ist, erfolgt keine Befeuerung (Schubabschaltung), d. h. es wird kein Kraftstoff verbraucht. Sobald aber die Wiedereinsetzdrehzahl erreicht wird, muss zum Erreichen eines sicheren Leerlaufs und aus Komfortgründen die Verbrennung erneut gestartet werden – siehe Abschnitt „befeuert”. Beim Übergang in den Leerlauf wird die Wandlerüberbrückungskupplung WK geöffnet. Die Verbrennung muss solange aufrechterhalten bleiben, bis die Brennkraftmaschine tatsächlich abgelegt wird. Um dem Fahrer die Möglichkeit geben zu können, ein Abschalten der Brennkraftmaschine zu verhindern, wird diese nicht unmittelbar ab Erreichen des Leerlaufs bzw. des Stillstands (bzw. Minimale Geschwindigkeit) abgestellt, sondern erst nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls dt, innerhalb dessen der Fahrer das Abschalten der Brennkraftmaschine verhindern kann. Erweiterte Systeme verzichten bereits auf dieses Zeitintervall im Stillstand. Wird ein kostengünstiger Ritzelstarter als Startsystem verwendet, ist während des Ablegens des Motors, also innerhalb des Zeitfensters dtMSAII kein erneuter Start möglich.
- Im Gegensatz zum Drehzahlverlauf MSA II zeigt die Darstellung des erfindungsgemäßen Drehzahlverlaufs NEU, dass ab Vorliegen des Schubbetriebs, bei dem zum Einleiten des Abschaltvorgangs der Ladungswechsel im Zylinder unterbunden wird und gleichzeitig die Wandlerüberbrückungskupplung WK bis zum Erreichen einer minimalen Drehzahlgrenze von 300–400 l/min geschlossen bleibt, die Drehzahl kontinuierlich abnimmt. Während dieser Zeit kann ein erneutes Starten der Brennkraftmaschine ohne weiteres durch Einspritzung und Zündung erfolgen. Erst wenn die minimale Drehzahlgrenze von 300–400 l/min erreicht wird, wird die Wandlertüberbrückungskupplung WK geöffnet und der Motor abgelegt. Die Brennkraftmaschine erreicht nun relativ schnell die Ruheposition, ab der wieder mit einem konventionellen Startersystem gestartet werden kann, d. h. das Zeitfenster dtNEU, innerhalb dessen kein Start mittels Ritzelstarter erfolgen kann, ist wesentlich kleiner als bei dem bekannten System MSA II.
- Im Unterschied zu
2 wird in der3 . ein sich einstellender Drehzahlverlauf MSA III eines alternativen bereits bekannten Verfahrens dargestellt. Hier wird die Brennkraftmaschine bereits sofort bei Unterschreiten einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit von z. B. 25 km/h (oberhalb der Wiedereinsetzdrehzahl) im Schubbetrieb abgeschaltet. Aufgrund des sehr frühen Ablegens des Motors ist die Zeit dtMSAIII, innerhalb der der Motor nur mit einem kostenintensiven, reflexfähigen Zustartsystem gestartet werden kann, sehr lange. Weiterhin wird aufgrund des Abschaltens der Brennkraftmaschine bei relativ hohen Geschwindigkeiten eine zusätzliche Batterie benötig, welche den Betrieb der Fahrzeugsysteme aufrecht erhält. - Durch das erfindungsgemäße Verfahren sowie die entsprechende Vorrichtung ergeben sich eine Reihe von Vorteilen, die hier nochmals zusammengefasst werden. So ergibt sich durch das Verhindern des Widereinsetzens der Verbrennung bei Erreichen einer sog. Wiedereinsetzdrehzahl eine Verbrauchseinsparung von ca. 2% gegenüber bekannten Verfahren, bei denen die Verbrennung vor dem Abschalten im Bereich des Leerlaufs nochmals gestartet werden muss. Da die Brennkraftmaschine bis zu sehr niedrigen Drehzahlen angekoppelt bleibt, reduzieren sich auch die sog. Change of Mind Fälle (Fahrer möchte während er Auslaufphase der Brennkraftmaschine erneut starten), bei denen ein Starten mit einem konventionellen Startsystem nicht möglich ist. Da vor Erreichen dieser minimalen Drehzahlschwelle ohne Starter durch Einspritzung und Zündung gestartet werden kann. kann eine zweite separate Batterie sowie ein teures reflexstartfähiges Zustartsystem entfallen. Darüber hinaus verringert sich auch die Anzahl der Motorstarts über den Starter. Dies führt zu einem geringeren Verschleiß und somit einer längeren Lebensdauer des Starters.
