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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren, insbesondere Maßnahmen zum Starten von Verbrennungsmotoren.
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Stand der Technik
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Verbrennungsmotoren, wie sie beispielsweise in Fahrzeugen eingesetzt werden, benötigen zum Start eine zugeführte Antriebsenergie, die gewöhnlich mit einem Starter bereitgestellt wird. Ein konventioneller Starter kann nur in einen stehenden Motor einspuren, und so die notwendige Antriebsenergie auf den Verbrennungsmotor übertragen.
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Beim Wiederstart muss ein konventioneller Starter daher solange warten, bis der Verbrennungsmotor zur Ruhe gekommen ist. Ein Verfahren zum Bestimmen des Zeitpunktes, an dem der Verbrennungsmotor zur Ruhe gekommen ist, ist beispielsweise aus der
DE 10 2009 045 886 A1 bekannt. Das Verfahren erkennt den Zeitpunkt, an dem der Verbrennungsmotor vollständig zur Ruhe gekommen ist, in der Regel jedoch erst nach 300ms Verzögerung.
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Die Druckschrift
DE 10 2005 049 092 A1 offenbart ein Verfahren zum Einspuren eines Starterritzels eines Starters in einen Anlasserzahnkranz einer Brennkraftmaschine beim Auslaufen der Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine weist dabei Mittel zur Bestimmung der Drehzahl und Drehrichtung einer Kurbelwelle auf. Das Starterritzel wird in den Anlasserzahnkreis eingespurt, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine unterhalb einer maximalen Drehzahl und oberhalb einer minimalen Drehzahl liegt und der Drehrichtung der Kurbelwelle entspricht.
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Die Druckschrift
DE 10 2010 061 084 A1 offenbart ein Verfahren zum Bestimmen eines Einspurzeitpunkts eines Starters in einem Verbrennungsmotor. Dabei wird eine Drehzahl einer Kurbelwelle durch Interpolation bestimmt.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 000 006 A1 offenbart ein Verfahren zum Einspuren eines Starters in einen Verbrennungsmotor, wobei der Einspurzeitpunkt auf Basis einer Zeitdauer bestimmt wird, die der Starter zum Einspuren benötigt.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Bestimmen eines Einspurzeitpunktes für einen Starter in einem Verbrennungsmotor sowie die Vorrichtung und das Fahrzeug gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
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Die Erfindung umfasst nach dem Hauptanspruch ein Verfahren zum Bestimmen eines Einspurzeitpunktes eines Starters in einen Verbrennungsmotor, Bestimmen einer, insbesondere von einem Pendelhub eines Kolbens des Verbrennungsmotors abhängigen, Drehzahl einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und Festlegen des Einspurzeitpunktes vor oder auf einen Zustandszeitpunkt der Kurbelwelle, in dem die Drehzahl eine vorbestimmte Bedingung erfüllt.
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Dabei ist die Drehrichtung der Kurbelwelle gleich der Arbeitsrichtung des Verbrennungsmotors, damit nicht nur der Umkehrpunkt mit höheren Toleranzen erfasst werden kann, es ist in diesem Fall auch möglich den Starter drehzahlsynchron in den Verbrennungsmotor einzuspuren und so die mechanischen Belastungen auf das Starterritzel und das Abtriebsrad an der Kurbelwelle weitestgehend zu minimieren.
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Die Drehzahl ist zur Erfüllung der vorbestimmten Bedingung kleiner als ein vorbestimmter Wert. Dieser Ausführung liegt der Gedanke zugrunde, dass die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors an bestimmten Positionen kurzfristig zur Ruhe kommt. Im Falle eines Hubkolbenmotors wären diese Positionen die zwei Umkehrpunkte zwischen zwei oberen Kompressions-Totpunkten zweier Hubkolben, da die betroffenen Hubkolben um diesen Mittelpunkt einen Pendelhub ausführen. Daher muss der Hubkolben an diesen Umkehrpunkten zum Stillstand kommen, um seine Drehrichtung zu ändern. Dieser Gedanke lässt sich auf beliebige Verbrennungsmotorformen, wie beispielsweise den Wankelmotor, übertragen.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Teil der Unteransprüche.
