DE19906544A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Startvorganges eines Verbrennungsmotors - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Startvorganges eines VerbrennungsmotorsInfo
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Abstract
Ein Verfahren zur Steuerung eines Startvorganges eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, sieht vor, daß ein Kurzzeitenenergiespeicher vor einem Anlassen des Verbrennungsmotors geladen und zum Anlassen entladen wird. Zeitlich vor dem Anlassen wird ein erstes Inbetriebnahmesignal ausgelöst. Nach dem Inbetriebnahmesignal und vor dem Anlassen werden Sicherheitsfunktionen durchgeführt. DOLLAR A Eine Vorrichtung (1) zur Steuerung eines Startvorganges eines Verbrennungsmotors (2), insbesondere eines Kraftfahrzeuges, ist mit einem Kurzzeitenergiespeicher versehen, der vor einem Anlassen des Verbrennungsmotors (2) ladbar und zum Anlassen entladbar ist. Es ist ein Steuergerät (15) vorgesehen, durch das nach einer Auslösung eines Inbetriebnahmesignals vor dem Anlassen eine Durchführung von Sicherheitsfunktionen veranlaßbar ist.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Steuerung eines Startvorganges eines
Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein
Kurzzeitenergiespeicher vor einem Anlassen des Verbrennungsmotors geladen und zum
Anlassen entladen wird.
Bei Kraftfahrzeugen, die vorwiegend im Kurzstreckenbetrieb eingesetzt werden und
deren als Verbrennungsmotor ausgebildeter Antriebsmotor häufig abgestellt und wieder
gestartet wird, reicht eine zwischen zwei Abstellphasen gelegene Fahrtzeit und damit
verbundene Betriebszeit einer zugeordneten Lichtmaschine häufig nicht aus, um eine bei
dem letzten Startvorgang erfolgte Entladung einer Fahrzeugbatterie durch einen
Ladevorgang vollständig auszugleichen. Eine bekannte Möglichkeit, bei einem derartigen
Nutzungsprofil eine vollständige Entladung der Fahrzeugbatterie zu vermeiden, ist die
Verwendung einer Fahrzeugbatterie höherer Kapazität bzw. die Verwendung einer
zuschaltbaren Zusatzbatterie. Dies ist jedoch mit zusätzlichen Kosten und zusätzlichem
Gewicht verbunden. Eine andere bekannte Möglichkeit besteht in der Verwendung von
speziellen Kurzzeitenergiespeichern, die vor und während eines Betriebes des
Antriebsmotors geladen werden können, um dann bei einem nachfolgenden
Startvorgang eine von der Fahrzeugbatterie weitgehend unabhängige Energie für den
Startvorgang zur Verfügung stellen zu können. Kurzzeitenergiespeicher sind in Form von
Schwungscheiben und Kondensatoren bekannt. Bei einem Impulsstart genannten
Startvorgang mittels Schwungscheibe wird zunächst die Schwungscheibe auf eine
Startdrehzahl gebracht und dann der Antriebsmotor über das Schließen einer
zwischengeschalteten Anlaßkupplung angeworfen. Bei einem Direktstart genannten
Startvorgang mittels Kondensator wird zunächst der Kondensator aufgeladen und dann
der Antriebsmotor von einem von dem Kondensator mit hoher Energie versorgten
elektrischen Anlasser in bekannter Weise angelassen.
In der DE 195 19 713 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines
Heizelementes, insbesondere einer Glühkerze, eines selbstzündenden
Verbrennungsmotors beschrieben, bei dem der Stromfluß durch das Heizelement
freigegeben wird, wenn ein Türkontakt betätigt wird und eine weitere Bedingung erfüllt
ist. Hierdurch wird ein schneller Startvorgang ermöglicht, der in üblicher Weise über
einen von der Fahrzeugbatterie gespeisten elektrischen Anlasser erfolgt. Aus der
gattungsbildenden EP 0 390 398 A1 ist eine Motorstartvorrichtung bekannt, bei der ein
elektrischer Anlasser von einem Kondensator mit Energie versorgt wird, wobei ein
Steuergerät eine Ladung des Kondensators mit einer gegenüber der Fahrzeugbatterie
erhöhten Spannung bewirkt.
