DE19621950C2 - Stop-Start-Einrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stop-Start-Vorrichtung zum manuellen Abstellen und Anlassen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 32 09 794 A1 ist bereits eine Vorrichtung der gattungs­ gemäßen Art bekannt, die über einen Stop-Start-Taster abschaltbar ist. Um einen sachgerechten Kompromiß zwischen Kraftstoffersparnis und ausreichendem Ladezustand der Batterie zu erreichen, werden nach dem mit der Stop-Taste eingeleiteten Motorstop einzelne Ver­ braucher im Kraftfahrzeug, vorzugsweise jene mit hohem Stromverbrauch, auf eine Betriebsart mit niedrigerer Verbrauchs­ stufe geschaltet. Zudem wird ein Abschalten des Motors verhindert, wenn funktionswichtige Verbraucher eingeschaltet sind und insbe­ sondere auch dann, wenn ein Gang eingelegt ist oder eine Kupplung getreten wird.

Des weiteren zeigt die EP 0 314 611 A1 eine Bedieneinrichtung für eine Stop-Start-Automatik. Um den Aufwand der Betätigung vom Kraftfahrer zu reduzieren, wird dabei die Integration der Bedien­ barkeit des Schalters für die Stop-Start-Automatik von Benzinmotoren in Kraftfahrzeugen zusammen mit einem Bedienungshe­ bel vorgeschlagen. So ist besagte Bedieneinrichtung beispielsweise an der Seite eines Wählhebels für ein Automatik-Getriebe inte­ griert.

Zum allgemeinen technischen Hintergrund wird noch auf die Druck­ schrift DE 33 43 018 C2 verwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine baulich möglichst einfache, an ein Kraftfahrzeug mit automatischem Getriebe oder mit einem Schaltgetriebe mit automatischer Kupplung adaptierbare Vor­ richtung zu schaffen, mit der es einem Fahrer ermöglicht wird, ohne Zündschlüsseldrehung individuell einen laufenden Motor zu stoppen und diesen wieder anzulassen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche geben vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung an.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß ohne Zündschlüsseldrehung und unabhängig von der Gangwahlhebel­ stellung eines automatischen Getriebes, eines Getriebes mit au­ tomatischer Kupplung oder eines Schaltgetriebes ein individuel­ les Abstellen eines laufenden Motors ermöglicht wird und auch ein anschließendes Wiederanlassen problemlos möglich ist. Zudem greift die Schaltung nicht in bestehende Fahrzeugsysteme ein und arbeitet unabhängig. Die fahrzeugeigenen Systeme bleiben in ih­ rer Funktion unverändert. Dadurch ist die vorschlagsgemäße Vor­ richtung einfach an bestehende Systeme adaptierbar.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den übrigen Unteran­ sprüchen und der Beschreibung hervor.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. Sie zeigt in einer Schemazeichnung eine Stop-Start-Vorrichtung 1 zum manuellen Abstellen und Anlassen einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeu­ ges. In einem Einschaltstromkreis der Brennkraftmaschine sind eine Fahrzeugbatterie, ein Anlasser und ein Relais eines Zünd­ schalters in prinzipiell bekannter Weise geschaltet. Zusätzlich wird in den Einschaltstromkreis ein Steuergerät 2 geschaltet, das in unten näher beschriebener Weise an ausgewählte, bereits vorhandene Signalleitungen des Kraftfahrzeuges und der Brenn­ kraftmaschine angeschlossen ist.

So empfängt das Steuergerät 2 eine Batteriespannung U der Fahr­ zeugbatterie, ein eine Betätigung der Stop/Start-Taste 4 reprä­ sentierendes Signal S_T, ein einen Schaltzustand eines Zündschlos­ ses repräsentierendes Signal (Spannungssignal) S_z und ein Si­ gnal S_L von der Ladekontrolle. Desweiteren ist das Steuergerät 2 an die Fahrzeugmasse F_Masse angeschlossen.