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Dem obigen Verfahren liegt der Gedanke zugrunde, dass der Verbrennungsmotor nicht vollständig zur Ruhe kommen muss, damit der Starter in diesen Einspuren kann. Es reicht völlig aus, wenn eine Kurbelwelle einen bestimmten Zustand aufweist, in dem das Ritzel des Starters in das Abtriebsrad der Kurbelwelle eingreifen kann, ohne dass zumindest eines der Zahnräder beschädigt wird. Verschiedene beispielhafte Zustände werden in den Unteransprüchen angegeben.
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Durch das obige Verfahren kann der Starter schneller in den Verbrennungsmotor einspuren und so die Startverzögerungszeit nach einem unmittelbaren Wiederstart des Verbrennungsmotors verkürzen. Dies hat zum Vorteil, dass für einen schnellen Wiederstart kostenintensivere und weniger robuste Starter der neueren Generation mit permanent eingespurtem Ritzel oder mit Einspurmöglichkeit im Auslauf des Verbrennungsmotors überflüssig werden, und konventionelle Starter einsetzbar sind.
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In einer Ausführung der Erfindung liefert zur Erfüllung der vorbestimmten Bedingung ein Sensor zur Erfassung der Drehzahl zu einer vorbestimmten Zeit ein vorbestimmtes Ausgangssignal. Dieser Ausführung liegt die Überlegung zugrunde, dass aus dem Sensor zur Erfassung der Drehzahl nicht direkt das Verhalten des Verbrennungsmotors abgeleitet werden kann, da der Sensor in der Regel inkrementell und damit digital arbeitet. Zwischen den einzelnen Inkrementen lässt der Sensor keine direkte Bestimmung des Verhaltens des Verbrennungsmotors zu. Daher muss herkömmlich eine Steuereinheit das Verhalten und somit den Stillstand des Verbrennungsmotors auf andere Weise bestimmen. Jedoch kann angenommen werden, dass das vom Sensor ausgegebene Signal das Verhalten des Verbrennungsmotors mit ausreichender Genauigkeit wiedergibt. Da es sich beim Anhalten des Verbrennungsmotors um einen Auspendelvorgang handelt, kann zudem angenommen werden, dass der Verbrennungsmotor sich diesem absoluten Ruhezustand über die Zeit nähert. Mittels der vorbestimmten Zeit kann damit eingestellt werden, wie nah der Verbrennungsmotor dem Ruhezustand kommen muss, damit der Starter in den Verbrennungsmotor einspuren kann. Erste Ergebnisse haben gezeigt, dass sich damit die oben genannte Startverzögerungszeit um ca. 20% verkürzen lässt.
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Dabei kann das vorbestimmte Ausgangssignal in einer besonderen Ausführung gleich Null sein, um sicherzustellen, dass der Verbrennungsmotor möglichst nahe am Ruhezustand ist.
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In einer zusätzlichen oder alternativen Ausführung der Erfindung weist die Drehzahl zur Erfüllung der vorbestimmten Bedingung ein Vorzeichen auf, das anzeigt, dass die Drehrichtung der Kurbelwelle gleich einer Arbeitsrichtung des Verbrennungsmotors ist. Dieser Ausführung liegt die Überlegung zugrunde, dass das Ritzel des Starters und das Abtriebsrad auf der Kurbelwelle in die gleiche Richtung drehen sollten, damit ein Einspuren des Starters in den Verbrennungsmotor mit möglichst wenig mechanischen Belastungen beider Zahnräder erreicht wird. Auf diese Weise kann der Starter bereits bei einer Motordrehzahl angesteuert werden, die eigentlich zum Einspuren des Starters in den Motor noch ungeeignet ist. Dies ist möglich, da durch den gemessenen mittleren Verbrennungsmotor-Auslaufgradienten von z. B. -1000/s und der gemessenen Auslaufamplitude von +/- 10000/s) über die Motorposition berechnet werden kann, in welcher Zeit die Motordrehzahl unter die Drehzahl fallen wird, bei der das Starter-Ritzel in den Motor eingespurt werden kann. Erste Ergebnisse haben gezeigt, dass sich damit die oben genannte Startverzögerungszeit -durch Vermeidung der Pendelphase und Stillstanderkennungszeit um >500ms verkürzen lässt.
