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Stand der
Technik
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Die
Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
in einem von einem Fahrer gesteuerten Kraftfahrzeug in einem Start/Stopp-Betrieb
mit den Schritten: Abschalten des Verbrennungsmotors beim Vorliegen
erster Bedingungen, die ein Rollen des Kraftfahrzeugs ohne Drehmomentanforderung
durch den Fahrer umfassen, und Neustarten des Verbrennungsmotors
beim Vorliegen zweiter Bedingungen, die eine Drehmomentanforderung
durch den Fahrer umfassen.
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Ferner
betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
in einem von einem Fahrer gesteuerten Kraftfahrzeug in einem Start/Stopp-Betrieb,
wobei das Steuergerät
Signale des Fahrzeugs und des Verbrennungsmotors überwacht
und den Verbrennungsmotor abschaltet, wenn wenigstens eines der
Signale eine erste Bedingung erfüllt,
die ein Rollen des Kraftfahrzeugs ohne Drehmomentanforderung durch
den Fahrer umfasst, und den Verbrennungsmotors neu startet, wenn
wenigstens eines der Signale eine zweite Bedingung erfüllt, die
eine Drehmomentanforderung durch den Fahrer umfassen.
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Ein
solches Verfahren und ein solches Steuergerät sind aus der
DE 44 21 512 bekannt. Nach dieser
Schrift besitzt das Kraftfahrzeug unter anderem einen Fahrpedalsensor
als Fahrerwunschgeber und Drehzahlsensoren zur Erfassung der Kurbelwellendrehzahl
und der Drehzahl einer Getriebeeingangswelle. Bei nicht betätigtem Fahrpedal
wird die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor unterbrochen, wenn
der Fahrer nicht gleichzeitig ein Kupplungspedal betätigt. Die
Betätigung
des Kupplungspedals signalisiert, dass der Fahrer lediglich den
im Getriebe eingelegten Gang wechseln will. Mit der Drehzahl der
Getriebeeingangswelle (sic!) soll nach dieser Schrift detektiert
werden, ob sich das Fahrzeug bewegt oder aber still steht. Der Verbrennungsmotor
wird sowohl im Rollen als auch im Stillstand abgeschaltet. Der Verbrennungsmotor
soll auch dann abgeschaltet werden, wenn sich das Fahrzeug bewegt
und der Fahrer das Wechselgetriebe in die Leerlaufstellung geschaltet
hat. Sobald der Fahrer das Fahrpedal wieder betätigt, soll der Verbrennungsmotor
wieder gestartet werden.
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Im
Rahmen dieses Dokumentes werden jedoch Probleme der Betriebssicherheit
des Kraftfahrzeugs, die sich aus einer Abschaltung des Verbrennungsmotors
bei sich bewegendem Fahrzeug ergeben können, nicht angesprochen. Solche
Probleme können
bei herkömmlichen
Fahrzeugen mit hydraulischer Servolenkung und pneumatischer Bremskraftunterstützung jedoch
sicherheitskritisch sein, weil die Hydraulikpumpe der Servolenkung
nur bei drehender Kurbelwelle des Verbrennungsmotors arbeitet und die
saugrohrgekoppelte Bremskraftunterstützung zumindest bei Ottomotoren
ebenfalls nur bei sich drehender Kurbelwelle bereitsteht.
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Vor
diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe
eines Verfahrens, dass die kraftstoffsparende Wirkung einer Abschaltung des
Verbrennungsmotors auch bei rollendem Fahrzeug zwar generell zulässt, ohne
dabei Einbußen
bei der Betriebssicherheit des Kraftfahrzeugs zu erzeugen.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
dass die ersten Bedingungen die Betriebsbereitschaft sicherheitsrelevanter
Teilsysteme des Kraftfahrzeugs umfassen und die zweiten Bedingungen
eine fehlende Betriebsbereitschaft der sicherheitsrelevanten Teilsysteme
umfassen Ferner wird diese Aufgabe mit einem Steuergerät der eingangs
genannten Art dadurch gelöst,
dass die ersten Bedingungen und/oder die zweiten Bedingungen die
Bedingungen des neuen Verfahrens sind.