In prinzipiell bekannter Weise ist ein nicht dargestellter An­ lasser des Kraftfahrzeuges, über einen Kontakt eines Relais (Zündrelais), aus der Fahrzeugbatterie gespeist. Das Zündrelais wird dann erregt, wenn der Zündschalter und der Anlaßschalter ge­ schlossen sind und wenn über einen Drehzahlsensor eine Motor­ drehzahl unterhalb einer vorbestimmten Drehzahl festgestellt wird. Für die erfindungsgemäße Vorrichtung von besonderer Bedeu­ tung ist lediglich der Schaltzustand ("ein" oder "aus") des Zündschalters (Zündschloß), der dem Steuergerät 2 über das Si­ gnal S_z übermittelt wird. Um festzustellen, ob der Motor läuft, wird dem Steuergerät 2 das Drehzahlsignal S_n übermittelt. Im Fal­ le einer Motordrehzahl oberhalb der Anspringdrehzahl (ca. 80-100 Umdrehungen pro Minute) wird im Steuergerät auf "Motorlauf" erkannt.

Ferner ist das Steuergerät 2 mit einem Umschaltrelais 3 verbun­ den, das in eine mit einer Bremslichtleitung verbundenen Signal­ leitung 5 geschaltet ist. Bei betätigter Bremse liegt in der Bremslichtleitung eine Spannung (z. B. 12 V) und bei nicht betä­ tigter Bremse keine Spannung an. Wenn in der Bremslichtleitung Spannung anliegt, liegt auch an der an die Bremslichtleitung an­ geschlossenen Signalleitung 5 ein entsprechendes Spannungssignal S_B ("keine Spannung" oder "Spannung") an.

Das Umschaltrelais 3 ist mit einer manuell betätigbaren Stop/Start-Taste 4 (Tipp-Taster) in die Stellungen "auf" und "zu" umschaltbar (Flip-Flop-Schalter), wobei in offener Stellung des Umschaltrelais 3 der Kontakt in der Signalleitung 5 unter­ brochen und in geschlossener Stellung des Umschaltrelais 3 her­ gestellt ist.

Somit kann nur bei geschlossenem Umschaltrelais 3 das Spannungs­ signal in der Signalleitung 5 zum Steuergerät gelangen. Es liegt also in Abhängigkeit von der Betätigung der Bremse ein durch den Stop/Start-Taster 4 modifiziertes Signal S_B, nämlich das Signal S_T, am Steuergerät 2 an. S_T nimmt dann den Wert "1" (Spannungsimpuls) an, wenn die Fahrerbremse betätigt ist und gleichzeitig der Stop/Start-Taster 4 das Umschaltrelais 3 geschlossen hat. Falls die Bremse nicht betätigt ist oder falls die Stop/Start-Taste nicht gedrückt ist, nimmt das Signal S_T den Wert "0" (kein Span­ nungsimpuls) an.

Die Batteriespannung U liegt am Steuergerät 2 an, wobei bei Er­ reichen einer im Steuergerät 2 vorgebbaren Spannung (z. B. La­ despannung der Fahrzeugbatterie) auf schlechten Ladezustand der Fahrzeugbatterie erkannt wird. Diese Erkennung soll verhindern, daß die Brennkraftmaschine bei schlechtem Ladungszustand der Batterie über den Stop/Start-Taster abgestellt wird, da Stop/-Start-Zyklen die Batterie bei diesem Zustand zu stark belasten würden.