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In einer Weiterbildung umfasst das Verfahren Messen der Drehzahl in vorbestimmten Positionen der Kurbelwelle und Interpolieren der Drehzahl über die Positionen der Kurbelwelle zwischen zwei benachbarten vorbestimmten Positionen der Kurbelwelle. Da die gängigsten Drehzahlsensoren die Drehzahl der Kurbelwelle nur inkrementell erfassen, ist es gerade beim Auslaufen des Verbrennungsmotors nur mit hohen Toleranzmaßen möglich, die Umkehrpunkte der Kurbelwelle und des Hubkolbens rein mit dem Drehzahlsensor zu bestimmen. Durch die Interpolation können diese Toleranzmaße für die Bestimmung der Umkehrpunkte weitestgehend reduziert werden, wodurch weniger mechanische Belastungen auf das Starterritzel und das Abtriebszahnrad an der Kurbelwelle auftreten.
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In einer zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung umfasst das Verfahren das Bestimmen einer Drehzahldifferenz zwischen den zwei benachbarten Positionen der Kurbelwelle vor der Interpolation und Reduzieren der letzten gemessenen Drehzahl abhängig von der bestimmten Drehzahldifferenz. Auf diese Weise kann die Interpolation mit rein linearen Mitteln erfolgen, was sich insbesondere positiv auf die Berechnungszeiten der interpolierten Drehzahl auswirkt, da aufgrund der begrenzten Zeitdauer, die der Hubkolben in einem Umkehrpunkt verbringt, nur sehr wenig Rechenzeit zur Verfügung steht, bevor die zu bestimmenden Werte verfallen. Typischerweise müssen die interpolierten Drehzahlwerte alle 10ms aktualisiert werden.
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In einer anderen oder zusätzlichen Weiterbildung ist der vorbestimmte Wert applizierbar abhängig von einer Position der Kurbelwelle und von einer Drehzahländerung seit dem letzten oberen Totpunkt. Auf diese Weise kann der vorbestimmte Wert an die Pendelhubhöhe des Hubkolbens und der Kurbelwelle angepasst werden, so dass die Umkehrpunkte der Kurbelwelle und des Hubkolbens unabhängig von äußeren mechanischen Einflüssen und anderen Störgrößen oder auch von der bereits vergangenen Anzahl an Pendelbewegungen des Hubkolbens und der Kurbelwelle bestimmbar sind.
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In einer alternativen oder zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung umfasst das Verfahren Messen der Drehzahl in vorbestimmten Positionen der Kurbelwelle und Integrieren der Drehzahl zur Position der Kurbelwelle basierend auf einem Durchschreiten des oberen Totpunktes des Verbrennungsmotors, wobei die Position der Kurbelwelle zwischen zwei benachbarten vorbestimmten Positionen der Kurbelwelle interpoliert wird.
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In einer besonderen Weiterbildung erfolgt die Interpolation der Position der Kurbelwelle umgekehrt proportional zur Zeit, die seit der letzten Drehzahlmessung verstrichen ist. Diese mathematische Operation ist ebenfalls mit kurzen Rechenzeiten realisierbar, so dass das Ergebnis der Interpolation der Kurbelwelle zeitnah vorliegt.
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In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die Drehzahländerung eine maximale Drehzahländerung seit Durchqueren des letzten oberen Totpunktes des Verbrennungsmotors. Die maximale Drehzahländerung oder Drehzahlgradient beschreibt das Schwingverhalten des Hubkolbens oder der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zwischen zwei Umkehrpunkten während eines Pendelhubs ausreichend und kann im Gegensatz zu anderen das Schwingverhalten beschreibenden Drehzahländerungen, wie eine durchschnittliche Drehzahländerung direkt bestimmt werden.
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In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführung entspricht die Zeitdauer zwischen dem Einspurzeitpunkt und dem Zustandszeitpunkt einer Zeitdauer, die der Starter zum Einspuren in den Verbrennungsmotor benötigt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Einspuren eines Starters in einen Verbrennungsmotor Bestimmen eines Einspurzeitpunktes mit einem angegebenen Verfahren und Einspuren des Starters in den Verbrennungsmotor basierend auf einem vom Einspurzeitpunkt abhängigen Startsignal.