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Die
Erfindung ermöglicht
eine Kraftstoff sparende Abschaltung des Verbrennungsmotors nicht nur
bei still stehendem Fahrzeug, sondern auch bei bei sich bewegendem
Fahrzeug ohne Einbußen
bei der Betriebssicherheit des Kraftfahrzeuges.
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Bei
herkömmlichen
Verbrennungsmotoren mit saugrohrgekoppelter Bremskraftunterstützung kann
die erste (die zweite) Bedingung darin bestehen, dass ein ausreichender
(nicht ausreichender) Unterdruck im Bremskraftverstärker herrscht.
Erfahrungsgemäß reicht
der im Bremskraftverstärker
herrschende Unterdruck für
ein zweimaliges bis dreimaliges Betätigen der Bremse aus. Bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren
wird beispielsweise bei mehrmaligem kurzen Betätigen der Bremse trotz fehlender Drehmomentanforderung
durch den Fahrer nicht abgeschaltet, weil ein Abschalten dann wegen
zu geringer Bremskraftunterstützung
sicherheitskritisch sein könnte.
Analog kann bei einer Bremsbetätigung
bei antriebslos rollendem Kraftfahrzeug der stillstehende Verbrennungsmotor
wieder gestartet werden, um ein Absinken der Bremskraftunterstützung zu
verhindern.
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In
der Summe kann durch die Erfindung der Anteil des Kraftfahrzeugbetriebs
mit Kraftstoff sparender Abschaltung des Verbrennungsmotors gegenüber einer
Abschaltung, die auf stehende Kraftfahrzeuge beschränkt ist,
vergrößert werden,
ohne dass sicherheitskritische Fahrzustände auftreten, die ohne Abschaltung
nicht aufgetreten wären.
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Es
ist bevorzugt, dass die ersten Bedingungen einen ersten Zustand
eines elektrischen Bordnetzes umfassen. Es ist weiter bevorzugt,
dass die ersten Bedingungen einen ersten Zustand einer elektrisch
unterstützten
Bremse oder Lenkung umfassen. Ein elektrisches Bremssystem ist beispielsweise
aus der
DE 198 26 131 bekannt.
Eine elektrische Lenkung wird in der
DE
38 24 424 beschrieben.
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Die
oben angegebenen Vorteile werden bei einer Nutzung zukünftiger
Entwicklungen im Kraftfahrzeug verstärkt, die einen Serieneinsatz
von elektrohydraulischer Bremse, elektrohydraulischer Lenkung, einem
Startergenerator und einem 42 Volt Leistungsbordnetz wahrscheinlich
machen. Die Erfindung ermöglicht
gerade in diesem Systemverbund eine vergrößerte Kraftstoffeinsparung,
da die genannten Elemente die Fahrzeugbatterie als Energiezwischenspeicher
nutzen. Allerdings können
auch bei einem solchen System Situationen auftreten, bei denen ein
laufender Verbrennungsmotor einen Generator antreiben sollte, um
ausreichend Energie für sicherheitskritische
Elemente wie eine elektrisch unterstützte Bremse und/oder Lenkung
bereitzustellen.
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Als
Kriterium für
eine ausreichende elektrische Energie kann beispielsweise die mit
und/oder ohne Belastung erfasste elektrische Spannung im Bordnetz
verwendet werden. Darüber
hinaus ist aber auch jede andere Größe verwendbar, die etwas über das
Potential zur Bereitstellung elektrischer Energie aussagt.
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Als
Kriterium für
den Zustand von Bremse oder Lenkung kann deren Betriebsbereitschaft,
die durch eine On-Board Diagnose überwacht werden kann, dienen.
Bei festgestellten Fehlern wird eine Abschaltung verboten.