Bei vom Fahrer gewünschtem Motorstop betätigt dieser die Stop/Start-Taste 4 bei betätigter Betriebsbremse. Vom Steuerge­ rät 2 wird ein Motorstopsignal S_M-Stop nur dann abgegeben, wenn die im Steuergerät 2 empfangenen Signale der Fahrzeug- und Mo­ torbetriebsparameter innerhalb der vorgegebenen Werte liegen, d. h. wenn das Signal S_T="1", S_z="ein", S_L="1" ist und bei der Fahrzeugbatterie auf ausreichenden Ladezustand (z. B. Batte­ riespannung U oberhalb der Ladespannung) erkannt wurde. Der Mo­ torstopvorgang erfolgt, indem das Signal S_M-Stop an das o.g. Zün­ drelais gesendet wird, das durch das Signal S_M-Stop öffnet. Somit wird, ggf. über ein Motorsteuergerät, der Zündstromkreis und die Kraftstoffzufuhr unterbrochen, und die Brennkraftmaschine schal­ tet ab. Die Schaltung ist so aufgebaut, daß der Abstellvorgang einmal gestartet, automatisch abläuft (Tip-Stop), wobei die Be­ tätigung der Motor-Stop-Start-Vorrichtung beispielsweise mittels Hebel, Druckknopf oder Folientaster erfolgen kann. Bei einer Be­ tätigung bleiben die Lenkschloßfunktion, die Wegfahrsperre und die Diebstahlsicherung voll erhalten.

Wenn der Fahrer anschließend ein Wiederstarten des Motors wünscht, betätigt er erneut die Stop/Start-Taste 4 und die Be­ triebsbremse. In diesem Fall wird ein Motorstartsignal S_M-Start vom Steuergerät 2 nur dann abgegeben, wenn die im Steuergerät 2' emp­ fangenen Signale S_T="1", S_z="ein", S_L=0 sind. Das Motor­ startsignal S_M-Start wird zum Zündrelais gesendet, das den Zünd­ stromkreis schließt, wodurch der Motor gestartet wird.

Dadurch, daß beim Motorstart keine Schaltbedingung des automati­ schen Getriebes erfüllt sein muß, sondern lediglich die Betäti­ gung der Bremse abgefragt wird, kann der Fahrer den Motor auch dann starten, wenn sich beispielsweise der Gangwahlhebel des Automa­ tikgetriebes in der Position "D" (Fahrbetrieb) befindet. Durch die Betätigung der Bremse wird gewährleistet, daß ein Wieder­ starten des Motors mit der Stop/Start-Taste 4 nur im Fahrzeug­ stillstand erfolgen kann und somit ein ungewolltes Los fahren des Fahrzeugs verhindert wird.

Beim Automatikgetriebe ist die aufzubringende Leistung für den Anlasser beim Wiederstarten des Motors bei angewähltem Fahrgang nur geringfügig höher als in "neutraler" Getriebestellung, da der Starter beim Anlassen des Motors zusätzlich lediglich ein Pumpenrad eines hydrodynamischen Wandlers des Automatikgetriebes mitdrehen muß. Der hydraulische Druckaufbau im hydrodynamischen Wandler erfolgt erst bei Motordrehzahlen in etwa ab Leerlauf­ drehzahl (ca. 500-600 Umdrehungen pro Minute) während der Starter den Motor lediglich ca. 80-100 Umdrehungen pro Minute dreht. Bei diesen geringen Drehzahlen baut sich im hydrodynami­ schen Wandler noch kein nennenswerter hydrodynamischer Druck auf.

Bei Fahrzeugen mit Getrieben mit automatischer Kupplung ist ein Starten ebenfalls mit eingelegtem Gang möglich, da hier die Fliehkraftkupplung der automatischen Kupplung bei Drehzahlen bis hin zur Leerlaufdrehzahl nicht geschlossen wird, sondern erst nach leichtem Gasgeben bei angesprungenen Motor.

Bei Fahrzeugen mit Schaltgetriebe muß der Triebstrang über die Kupplung oder Getriebeneutralstellung getrennt sein.