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In einer Weiterbildung erfolgt das Einspuren nur, wenn eine mittlere Drehzahl der Kurbelwelle kleiner als seine vorbestimmte Starteransteuerdrehzahl ist, so dass sichergestellt ist, dass das beim Einspuren langsam drehende Ritzel einspuren kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst eine Vorrichtung zum Einspuren eines Starters in einen Verbrennungsmotor einen Speicher zum Speichern eines angegebenen Verfahrens und einen Prozessor, der zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen ist, wenn das Verfahren aus dem Speicher geladen ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Vorrichtung ausgebildet, das obige Verfahren durchzuführen. Weiterhin kann ein Fahrzeug mit einem Start-Stopp-System vorgesehen sein, das durch die obige Vorrichtung angesteuert wird. Die Erfindung ist in einem Fahrzeug mit Start-Stopp-System besonders effektiv, wenn sich beispielsweise der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs an einer Ampel genau zu dem Zeitpunkt abstellt, zu dem der Fahrer wieder losfahren möchte, weil die Ampel auf Grün umgestellt wird und der Fahrer deshalb den Fuß von der Bremse nimmt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln vorgesehen, um alle Schritte des obigen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in der obigen Vorrichtung, ausgeführt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Datenverarbeitungsanlage vorgesehen, die einen Programmcode enthält, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf der Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, das obige Verfahren durchführt.
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Figurenliste
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors mit einer das erfindungsgemäße Verfahren ausführenden Vorrichtung;
- 2 einen Logikplan des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung; und
- 4 ein weiteres Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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In den Figuren werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.
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Es wird auf 1 Bezug genommen, die einen Verbrennungsmotor 2 zeigt. Der Verbrennungsmotor 2 weist eine schematisch dargestellte Brennkammer 4 auf, in der ein Hubkolben 6 verschieblich gelagert ist. Der Hubkolben 6 ist mit einer Kurbelwelle 8 über eine Pleuelstange 10 verbunden. Die Kurbelwelle 8 ist eine gewöhnliche Welle 12, an der eine Kurbel 14 drehfest befestigt ist. Die Pleuelstange 10 überträgt die lineare Bewegung auf die Kurbel 14 und dreht so die Welle 12 der Kurbelwelle 8.
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An der Kurbelwelle 8 ist ferner ein Zahnrad 15 befestigt, das sich umfänglich um die Welle 12 erstreckt. Das Zahnrad 15 besteht aus mehreren Erhebungen in Form von Zähnen 16 und Vertiefungen 18 zwischen den Zähnen 16. Jeder Zahn 16 und jede Vertiefung 18 des Zahnrades 15 spannen einen Winkel 20 von 6° auf. An einer Position des Zahnrades 15 ist ein Zahn ausgelassen, so dass an dieser Stelle eine Zahnlücke 24 in Form einer Vertiefung mit einem Winkel 26 von 18° vorhanden ist. Die Zahnlücke 24 ist in der Regel als Referenzpunkt zur Erfassung für eine volle Drehung der Welle 12 der Kurbelwelle 8 vorhanden. Die Erfassung der vollen Drehung selbst ist für die vorliegende Erfindung jedoch nicht erforderlich.
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Die Drehung der Welle 12 und damit die Drehung des Zahnrades 15 wird durch eine Messeinrichtung 28 erfasst, die beispielsweise die Bewegung der Zähne 16 elektromagnetisch erfassen kann. Für jeden Zahn 16, der die Messeinrichtung 28 passiert, gibt diese ein Messsignal 29 an einen Impulserfasser 30 aus, der, basierend auf der Stärke des Messsignals 29, einen Impuls 31 an eine Auswerteeirichtung 32 ausgibt. Die Auswerteeinrichtung 32 wertet die Impulse basierend auf dem in 2 gezeigten Verfahren 33 aus und generiert ein Startersignal 34 für eine nicht gezeigte Motorsteuerung, die die Kurbelwelle 8 über einen nicht gezeigten Starter antreibt und so den Verbrennungsmotor 2 zum Laufen bringt.
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Das Startersignal 34 wird nur dann erzeugt, wenn an einem ersten Und-Glied 36 vier Bedingungen erfüllt sind.
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Die erste der vier Bedingungen ist das Vorhandensein eines Startsignals 38 als Aufforderung, den Verbrennungsmotor 2 zu starten.
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Als zweite Bedingung wird über ein erstes Vergleichsglied 39 abgeprüft, ob die Drehzahl 40 des Verbrennungsmotors, die aus den Impulsen 31 berechnet wurde, kleiner ist, als ein erster Schwellenwert 42. Der erste Schwellenwert 42 gibt eine maximale Drehzahl an, bei der das langsam drehende Ritzel einspuren kann, um den Verbrennungsmotor 2 zum Start anzutreiben. Ist die Drehzahl 40 daher größer als der erste Schwellenwert 42, macht es keinen Sinn, den Starter in den Verbrennungsmotor 2 einzuspuren.