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Damit
ermöglicht
die Erfindung auch bei Kraftfahrzeugen mit elektrisch unterstützter Bremse und/oder
elektrisch unterstützter
Lenkung eine Verlängerung
der Kraftstoff sparenden Motor-Stopp-Phasen ohne Einschränkungen
der Betriebssicherheit.
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Bevorzugt
ist auch, dass die ersten Bedingungen die Forderung umfassen, dass
die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten Schwellenwert nicht überschreitet.
Diese Forderung ist insbesondere in Fällen von Bedeutung, in denen
das Fahrzeug in der Leerlaufstellung des Wechselgetriebes ohne Motorbremswirkung
rollt.
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Dabei
orientiert sich die Festlegung des Schwellenwertes an Anforderungen
an den mit steigender Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs überproportional
ansteigenden Bremsleistungsbedarf. Bei hohen Geschwindigkeiten,
bei denen ein Ausfall oder eine Verringerung der Bremskraftunterstützung sicherheitskritisch
wäre, wird
eine Abschaltung des Verbrennungsmotors vermieden. Der Verbrennungsmotor
liefert dann bei höheren
Geschwindigkeiten immer elektrische Energie für eine mögliche Bremsbetätigung.
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Bevorzugt
ist ferner, dass eine erste Bedingung erfüllt ist, wenn der Kraftfluss
innerhalb eines Wechselgetriebes für eine vorbestimmte Zeitspanne unterbrochen
ist und für
eine weitere vorbestimmte Zeitspanne ein Kupplungspedal des Fahrzeugs
nicht betätigt
wurde.
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Durch
diese Ausgestaltung wird eine Kraftstoffeinsparung, die der Fahrer
durch das Einlegen des Leerlaufs bei rollendem Fahrzeug hervorruft, durch
das Abschalten des Verbrennungsmotors weiter vergrößert. Das
Einlegen des Leerlaufs ist auch deshalb ein besonders geeignetes
Kriterium für
ein Auslösen
der Abschaltung, weil der Fahrer dadurch signalisiert, dass er weder
ein antreibendes Drehmoment noch eine Motorbremswirkung wünscht.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die zweiten Bedingungen
einen zweiten Zustand des elektrischen Bordnetzes umfassen.
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Das
zweite Kriterium kann zu dem weiter oben erwähnten Kriterium komplementär sein oder auf
andere Art davon abweichen. Dabei wird beispielsweise unter einem
zur Betriebsbereitschaft komplementären Kriterium eine fehlende
Betriebsbereitschaft verstanden. Wichtig ist auch hier, dass das Kriterium
etwas über
das Potential zur Bereitstellung elektrischer Energie aussagt. Wieder
kann die mit und/oder ohne Belastung erfasste elektrische Spannung
im Bordnetz als Kriterium verwendet werden.
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Bevorzugt
ist auch, dass die zweiten Bedingungen einen zweiten Zustand einer
elektrisch unterstützten
Bremse oder Lenkung umfassen.
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Auch
hier kann als Kriterium für
den Zustand von Bremse oder Lenkung deren Betriebsbereitschaft,
die durch eine On-Board
Diagnose überwacht werden
kann, dienen. Bei festgestellten Fehlern wird ein Neustart durchgeführt.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die zweiten Bedingungen
ein Betätigen
eines Kupplungspedals, einer Gangwahl-Handhabe oder eines Fahrpedals
umfassen. Durch Betätigung eines
dieser Elemente drückt
der Fahrer seinen Wunsch aus, demnächst wieder über Antriebsdrehmoment
oder Motorbremswirkung verfügen
zu wollen. Die Auslösung
eines Neustarts durch Betätigen eines
dieser Elemente kann daher den Fahrer entlasten, weil es eine gesonderte
Handlung zum Auslösen eines
Neustarts des Verbrennungsmotors überflüssig macht.