Bei den bekannten Startvorrichtungen mit Kurzzeitenergiespeicher muß der Fahrer vor
einem Start des Antriebsmotors jeweils warten, bis der Kurzzeitenergiespeicher geladen
ist. Obwohl die Wartezeit meist nur wenige Sekunden beträgt, wird diese Wartezeit vom
Fahrer als unangenehm und unkomfortabel empfunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde ein Verfahren
bereitzustellen, durch das der Startvorgang eines mit einem Kurzzeitenergiespeicher
versehenen Verbrennungsmotors für den Fahrer subjektiv verkürzt wird. Des weiteren
soll eine entsprechende Vorrichtung aufgezeigt werden.
Das Problem wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung nach
Anspruch 11 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 10 beschreiben bevorzugte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Unteransprüche 12 bis 14
bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Das Verfahren zur Steuerung eines Startvorganges eines Verbrennungsmotors,
insbesondere eines Kraftfahrzeuges, sieht vor, daß ein Kurzzeitenergiespeicher vor
einem Anlassen des Verbrennungsmotors geladen und zum Anlassen entladen wird.
Durch die Verwendung des Kurzzeitenergiespeichers wird im Vergleich zur Nutzung
eines konventionellen, von einer Fahrzeugbatterie gespeisten, elektrischen Anlassers
eine von der Fahrzeugbatterie weitgehend unabhängige und meist auch höhere Leistung
zum Anlassen des Verbrennungsmotors bereitgestellt. Eine Entladung der
Fahrzeugbatterie bei einem extremen Kurzstreckenbetrieb mit häufigem Abstellen und
Wiederanlassen des Verbrennungsmotors wird vermieden. Vor dem Anlassen werden
nach einer Auslösung eines ersten Inbetriebnahmesignales Sicherheitsfunktionen
durchgeführt, die beispielsweise eine Betätigung einer Bremse und ein Trennen einer
Anfahrkupplung umfassen können. Die Betätigung der Bremse vor dem Anlassen ist
zweckmäßig, um den Verbrennungsmotor zum Anlassen ohne ein unbeabsichtigtes
Wegrollen des Kraftfahrzeuges von einem restlichen Antriebsstrang trennen zu können,
was durch eine Öffnung der Anfahrkupplung erfolgt. Zur Sicherung des Kraftfahrzeuges
kommt die Betätigung einer Betriebsbremse und/oder einer Feststellbremse, die beide
zum Ausrüstungsstandard von Kraftfahrzeugen zählen, in Frage. Durch die auf das erste
Inbetriebnahmesignal folgende zeitlich vorgezogene Durchführung der
Sicherheitsfunktionen sowie durch das Laden des Kurzzeitenergiespeichers wird der
Startvorgang so früh eingeleitet, daß das unmittelbare Anlassen des
Verbrennungsmotors für den Fahrer merklich früher erfolgt. Der Startvorgang wird somit
vom Fahrer als kurz und komfortabel empfunden.
Vor dem Laden des Kurzzeitenergiespeichers und vor der Durchführung der
Sicherheitsfunktionen kann Hilfsenergie bereitgestellt werden, die zur Betätigung der
Bremse und/oder zum Trennen der Anfahrkupplung genutzt werden kann. Die
Hilfsenergie kann vorteilhaft in einer hydraulischen Vorrichtung über eine
Hydraulikpumpe erzeugt werden, da hydraulisch große Kräfte verbunden mit einem
kleinen Bauvolumen erzeugbar sind. Es sind jedoch auch andere Vorrichtungen zur
Erzeugung von Hilfsenergie denkbar.