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Die Drehzahl 40 wird in der Auswerteeinrichtung 32 umfangspositionsabhängig erfasst. Dazu kann die Auswerteeinrichtung 32 in der vorliegenden Ausführung basierend auf zwei aufeinanderfolgenden Impulsen 31 die Zeit zwischen zwei Impulsen stoppen und basierend darauf die Drehzahl 40 des Verbrennungsmotors 2 und damit die Drehzahl 40 der Kurbelwelle 8 bestimmen. Um die Drehzahl 40 zwischen zwei Impulsen zu bestimmen, kann die Auswerteinrichtung 32 bei jedem Impuls 31 zusätzlich den Drehzahlgradienten und damit die Änderung der Drehzahl bestimmen und basierend darauf die Drehzahl 40 zwischen den Impulsen 31 durch eine Interpolation annähern. Auf diese Weise liegt insbesondere auch im Bereich der Zahnlücke 24 ein Wert für die Drehzahl 40 vor.
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Als dritte Bedingung wird abgeprüft, ob die Zündung 44 über den Zündschlüssel aktiviert ist.
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Schließlich wird als letzte Bedingung abgeprüft, ob der Verbrennungsmotor 2 und damit die Kurbelwelle 8 in einem geeigneten Zustand ist, damit der Starter in den Verbrennungsmotor 2 einspuren kann. Dies wird von einem ersten Oder-Glied 46 bestimmt, dessen Ausgang auf ein zweites Oder-Glied 48 geleitet wird. Das zweite Oder-Glied 48 hat die Aufgabe die vierte Bedingung dauerhaft zu speichern, solange das Startersignal 34 vorhanden ist. Dazu wird das Startersignal 34 auf das zweite Oder-Glied 48 zurückgeführt. Zur Bestimmung, ob der Verbrennungsmotor 2 in einem geeigneten Zustand für ein Einspuren des Starters ist, stehen vier Unterkriterien zur Verfügung, von denen aufgrund des ersten Oder-Gliedes nur eines erfüllt sein muss, um das Startersignal 34 zu erzeugen.
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Mit dem ersten Unterkriterium wird abgeprüft, ob sich der Verbrennungsmotor 2 und damit die Kurbelwelle 8 in eine geeignete Richtung drehen und ausreichend langsam sind, damit der Starter ohne größere mechanische Belastungen in den Verbrennungsmotor 2 einspuren kann. Idealerweise sollte sich ein nicht gezeigtes Ritzel des nicht gezeigten Starters bereits synchron mit der Kurbelwelle 8 in dieselbe Richtung drehen, damit die mechanischen Belastungen fast vollständig reduziert werden können. Daher wird mit einem dritten Und-Glied 50 abgeprüft, ob sich der Verbrennungsmotor 2 und damit die Kurbelwelle 8 in einer Vorwärtsdrehrichtung 52 dreht, und ob die Drehzahl 40 eine Einspurdrehzahl 54 erreicht hat. Dieses Unterkriterium kann gleichermaßen an im Auslauf gedrosselten als auch an ungedrosselten Verbrennungsmotoren verwendet werden, da das Startersignal 34 sofort erzeugt wird, wenn der Verbrennungsmotor 2 ausreichend langsam ist und sich in eine geeignete Richtung dreht.
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Mit dem zweiten Unterkriterium wird abgeprüft, wann der Verbrennungsmotor 2 voraussichtlich zum Stehen kommt. Dieses Unterkriterium ist besonders bei ungedrosselten Verbrennungsmotoren effektiv, die in der letzten Phase des Auslaufens um einen Umkehrpunkt pendeln, der zwischen zwei oberen Totpunkten liegt. Ursache für das Pendeln ist ein ansteigender und sich reduzierender Druck in zwei Brennräumen vor und nach der Kompressionsphase, wobei die Umkehrpunkte zwischen zwei Kompressions-Totpunkten liegen und sich beim Auspendeln deren Mitte annähern.