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Ferner
ist bevorzugt, dass die zweiten Bedingungen ein Überschreiten eines vorbestimmten Schwellenwertes
für die
Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen. Auch hier ist diese Forderung
insbesondere in Fällen
von Bedeutung, in denen das Fahrzeug in der Leerlaufstellung des
Wechselgetriebes ohne Motorbremswirkung rollt.
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Dabei
kann der Schwellenwert dem Schwellenwert der analogen ersten Bedingung,
die eine Abschaltung verhindert, entsprechen. Damit wird bei hohen
Geschwindigkeiten ein Neustart des Verbrennungsmotors durchgeführt um einen
dort sicherheitskritischen Ausfall oder eine Verringerung der Bremskraftunterstützung zu
vermeiden. Der Verbrennungsmotor liefert dann bei höheren Geschwindigkeiten immer
Energie für
eine mögliche
Bremsbetätigung.
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Ferner
ist bevorzugt, dass bei einer Betätigung der Gangwahl-Handhabe
bei stehendem Motor und unterbrochenem Kraftfluss im Wechselgetriebe (Leerlauf)
der Verbrennungsmotor nach dem Neustart auf eine Drehzahl gebracht
wird, die der Verbrennungsmotor-seitigen Eingangsdrehzahl des Wechselgetriebes
bei dem gewählten
Gang und der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht.
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Dieses
Merkmal ermöglicht
ein weitgehend ruckfreies Einkuppeln nach einem Moorstart bei rollendem
Fahrzeug, weil es die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit der durch
Fahrgeschwindigkeit und gewähltem
Gang festgelegten Motordrehzahl nach dem Einkuppeln synchronisiert.
Dadurch wird sowohl den Fahrkomfort als auch die Fahrsicherheit
erhöht.
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Dieses
Merkmal der Synchronisierung der Motordrehzahl bei rollendem Fahrzeug
und Wechsel von der Leerlaufstellung des Wechselgetriebes zu eine
Stellung mit eingelegtem Gang wird auch ohne vorhergehende Abschaltung
des Verbrennungsmotors als eigene Erfindung betrachtet. Sie ermöglicht allgemein
ein ruckfreies Einkuppeln beim Wechsel vom Leerlauf zu einem eingelegten
Gang bei rollendem Fahrzeug. Eine solche Funktion ist insbesondere
in Verbindung mit Wechselgetrieben von Vorteil, die sowohl automatisch
als auch manuell geschaltet werden können und unter Bezeichnungen
wie Tiptronic oder Easytronic auf dem Markt erhältlich sind.
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Mit
Blick auf das Steuergerät
ist ferner bevorzugt, dass das Steuergerät wenigstens eines der oben
genannten bevorzugten Verfahren und Ausgestaltungen mit den dort
jeweils angegebenen Bedingungen steuert.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein Kraftfahrzeug als
technisches Umfeld, in dem die Erfindung ihre Wirkung entfaltet,
in stark schematisierter Form;
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2 eine Übersicht der Eingangssignale, die
von einer als Block dargestellten Programmstruktur zur Ausführung eines
erfindungsgemäßen Verfahrens
verarbeitet wird, zusammen mit einer Übersicht der möglichen
Ergebnisse der erfindungsgemäßen Verarbeitung
der Eingangssignale;
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3 eine detailliertere Darstellung
der in 2 als Block dargestellten
Programmstruktur in der Form eines Zustandsautomaten; und
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4 ein Flussdiagramm eines
Verfahrensablaufes zur Synchronisierung der Drehzahl des Verbrennungsmotors
mit der Getriebedrehzahl.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Die 1 zeigt in stark schematisierter
Form eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug 10, das von
einem Verbrennungsmotor 12 angetrieben wird. Dabei wird
das Drehmoment des Verbrennungsmotors über ein Wechselgetriebe 14 und
Antriebswellen 16 zu Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs 10 übertragen.
In der Darstellung nach 1 werden
Vorderräder 18 angetrieben.
