DE19841752A1 - Verfahren zum Starten eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs mit einer Starteinrichtung zum Starten des Verbrennungsmotors, bei der die Startdrehzahl steuer- oder regelbar ist. DOLLAR A Zur Minimierung der Startenergie, Verkürzung der Startzeit, Erhöhung der Startsicherheit und Verringerung der Emissionen im Start wird vorgeschlagen, die von der Starteinrichtung erzeugte Drehzahl auf eine bestimmte Starthöchstdrehzahl einzuregeln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten eines Verbrennungsmotors.

Herkömmliche Startanlagen bzw. Anlasser sind für marktübliche Kaltstartgrenztemperaturen ausgelegt. Unter definierten Randparametern beispielsweise der Ölviskosität, des Batteriezustandes, des Spannungsabfalls, der Kompressionsgüte, etc., stellt sich bei definierter Kaltstartgrenztemperatur eine bestimmte Startdrehzahl ein. Bei anderen Starttemperaturen und anderen oder undefinierten Randparametern ist die Startdrehzahl im wesentlichen dem Zufall überlassen. Dadurch ergeben sich zufällige Startergebnisse, beispielsweise beim Energiebedarf, bei den Startzeiten, bei der Startsicherheit und bei der Abgas- Rohemission.

Etwaige Maßnahmen mit Steuerelektroniken dienen herkömmlicherweise der Erhö­ hung der Betriebssicherheit und der Verminderung des Anlassergeräusches.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum Starten eines Ver­ brennungsmotors im Sinne einer verbesserten Startstrategie anzugeben, bei dem die notwendige elektrische Startenergie vermindert, die Startzeit verkürzt, die Start­ sicherheit erhöht und die Rohemissionen verringert werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Demgemäß wird bei einer Starteinrichtung zum Starten des Verbrennungsmotors, bei der die Startdrehzahl steuer- oder regelbar ist, auf eine bestimmte Starthöchstdrehzahl eingeregelt. Die Starthöchstdrehzahl (kurz: Höchstdrehzahl) wird vorzugsweise in Abhängigkeit von Fahrzeugbetriebs- und/oder Verbrennungsmotorparameter gewählt. Durch die definierte Startdrehzahl kann eine Synchronisation der Steuergeräte, des Antriebsstrangs und der ersten Befeuerung des Verbrennungsmotors erfolgen. Dies spart elektrische Startenergie ein. Darüber hinaus können dadurch die Parameter für die Zündung und Gemischaufbereitung gezielt auf die vorbestimmte Drehzahl eingestellt werden. Im Ergebnis ist damit eine viel genauere Einstellung als bei herkömmlichen Anlaßvorrichtungen möglich, bei der die Einstellung mit der Startdrehzahl nicht in der erforderlichen Weise abgestimmt werden kann. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme lassen sich daher die Rohemissionen in der Startphase deutlich verringern.

Um eine gute Energiebilanz zu erreichen, erfolgt das Hochbeschleunigen auf die definierte Startdrehzahl mit einem für die Startmaschine und den Verbrennungsmotor optimalen Moment. Dies spart nochmals elektrische Startenergie ein. Darüber hinaus kann die Starteinrichtung den Hochlauf des Motors beim Starten bis auf eine vorgesehene Startendedrehzahl unterstützen, so daß ein sicheres Anspringen - auch beim Kaltstart - immer gewährleistet ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, daß die Kurbelwelle auf einen für den Start positiven Winkelwert eingestellt wird. Durch diese Einstellung, beispielsweise das Heranfahren an eine Synchronisati­ onsmarke, kann die Synchronisationszeit beim nachfolgenden Start näherungsweise um bis zu einer Umdrehung verringert werden. Auch dies trägt zur Verbesserung der Energiebilanz der Startbatterie bei. Die Verdrehung der Kurbelwelle in diese positive Startstellung kann sowohl vor einem gerade anstehenden Start, noch günstiger aber während oder nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors geschehen. Bei letzterem Fall ist der Energieaufwand für die Drehung bzw. das Abstoppen der Kurbelwelle infolge des noch warmen Motors am geringsten.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Starten eines Verbrennungsmotors,

Fig. 2 ein schematisches Ablaufdiagramm für die Einstellung der Kurbelwelle auf einen für den nachfolgenden Start günstigen Winkelwert und

Fig. 3 eine einfache schematische Schaltskizze, mit der sich das vorliegende Verfahren realisieren läßt.