- Gegenwertig sind Systeme in Untersuchung, die oberhalb der Wiedereinsetzdrehzahl den Motor abwerfen. Diese benötigen für den Change of Mind-Fall ein aufwändiges Reflexstartsystem, um den Motor bei hohen Motordrehzahlen im Auslauf abfangen zu können. Weiterhin ist eine aufwändige Bordnetzerweiterung zur Sicherstellung der Bordnetzstabilität beim Motorzustart über eine E-Maschine (Starter) während der Fahrt erforderlich (z. B. zweite Batterie und DC/DC-Wandler). Es gelten hier die gleichen Vorteile wie im Vergleich zu dem in
2 beschriebenen bekannten Verfahren. - Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch das Schließen der Ventile, was zu einer Reduzierung des Frischgasdurchsatzes im Schubbetrieb führt. Ein Auskühlen des Katalysators wird dadurch verhindert, was sich wiederum positiv auf die Emissionierung auswirkt.
- Schließlich ist noch zu erwähnen, dass das Unterbinden des Ladungswechsels auch für andere Funktionen eingesetzt werden kann. So würde das sich dadurch einstellende reduzierte Schleppmoment auch eine Segelfunktion bei hohen Geschwindigkeiten ermöglichen. Ein Abkoppeln des Motors ist dann auch hier nicht erforderlich. Die identische Vorgehensweise lässt sich auch bei Hybridfahrzeugen einsetzen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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- Verfahren zum automatischen Abschalten und Starten einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe oder automatisiertem Getriebe mittels einer Start-Stopp-Einrichtung, welche während einer Schubbetriebsphase (SB) der Brennkraftmaschine einen automatischen Abschaltvorgangs der Brennkraftmaschine einleitet und welche einen automatischen Startvorgang der Brennkraftmaschine einleitet, wenn zumindest eine Einschaltaufforderung (EA) vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abschalten der Brennkraftmaschine in einer Schubbetriebsphase (SB) der Brennkraftmaschine ein Ladungswechsel in den Zylindern der Brennkraftmaschine zumindest nahezu unterbunden wird und gleichzeitig eine zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe zur Kraftübertragung angeordnete Wandlerüberbrückungskupplung (WK) derart angesteuert wird, dass diese Wandlerüberbrückungskupplung (WK) zumindest nahezu geschlossen bleibt oder geschlossen wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladungswechsel in den Zylindern der Brennkraftmaschine durch ein Verschließen der Auslassventile (AV) und/oder ein Verschließen der Einlassventile (EV) der Zylinder der Brennkraftmaschine unterbunden wird.
- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Unterbinden des Ladungswechsels in den Zylindern durch Schließen der Auslassventile (AV) die Einlassventile (EV) derart angesteuert werden, dass eine vorgegebene Menge an Frischluft in den Zylindern einströmt, so dass kein Restgas im Zylinder verbleibt.
- Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladungswechsel solange zumindest nahezu unterbunden wird und die aufgrund des Schubbetriebs ausgesetzte Verbrennung aufrechterhalten bleibt, bis die Brennkraftmaschine bei Öffnen der Wandlerüberbrückungskupplung (WK) abgestellt wird und/oder bis ein Startvorgang eingeleitet wird.
- Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerüberbrückungskupplung (WK) bis zum Erreichen oder Unterschreiten einer vorgegebenen Drehzahlschwelle (300–400 l/min) zumindest nahezugeschlossen bleibt, wobei die vorgegebene Drehzahlschwelle (300–400 l/min) kleiner als eine Leerlaufdrehzahlschwelle, vorteithafterweise kleiner als 500 Umdrehungen pro Minute ist.
- Start-Stopp-Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangegangen Ansprüche, mit einer Steuereinheit zum Einleiten eines automatischen Abschaltvorgangs und Startvorgangs einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe oder automatisiertem Getriebe, mit einer ersten Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Schubbetriebsphase (SB) des Kraftfahrzeugs, einer Ladungswechselunterbrechungseinheit zum Unterbrechen des Ladungswechsels der Zylinder der Brennkraftmaschine und einem Aktuator zum Ansteuern einer zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe zur Kraftübertragung angeordnete Wandlerüberbrückungskupplung (WK), dadurch gekennzeichnet, dass beim Erfassen einer Schubbetriebsphase (SB) der Brennkraftmaschine die Steuereinheit die Landungswechselunterbrechungseinheit derart ansteuert, dass ein Ladungswechsel in den Zylindern der Brennkraftmaschine zumindest nahezu unterbunden wird und gleichzeitig der Aktuator zum Ansteuern der Wandlerüberbrückungskupplung (WK) derart angesteuert wird, dass die Wandlerüberbrückungskupplung (WK) zumindest nahezugeschlossen bleibt oder geschlossen wird.
- Start-Stopp-Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungswechselunterbrechungseinheit zum Unterbinden des Ladungswechsels die Auslassenventile (AV) und/oder die Einlassventile (EV) der Zylinder der Brennkraftmaschine zumindest nahezu verschließt.
- Start-Stopp-Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Maßnahmen zur Sicherstellung zum Schließen und Regeln der Wandlerüberbrückungskupplung (WK) auch bei niedrigsten Getriebedrehzahlen vorhanden sind.
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