Die Vorderräder 18 sind
durch eine Lenkung 20 lenkbar. Die Lenkung 20 weist
eine Lenkhandhabe 22 auf, beispielsweise ein mit einer
Lenksäule 24 gekoppeltes
Lenkrad, über
das der Lenkeingriff des Fahrers in ein Lenkgetriebe 26 geleitet
wird. Das Lenkgetriebe betätigt
die Vorderräder 18 über ein
Lenkgestänge 28.
Dabei wird der Lenkeingriff des Fahrers durch eine elektrische oder
elektrohydraulische Lenkhilfe 30 verstärkt.
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Weiter
weist das Kraftfahrzeug 10 eine elektrisch betätigte oder
elektrisch unterstützte
Bremsanlage 32 zum Abbremsen von Rädern 34 des Kraftfahrzeugs 10 auf.
Die Bremsanlage 32 umfasst mit den Rädern 34 drehfest verbundene
Bremsscheiben oder Bremstrommeln 36, die über elektrisch
oder elektrohydraulisch betätigbare
Bremszangen oder Bremszylinder 38, die auf Bremsbeläge wirken,
abbremsbar sind. Dabei wird ein Bremseingriff des Fahrers über ein
Bremspedal 40 und einen Bremspedalgeber 42 in
ein elektrisches Signal umgewandelt, das über eine Leitung 44 einem
Bremssteuergerät 46 zugeführt wird.
Das Bremssteuergerät 46 steuert
daraufhin einen Schalter 48 an, der eine elektrische Verbindung 50 der
elektrisch oder elektrohydraulisch betätigbaren Bremszangen oder Bremszylinder 38 mit einem
elektrischen Energiespeicher 52, beispielsweise der Fahrzeugbatterie, öffnet oder
schließt.
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Ferner
weist das Kraftfahrzeug 10 ein Fahrpedal 54 und,
optional, ein Kupplungspedal 56 auf. Der Drehmomentwunsch
des Fahrers wird über
das Fahrpedal 54 und eine Leitung 58 zu einem
Motorsteuergerät 60 übertragen.
Dem Motorsteuergerät 60 wird
darüber
hinaus über
eine Leitung 62 ein Signal über eine Betätigung des
optional vorhandenen Kupplungspedals 56 übermittelt.
Weiter besteht eine Leitungsverbindung 64 zwischen dem
Motorsteuergerät 60 und
der elektrischen oder elektrohydraulischen Lenkhilfe 30. Über diese
Leitungsverbindung 64 kann das Motorsteuergerät 60 den
elektrischen Zustand der elektrischen oder elektrohydraulischen Lenkhilfe 30 beurteilen.
Darüber
hinaus kann das Motorsteuergerät 60 den
Zustand des elektrischen Bordnetzes über eine Leitungsverbindung 66 zu
dem elektrischen Energiespeicher 52 und den elektrischen
Zustand der elektrisch betätigten
oder elektrisch unterstützten
Bremsanlage 32 über
eine Leitungsverbindung 68 zum Bremssteuergerät 46 beurteilen.
Die Ziffer 70 repräsentiert
weitere Sensoren, die Betriebsparameter des Verbrennungsmotors 12, insbesondere
seine Drehzahl, erfassen und an das Motorsteuergerät 60 übergeben.
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Das
Motorsteuergerät 60 steuert
auf der Basis der erhaltenen Signale sowohl den eigentlichen Betrieb
des Verbrennungsmotors, also beispielsweise dessen Luft- und Kraftstoffzumessung,
als auch das Starten und Abstellen des Verbrennungsmotors 10 in
einem Stopp-Start-Betrieb. Zum Starten des Verbrennungsmotors 10 ist
ein Startergenerator 72 vorgesehen, der über eine
Leitung 74 mit elektrischer Energie aus dem elektrischen
Energiespeicher 52 versorgt wird. Der Kraftfluss zwischen
dem Verbrennungsmotor 10 und dem Wechselgetriebe 14 kann durch
eine Kupplung 76 gesteuert, unterbrochen oder geschlossen
werden. Die Kupplung 76 kann entweder direkt von dem optional
vorhandenen Kupplungspedal 56 betätigt werden oder sie kann vor dem
Motorsteuergerät 60 oder
einem Getriebesteuergerät 78 betätigt werden.