Die Hilfsenergie kann nach einem durch einen ersten Sensor ausgelösten ersten
Inbetriebnahmesignal bereitgestellt werden, wobei der erste Sensor durch ein Öffnen und/oder
Schließen einer Fahrertür des Kraftfahrzeuges zur Auslösung des ersten
Inbetriebnahmesignales veranlaßt werden kann. Der erste Sensor kann als einfacher
Türkontaktschalter ausgebildet sein. Es kann sich jedoch auch um einen Drucksensor
handeln, durch den ein Innendruck des Kraftfahrzeuges bzw. beim Öffnen und Schließen
einer Fahrzeugtür entstehende Druckspitzen detektierbar sind. In diesem Fall ist jedoch
die zusätzliche Nutzung des in den meisten Kraftfahrzeugen ohnehin vorhandenen
Türkontaktschalters der Fahrertür zumeist erforderlich, um die entstehenden
Druckspitzen der Fahrertür zuzuordnen. Die frühzeitige Bereitstellung der Hilfsenergie
nach der Auslösung des ersten Inbetriebnahmesignales ermöglicht einen zeitlich
vorgezogenen Ablauf von vorbereitenden Funktionen, wie dem Laden des
Kurzzeitenergiespeichers und der Durchführung der Sicherheitsfunktionen, so daß das
eigentliche Anlassen des Verbrennungsmotors schneller erfolgen kann.
Das Laden des Kurzzeitenergiespeichers kann nach einem durch einen zweiten Sensor
ausgelösten zweiten Inbetriebnahmesignal und/oder nach einer Betätigung eines
Zündschalters erfolgen. Um sicherzustellen, daß seitens des Fahrers tatsächlich eine
Anlaß- bzw. Fahrabsicht vorliegt, kann eine Kombination des zweiten
Inbetriebnahmesignales mit der Betätigung des Zündschalters als Auslösekriterium
genutzt werden. Unter Umständen reicht aber schon eine einzige Bedingung aus, um
eine Fahrabsicht des Fahrers zu erkennen. Dann wäre nur die Erfüllung einer Bedingung
erforderlich, um das Laden des Kurzzeitenergiespeichers auszulösen.
Bei Verwendung einer Direktstartvorrichtung, unter der ein Verbund eines elektrischen
Anlassers mit einem weitgehend von einer Fahrzeugbatterie unabhängigen elektrischen
Energiespeicher, z. B. einem Kondensator, verstanden wird, kann die Durchführung der
Sicherheitsfunktionen nach dem Laden des Kurzzeitenergiespeichers erfolgen. Daher
können diese unmittelbar vor dem Anlassen des Verbrennungsmotors durchgeführt
werden und zusammen mit dem Anlassen des Verbrennungsmotors nach einem
Einlegen einer Anfahrfahrstufe und einer Betätigung eines Fahrpedales erfolgen. Das
Einlegen einer der Anfahrfahrstufen, d. h. des ersten Ganges oder des Rückwärtsganges
bei einem manuell schaltbaren Stufengetriebe bzw. der R-, D-, 2-, oder 1-Fahrstufe bei
einem Automatikgetriebe, sowie die Betätigung des Fahrpedales werden als
Losfahrabsicht des Fahrers interpretiert, so daß die Sicherheitsfunktionen und das
Anlassen des Verbrennungsmotors zu diesem Zeitpunkt durchgeführt werden. Nach dem
erfolgten Anlassen des Verbrennungsmotors wird zweckmäßigerweise zur Steuerung
eines Anfahrvorganges, insbesondere eines programmgesteuerten Schließens der
Anfahrkupplung, in einen Anfahrprogrammodus umgeschaltet.
Bei Verwendung einer Impulsstartvorrichtung, unter der z. B. ein mit einer Anlaßkupplung
verbundenes Schwungrad verstanden werden kann, werden die Anfahrkupplung und die
Anlaßkupplung vor dem Laden des Kurzzeitenergiespeichers, d. h. vor einem
Beschleunigen des Schwungrades auf eine Startdrehzahl, geöffnet. Daher kann die
Durchführung der Sicherheitsfunktionen und das Laden des Kurzzeitenergiespeichers
nach dem durch den zweiten Sensor ausgelösten zweiten Inbetriebnahmesignal und/oder
nach der Betätigung des Zündschalters erfolgen, wobei je nach Auslegung eine der
beiden Bedingungen oder beide Bedingungen zu erfüllen sind.