Eine Besonderheit der vorschlagsgemäßen Stop-Start-Vorrichtung besteht darin, daß der Motorzustand sowohl über das vorhandene Drehzahlsignal S_n als auch über einen Generatorzustand (Ladestrom der Lichtmaschine) abfragbar ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können bei ge­ stoppter Brennkraftmaschine auch einzelne Verbraucher, die im Fahrzeugstillstand nicht benötigt werden, automatisch abgeschal­ tet werden, wie beispielsweise Heckscheibenheizung oder Armatu­ renbeleuchtung. Ferner können einzelne Verbraucher auch auf eine Betriebsart mit niedriger Stromversorgung umgeschaltet werden, beispielsweise eine elektronische Sitzverstellung oder elektri­ sche Antenne. Zur weiteren Energieeinsparung kann bei gestoppter Brennkraftmaschine auch eine Lichtumschaltung von Fahrlicht auf Standlicht erfolgen, wobei dies vorzugsweise unabhängig vom Steuergerät erfolgt. Hierbei wird das Fahrlicht bereits dann auf Standlicht umgeschaltet, wenn über ein Geschwindigkeitssignal ein Fahrzeugstillstand erkannt wurde.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die an die Bremslichtleitung angeschlossene Signalleitung 5 auch entfallen und statt dessen das Umschaltrelais 3 in der Bremslichtleitung selbst angeordnet sein, wobei dann diese direkt mit dem Steuer­ gerät verbunden ist.

Bei einer Dieselmotorvariante mit herkömmlicher Dieselregelung ist für die Stop-Start-Vorrichtung ein zusätzliches Abschalt-Start­ ventil erforderlich, das bei einer elektronischen Dieselre­ gelung (EDR) entfallen kann.

Claims (6)

1. Stop-Start-Einrichtung zum manuellen Abstellen und Anlassen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einem Ein­ schaltstromkreis, in den ein Steuergerät geschaltet ist, das mindestens ein eine Motordrehzahl, ein eine Gaspedalstellung und ein einen Schaltzustand eines Zündschlosses repräsentierendes Si­ gnal empfängt, wobei das Steuergerät mit einem Umschaltrelais verbunden ist, welches mit mindestens einer manuell betätigbaren Stop- bzw. einer Start-Taste umschaltbar ist, und wobei das Steuer­ gerät ein Motorstop- oder ein Motorstartsignal bei Betätigung der Stop- bzw. der Start-Taste nur dann abgibt, wenn die im Steuerge­ rät empfangenen Signale der Fahrzeug- und Motorbetriebsparameter innerhalb vorgebbarer Werte sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die mindestens eine Stop- bzw. Start-Taste als ein Stop/Start-Taster (4) ausgebildet ist,
• - daß im Steuergerät (2) ein durch ein Stop/Start-Signal (S_T) mo­ difiziertes Signal (S_B), das die Stellung des Bremspedals repräsentiert, empfangen wird, und
• - daß ein Starten der Brennkraftmaschine unabhängig vom Schaltzu­ stand eines automatischen Getriebes oder eines Getriebes mit automatischer Kupplung und/oder bei betätigter Betriebsbremse er­ möglicht ist.

2. Stop-Start-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (2) zusätzlich eine Fahrzeugbatteriespannung (U) empfängt, und daß unterhalb einer vorgebbaren Batteriespannung die Brennkraftmaschine trotz betätigtem Stop/Start-Taster (4) nicht abgeschaltet wird.

3. Stop-Start-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei gestoppter Berennkraftmaschine einzelne Stromverbraucher abschaltbar sind.

4. Stop-Start-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei gestoppter Berennkraftmaschine einzelne Stromverbraucher auf eine Betriebsart mit niedrigerer Verbrauchsstufe geregelt wer­ den.

5. Stop-Start-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gestoppter Berennkraftmaschine eine Lichtumschaltung von Fahrlicht auf Standlicht erfolgt.

6. Stop-Start-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltrelais (3) des Stop/Start-Tasters (4) in einer Signalleitung (5) angeordnet ist, die mit einer Bremslichtleitung des Kraftfahrzeuges verbunden ist.