Der im Wechselgetriebe 14 eingelegte Gang, also die Übersetzungsstufe, kann
vom Fahrer über
eine Gangwahlhandhabe 80, beispielsweise einem Schalthebel
oder Lenkradtasten, bestimmt werden. Dazu steht die Gangwahlhandhabe 80 über eine
Leitung 82 mit dem Getriebesteuergerät 78 in Verbindung.
Das Getriebesteuergerät 78 übermittelt
dem Motorsteuergerät 60 über eine Leitung 83 ein
Signal über
die Drehzahl der Antriebswellen 16, aus dem das Motorsteuergerät 60 die
Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 berechnet. Ein solches
Signal kann natürlich
auch von einem einfachen Drehzahlsensor an der Getriebeausgangsseite übermittelt
werden.
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In
der 2 sind Eingangsschnittstellen 84 und
Ausgangsschnittstellen 86 einer Programmstruktur 88 aufgeführt, die
im Motorsteuergerät 60 abgearbeitet
wird und zur Steuerung der erfindungsgemäßen Verfahren dient. Dabei
wird der Programmstruktur 88 über eine erste Eingangsschnittstelle 90 ein
Signal über
die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 zugeführt. Über eine
zweite Eingangsschnittstelle 92 wird der Zustand des elektrischen
Bordnetzes übermittelt, über eine
dritte Eingangsschnittstelle 94 wird der elektrische Zustand
der elektrisch betätigten
oder elektrisch unterstützten
Bremsanlage 32 übermittelt, über eine
vierte Eingangsschnittstelle 96 wird der Zustand der elektrischen
oder elektrohydraulischen Lenkhilfe 30 übermittelt, über eine
fünfte
Eingangsschnittstelle 98 wird eine Information über den
im Wechselgetriebe 14 eingelegten Gang übermittelt, über eine
sechste Eingangsschnittstelle 100 wird ein Signal über den
Betätigungszustand
der Kupplung, beziehungsweise des optional vorhandenen Kupplungspedals 56 übermittelt,
mit der siebten Eingangsschnittstelle 102 wird der Programmstruktur 88 mitgeteilt,
ob der Verbrennungsmotor 10 abgestellt ist und über die
achte Eingangsschnittstelle 104 wird der Programmstruktur 88 die
Drehzahl des Verbrennungsmotors 10 übermittelt.
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Aus
den über
diese Eingangsschnittstellen 84 übermittelten Signalen bildet
die Programmstruktur 88 alternativ einen Befehl zum Starten
des Motors, der über
die erste Ausgangsschnittstelle 108 ausgegeben wird, einen
Befehl zum Abstellen des Motors (Motor_Stopp), der über die
zweite Ausgangsschnittstelle 110 ausgegeben wird oder einen Befehl
zum Synchronisieren der Drehzahl des Verbrennungsmotors 10 mit
der durch die Fahrgeschwindigkeit und die im Wechselgetriebe 14 eingelegte
Fahrstufe festgelegten Anforderung an die Drehzahl des Verbrennungsmotors 10,
wobei dieser Befehl über
die dritte Ausgangsschnittstelle 112 ausgegeben wird.
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Die
Programmstruktur 88 weist, wie in der 3 dargestellt ist, fünf Zustände 114, 116, 118, 120 und 122 auf.
Im ersten Zustand 114 läuft
der Verbrennungsmotor 10 und die über die Eingangsschnittstellen 84 übergebenen
Signale werden überwacht.