Einer der Kernpunkte der vorliegenden Erfindung ist die Einregelung des Starters (Anlassers) auf eine vordefinierte Startdrehzahl. Ein solches Verfahren ist ablaufmäßig in Fig. 1 dargestellt. Beim Startvorgang wird zunächst aufgrund von verschiedenen Fahrzeugbetriebs- oder Verbrennungsmotorparameter eine Startdrehzahl festgelegt (Schritt 10). Vorliegend werden dazu die Motoröltemperatur, die Kühlwassertemperatur und der Batteriezustand abgefragt. Es ist jedoch alternativ auch möglich, andere Fahrzeugbetriebs oder Verbrennungsmotorparameter zur Bestimmung der Höchstdrehzahl für den Startbetrieb zu verwenden.

Anschließend wird der Starter in Schritt 12 mit dem optimalen Motormoment beauf­ schlagt. In Schritt 14 wird geprüft, ob der Motor bereits gezündet hat.

Ist dies nicht der Fall (Nein), so wird zu Schritt 12 zurückverzweigt und der Starter weiter mit dem optimalen Motormoment beaufschlagt.

Ist die Bedingung in Schritt 14 jedoch erfüllt, so wird der Motor in Schritt 16 trotz der Zündung mit einem den Startvorgang weiter unterstützenden Moment beaufschlagt. Diese Maßnahme stellt beispielsweise im Winter ein sicheres Anspringen des Motors sicher.

In Schritt 20 wird geprüft, ob die Startdrehzahl erreicht ist. Ist dies nicht der Fall, so wird zu Schritt 16 zurückverzweigt. Fällt die Prüfung in Schritt 20 jedoch positiv aus, so wird das Verfahren in Schritt 22 beendet.

Zudem ist es günstig, wenn die Kurbelwelle vor dem Startvorgang in eine für den nachfolgenden Start optimale Synchronisationsposition gebracht wird. Dazu wird gemäß Fig. 2 in einem Schritt 30 die Kurbelwellenposition erfaßt und in einem Schritt 32 verglichen, ob diese Kurbelwellenposition mit einer Synchronisie­ rungsposition übereinstimmt.

Ist dies nicht der Fall, so wird die Kurbelwelle in Schritt 34 gedreht. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis sich die Kurbelwelle in einer vorgegebenen Position befindet. Diese Position dient der Verbesserung der Energiebilanz beim Starten. Das Verfahren kann dadurch realisiert werden, daß die Kurbelwelle durch die Start­ einrichtung gezielt an beispielsweise eine Lücke in einem Kurbelwellengeberrad herangefahren und an einer Synchronisationsmarke angehalten wird.

Gemäß Fig. 3 ist eine schematische Schaltanordnung zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Eine Steuerungsvorrichtung 50 nimmt die verschiedenen Fahrzeugbetriebs- und Verbrennungsmotoreingangsparameter auf. Überdies wird an die Steuerungsvorrichtung 50 auch ein Anlassersignal vom Zünd­ schloß abgegeben. Die Steuerungsvorrichtung 50 berechnet aufgrund der Eingangsparameter die zu definierende Höchstdrehzahl und veranlaßt den Starter 52 sich mit dieser bestimmten Drehzahl zu drehen. Der Starter 52 erhält seine Energie von einer Batterie 56 und ist beispielsweise in Form eines Kurbelwellen- Starter-Generators ausgebildet. Diese Starter-Generator-Anordnungen verfügen über die Möglichkeit einer Drehzahlregelung. Alternativ ist auch jede andere Startanlage verwendbar, wenn sie über eine ausreichende Startleistung verfügt und auf ihren Betrieb Einfluß genommen werden kann. Der Starter treibt den Verbrennungsmotor 54 an, so daß dieser erfolgreich gezündet werden kann.

Claims (7)

1. Verfahren zum Starten eines Verbrennungsmotors mit einer Starteinrich­ tung, bei der die Startdrehzahl steuer- oder regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Starteinrichtung erzeugte Drehzahl auf eine bestimmte Start­ höchstdrehzahl eingeregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Starthöchstdrehzahl in Abhängigkeit von Fahrzeugbetriebs- und/oder Verbrennungsmotorparameter gewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Starteinrichtung bis zum Erreichen der Starthöchstdrehzahl im we­ sentlichen mit einem optimalen von einer Batterie bereitstellbaren Drehmo­ ment betrieben wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorhochlauf auch nach einer erfolgreichen Zündung des Ver­ brennungsmotors bis auf eine Startendedrehzahl unterstützt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelposition einer Kurbelwelle erfaßt und die Kurbelwelle für den Start in eine für den Start positive Stellung gebracht wird, so daß die Syn­ chronisationszeit beim Startvorgang verbessert ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle durch die Starteinrichtung an eine Synchronisations­ marke herangefahren wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle beim Abstellen des Verbrennungsmotors in die positive Stellung gebracht wird.