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An den Umkehrpunkten des Pendelhubs muss der Hubkolben 6 und damit die Kurbelwelle 8 kurz zum Stehen kommen. Während dieses Stillstandes kann der Starter in den Verbrennungsmotor eingespurt werden, und muss dazu um die Ritzeleinspurzeit früher angesteuert werden. Um den voraussichtlichen Stillstand zu erfassen, wird zunächst die Drehzahl 40 auf eine spezielle Weise bestimmt. Da der genaue Umkehrpunkt des Pendelhubs in der Regel zwischen zwei Zähnen 16 des Zahnrades 15 liegt, interpoliert das Verfahren 33 die Drehzahl 40 basierend auf den bereits genannten Drehzahlgradienten gegen Null, wenn für eine vorbestimmte Zeit kein Impuls 31 mehr empfangen wurde. Die vorbestimmte Zeit dient daher in dieser Ausführung als Kriterium, ob sich der Hubkolben 6 und damit die Kurbelwelle 8 kurz vor einem Umkehrpunkt des Pendelhubs befinden. Die gegen Null interpolierte Drehzahl 56 wird in einem Vergleichsglied 58 mit einer Schwellendrehzahl 60 verglichen, die anhand eines applizierbaren Kennfeldes 62 bestimmt wird.
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Die Form des Kennfeldes 62 hängt von den technischen Gegebenheiten des Verbrennungsmotors 2 ab. Aus ihm lässt sich in Abhängigkeit der aktuellen Motorposition 64 ausgehend vom oberen Totpunkt des Verbrennungsmotors und der maximalen Drehzahländerung 66, auch Auslaufamplitude genannt, die Schwellendrehzahl 60 bestimmen. Das heißt, die Schwellendrehzahl 60 aus dem Kennfeld 62 ist abhängig von den Positions- und Drehzahldaten des Verbrennungsmotors 2, die die Bewegung der Kurbelwelle 8 des Verbrennungsmotor 2 beschreiben, nachdem der Hubkolben 6 im Auslauf das letzte Mal den oberen Totpunkt durchlaufen hat.
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Zur Bestimmung der aktuellen Motorposition 64 kann die Auswerteeinrichtung 32 die Impulse 31 auswerten, die pro Winkel 20 von 6° aus dem Impulserfasser 30 ausgegeben werden und beispielsweise durch Zählen der Impulse und durch entsprechendes Weiterdrehen einer nicht gezeigten Winkeluhr berechnen. Zwischen den im Abstand von jeweils 6° erfassten Winkel-Impulsen 31 kann die Auswerteeinrichtung 32 ferner die aktuelle Motorposition 64 basierend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 interpolieren. Dazu kann die letzte aus den Impulsen 31 abgeleitete Drehzahl 40 oder die interpolierte Drehzahl 56 herangezogen werden. Die maximale Drehzahländerung 66 nach dem Durchlaufen des oberen Totpunktes kann beispielsweise durch Abspeichern einer erfassten Drehzahländerung realisiert werden, sofern die erfasste Drehzahländerung größer ist, als eine bereits gespeicherte Drehzahländerung.
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Mit dem dritten Unterkriterium wird abgeprüft, ob der Verbrennungsmotor 2 gerade erst angehalten hat. Dazu aktiviert eine negative Flanke des Impulssignals'31 einen nicht gezeigten Zeitgeber, der ein Stillstandsignal 68 ausgibt. Aus dem Stillstandsignal 68 lässt sich die Zeit entnehmen, seit das Impulssignal 31 das letzte Mal erloschen ist und die Bewegung des Verbrennungsmotors 2 sich demnach eingestellt hat. Diese Zeit des Stillstandsignals 68 wird in einem weiteren Vergleichsglied 72 mit einer Schwellzeit 70 verglichen. Überschreitet die Zeit im Stillstandsignal 68 die Schwellzeit 70, dann wird das erste Oder-Glied 46 entsprechend angesprochen, um das Startersignal 34 zu erzeugen.
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Mit dem letzten Unterkriterium wird abgeprüft, ob der Verbrennungsmotor 2 schon seit einer längeren Zeit stillsteht. Dazu wird die Drehzahl 40 mit einer Variable 74 von Null in einem Gegenüberstellungsglied 76 auf Gleichheit verglichen. Ist die Drehzahl 40 gleich Null, dann wird das erste Oder-Glied 46 entsprechend angesprochen, um das Startersignal 34 zu erzeugen.
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In 3 ist die Drehzahl 40 eines Verbrennungsmotors im ungedrosselten Auslauf über die Zeit 78 dargestellt.