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Die
Programmstruktur 88 wechselt vom ersten Zustand 114 in
einen zweiten Zustand 116, in dem ein Abstellen des Verbrennungsmotors 10 gefordert
wird, wenn die folgenden Bedingungen kumulativ erfüllt sind.
Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 muss unter einer
maximal zulässigen
Geschwindigkeit VMAX_1 sein. Diese Geschwindigkeit VMAX_1 ist so
gewählt,
dass das Kraftfahrzeug 10 dauerhaft auch ohne die Motorbremswirkung
des Verbrennungsmotors 10 über die elektrisch betätigte oder
elektrisch unterstützte
Bremsanlage 32 abgebremst werden kann. Darüber hinaus
muss der Zustand der elektrisch betätigten oder elektrisch unterstützten Bremsanlage 32 in
Ordnung sein und der elektrische Zustand der elektrisch oder elektrohydraulischen
Lenkhilfe 30 muss in Ordnung sein. Weiter muss das elektronische
Bordnetz, das die elektrisch betätigte
oder elektrisch unterstützte
Bremsanlage 32 und die elektrische oder elektrohydraulische Lenkhilfe 30 mit
elektrischer Energie versorgt, in Ordnung sein, also ausreichend
Energie bereitstellen können.
Außerdem
muss das elektrische Bordnetz auf jeden Fall noch genügend Energie
für einen nachfolgenden
Start des Verbrennungsmotors 10 mit Hilfe des Startergenerators 72 zur
Verfügung
stehen. Weiter muss der Fahrer vor einer vorbestimmten Zeitspanne
die Leerlaufstellung des Wechselgetriebes 14 gewählt haben
und darf das Kupplungspedal 56 nicht betätigt haben.
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Das
Motorsteuergerät 60 stellt
dann den Verbrennungsmotor 10 ab, indem es die Kraftstoffzufuhr zu
dem Verbrennungsmotor 10 unterbricht und gegebenenfalls
auch die Zündung
abschaltet. Beim Abstellen des Verbrennungsmotors 10 können Maßnahmen
getroffen werden, die einen Neustart im Start-Stop-Betrieb erleichtern.
Solche Maßnahmen können beispielsweise
darin bestehen, dass der Verbrennungsmotor 10 durch ergänzende Ansteuerung des
Startergenerators 72 in eine Position seiner Kolben gefahren
wird, die einen späteren
Neustart erleichtern. Eine solche Kolbenstellung ist bei einem Viertaktmotor
eine Stellung im Bereich von etwa 90° Kurbelwellenwinkel nach dem
oberen Totpunkt der Verdichtung. Außerdem kann beim Auslaufen
des Verbrennungsmotors 10 die genaue Winkelposition der
Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 10 festgehalten werden,
so dass das Motorsteuergerät 60 bei einem
nachfolgenden Start gleich den Zylinder zünden kann, dessen Kolben sich
in einer Arbeitsstellung befindet und in dessen Brennraum brennfähiges Gemisch
beim vorherigen Abstellen eingeschlossen wurde.
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Nach
erfolgreichem Abstellen des Verbrennungsmotors 10 wechselt
die Programmstruktur 88 in einen dritten Zustand 118,
in dem der Verbrennungsmotor gestoppt ist und in der die über die
Eingangsschnittstellen 84 eingehenden Signale weiter überwacht
werden.
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Von
diesem dritten Zustand 118 wechselt die Programmstruktur
in einen vierten Zustand 120, wenn die folgenden Bedingungen
erfüllt
sind. Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 überschreitet eine
maximal zulässige
Geschwindigkeit VMAX_2. In diesem Fall wird der Verbrennungsmotor
gestartet, weil bei hohen Geschwindigkeiten gegebenenfalls elektrische
Energie zum sicheren Abbremsen des Kraftfahrzeugs 10 über den
Startergenerator 72 erzeugt werden soll. Zusätzlich kann
in diesem vierten Zustand 120 bei einem Kraftfahrzeug 10 mit
automatisiertem Schaltgetriebe veranlasst werden, dass das Wechselgetriebe 14 aus
einer Leerlaufstellung heraus in eine Stellung mit einem eingelegten
Gang gesteuert wird, um eine Motorbremswirkung bereitzustellen.
Ferner wird im vierten Zustand 120 ein sofortiger Start
des Verbrennungsmotors 10 gefordert, wenn die elektrische
oder elektrohydraulische Lenkhilfe 30 oder die elektrisch
betätigte
oder elektrisch unterstützte
Bremsanlage 32 nicht mehr in Ordnung ist oder wenn das
elektrische Bordnetz zur Versorgung der Brems-/Lenkunterstützung nicht
mehr in Ordnung ist oder die verbleibende Energie im Bordnetz (im
elektrischen Energiespeicher 52) knapp wird. Weiter wird
ein sofortiger Motorstart gefordert, wenn der Fahrer das Fahrpedal 54 oder
das optional vorhandene Kupplungspedal 56 betätigt.
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Wird
im vierten Zustand 120 der sofortige Motorstart bei einem
Stillstart des Kraftfahrzeugs 10 angefordert, verzweigt
die Programmstruktur 88 anschließend zurück in den ersten Zustand 114,
in dem die Signale an den Eingangsschnittstellen 84 bei
laufendem Verbrennungsmotor überwacht
werden.
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Legt
der Fahrer jedoch nach einem Start des Verbrennungsmotors 10 im
vierten Zustand 120 einen Gang im Wechselgetriebe 10 ein,
hält er
das Kupplungspedal 56 in der betätigten Stellung und befindet
sich zusätzlich
das Fahrzeug nicht im Stillstand, so verzweigt die Programmstruktur 88 vom vierten
Zustand 120 nicht in den ersten Zustand 114, sondern
in einen fünften
Zustand 122. In diesem fünften Zustand 122 wird
berechnet, welche Drehzahl des Verbrennungsmotors 10 bei
dem vom Fahrer eingelegten Gang synchron mit der Drehzahl des Abtriebs
des Wechselgetriebes 10, also der Drehzahl der Vorderräder 18 und
der Antriebswellen 16, ist. Der Startergenerator 72 oder
aber ein Eingriff auf die Steuerung von Kraftstoffzumessung, Luftzumessung oder
Zündung
des Verbrennungsmotors 10 bei bereits laufendem Verbrennungsmotor 10 bringen
die Drehzahl des Verbrennungsmotors 10 auf die geforderte
Synchron-Drehzahl. Dadurch wird dem Fahrer ein sanftes Einkuppeln
ohne Laststoß auch
bei rollendem Fahrzeug ermöglicht.
Bei Fahrzeugen mit automatisierten Wechselgetrieben (Tiptronic,
Easytronic) wird dann ebenfalls ohne Laststoß automatisch eingekuppelt.
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Die
für diesen
im fünften
Zustand 122 stattfindenden Synchronisierungsvorgang ablaufenden Programmschritte
sind in der 4 dargestellt.
Dazu wird in einem ersten Schritt 124 der Beginn des fünften Zustandes 122 festgestellt.
Anschließend
erfolgt in einem Programmschritt 126 eine Berechnung der Solldrehzahl
des Verbrennungsmotors 10, die synchron zur Drehzahl der
Antriebswellen 16 bei dem im Wechselgetriebe 14 eingelegten
Gang ist.
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In
einem Schritt 12R erfolgt dann ein Einstellen der tatsächlichen
Drehzahl des Verbrennungsmotors 10 auf diesen Sollwert
durch Eingriffe auf Leistungsstellglieder des Verbrennungsmotors 10 oder durch
Ansteuern des Startergenerators 72. Sobald die Solldrehzahl
die Istdrehzahl erreicht, wird in einem Schritt 130 die
Synchronität
festgestellt und mit einem Schritt 132 wird der Zustand 5 beendet
und die Programmstruktur 88 verzweigt wieder zurück in den ersten
Zustand 114.