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Im ungedrosselten Verlauf dreht sich die Kurbelwelle 8 des Verbrennungsmotors 2 zunächst mit einer positionsabhängigen Drehzahl 40 um ihre eigene Achse. Diese Drehung ist abhängig von der Bewegung des Hubkolbens 6. Dabei sind die Drehzahlen an den oberen Totpunkten 80 des Hubkolbens 6 des Verbrennungsmotors 2 niedriger, als an den unteren Totpunkten 82 des Hubkolbens 6.
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Nach dem letztmaligen Durchlaufen des oberen Totpunktes 80 durchläuft der Hubkolben 6 noch einmal den unteren Totpunkt 82 und kommt dann kurz zum Halt 84. Nach dem Halten 84 pendelt der Hubkolben 6 um den unteren Totpunkt 82 mit einem Pendelhub, wobei der Hubkolben 6 an den Umkehrpunkten des Pendelhubs immer wieder zum Halt 84 kommt. In 3 kann man dies anhand der Schnittpunkte der Drehzahlkennlinie mit der Zeitachse erkennen. Zur übersichtlicheren Darstellung ist lediglich einer dieser Schnittpunkte mit einem Bezugszeichen versehen, um den Halt 84 anzudeuten. Hält der Hubkolben 6 für einen vorbestimmten Zeitraum an, so kann ab einem Zeitpunkt auch eine nicht gezeigte Motorsteuerung den vollständigen Stillstand 85 des Verbrennungsmotors 2 feststellen.
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Wird der Starter in den Verbrennungsmotor 2 basierend auf einer der vier in 2 beschriebenen Unterkriterien eingespurt, ergeben sich folgende in 3 gezeigte Einspurmöglichkeiten.
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Wird mit dem ersten Unterkriterium abgeprüft, ob sich der Verbrennungsmotor 2 und damit die Kurbelwelle 8 in einer Vorwärtsdrehrichtung 52 dreht, und ob die Drehzahl 40 eine Einspurdrehzahl 54 erreicht hat, ergeben sich als Einspurmöglichkeit die in 3 gezeigten langsamen Zeiträume 86, in denen sich die Kurbelwelle 8 langsam vorwärts dreht. Die langsamen Zeiträume 86 liegen mit zeitlichen Verschiebungen 87, 88, 89 von entsprechend 450ms, 400ms und 350ms vor dem von der Motorsteuerung erkennbaren Stillstand 85 des Verbrennungsmotors 2.
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Wird mit dem zweiten Unterkriterium abgeprüft, wann der Verbrennungsmotor 2 voraussichtlich zum Stehen kommt, so ergibt sich als Einspurmöglichkeit ein in 3 gezeigter schneller Zeitraum 90, der kurz vor dem Zeitpunkt liegt, an dem der Hubkolben 6 und damit die Kurbelwelle 8 das erste Mal zum Halten 84 kommt. Dieser schnelle Zeitraum 90 liegt mit einer zeitlichen Verschiebung 91 von 600ms vor dem von der Motorsteuerung erkennbaren Stillstand 85 des Verbrennungsmotors 2.
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Wird mit dem dritten Unterkriterium abgeprüft, wann über einen längeren Zeitraum kein Impulssignal 31 mehr empfangen wurde, so ergibt sich als Einspurmöglichkeit ein in 3 gezeigter Haltezeitraum 92, der mit einer zeitlichen Verschiebung 93 von 240ms vor dem von der Motorsteuerung erkennbaren Stillstand 85 des Verbrennungsmotors 2 liegt.
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Wird mit dem vierten Unterkriterium abgeprüft, ab wann sich der Verbrennungsmotor 2 nicht mehr dreht, weil keine Drehzahl mehr vorhanden ist, also ab wann die Motorsteuerung den Stillstand des Verbrennungsmotors 2 erkannt hat, dann kann erst ab dem Stillstand 85 des Verbrennungsmotors 2 in einem Stillstandszeitraum 94 eingespurt werden.
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Bei einem im Auslauf gedrosselten Verbrennungsmotor 2 ergeben sich die in 4 gezeigten Zeiträume 86, 92, 94 zum Einspuren des Starters in den Verbrennungsmotor 2. Die maximal mögliche Zeitverschiebung 87 zum Einspuren des Starters in den Verbrennungsmotor 2 liegt hier bei 450ms, weil bei einem gedrosselten Auslaufen kein Schwingen des Hubkolbens 6 auftritt, anhand dessen das zweite Unterkriterium anwendbar wäre.