Bei Verwendung einer Impulsstartvorrichtung kann das Anlassen des
Verbrennungsmotors, das im wesentlichen in einem Schließen der zwischen dem
Verbrennungsmotor und der Schwungscheibe befindlichen Anlaßkupplung besteht, nach
dem Einlegen einer der Anfahrfahrstufen und der Betätigung des Fahrpedales erfolgen.
Auch in diesem Fall wird nach dem erfolgten Anlassen des Verbrennungsmotors
zweckmäßigerweise zur Steuerung des Anfahrvorganges in den Anfahrprogrammodus
umgeschaltet.
Durch den zweiten Sensor kann eine Benutzung eines Fahrersitzes detektiert werden.
Der Sensor kann dabei als einfacher Kontaktschalter ausgebildet sein, der unter einer
bestimmten Last betätigbar ist, d. h. geöffnet oder geschlossen werden kann. Der Sensor
kann jedoch auch als druckempfindlicher Detektor ausgebildet sein, durch den ein
druckabhängiges Signal erzeugbar und zur Steuerung nutzbar ist. Das zweite
Inbetriebnahmesignal kann dann beispielsweise durch eine Überschreitung eines vorab
festgelegten Gewichtswertes ausgelöst werden. Es ist jedoch auch denkbar, daß ein
Gewichtswert erlernt wird und das zweite Inbetriebnahmesignal nur innerhalb einer
bestimmten Toleranzbreite um diesen Gewichtswert ausgelöst wird. In diesem Fall kann
in einer Funktion als Wegfahrsperre eine Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges durch
einen Fahrer mit anderem Gewicht verhindert werden.
Um nicht unnötig Energie, z. B. für das Laden des Kurzzeitenergiespeichers und für das
Bereitstellen der Hilfsenergie, zu verbrauchen, kann eine Zeitdauer ab dem ersten oder
zweiten Inbetriebnahmesignal oder ab der Betätigung des Zündschalters gemessen
werden. Mit Ablauf einer vorgegebenen Abstellzeit ohne ein erfolgtes Anlassen des
Verbrennungsmotors kann dann der Startvorgang abgebrochen werden, wobei die
Abstellzeit so bemessen ist, daß eine ernsthafte Inbetriebnahmeabsicht des Fahrers mit
hoher Wahrscheinlichkeit nicht vorliegt.
Der Abbruch des Startvorganges kann demzufolge eine Beendigung der Bereitstellung
der Hilfsenergie und des Ladens des Kurzzeitenergiespeichers beinhalten.
Eine Vorrichtung zur Steuerung eines Startvorganges eines Verbrennungsmotors,
insbesondere eines Kraftfahrzeuges, weist einen Kurzzeitenergiespeicher auf, der vor
einem Anlassen des Verbrennungsmotors ladbar und zum Anlassen entladbar ist. Es ist
ein Steuergerät vorgesehen, durch das nach einer Auslösung eines
Inbetriebnahmesignales vor dem Anlassen eine Durchführung von Sicherheitsfunktionen
veranlaßbar ist.
Des weiteren sind von dem Steuergerät ansteuerbare Aktuatoren zur Betätigung einer
Bremse und einer Anfahrkupplung vorhanden, wobei die Betätigung der Bremse und ein
Trennen der Anfahrkupplung den Sicherheitsfunktionen zuzuordnen sind.
Die Vorrichtung kann einen ersten Sensor zur Registrierung einer Betätigung einer
Fahrertür und/oder einen zweiten Sensor zur Registrierung einer Benutzung eines
Fahrersitzes und/oder einen Zündschalter zur Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges
aufweisen. Durch die Sensoren und den Zündschalter sind Inbetriebnahmesignale
auslösbar, durch die über das Steuergerät vorbereitende Aktionen zum Anfassen des
Verbrennungsmotors veranlaßt werden können.
Als Bestandteil der Vorrichtung kann ein der Bremse zugeordneter Bremssensor und/oder
ein der Anfahrkupplung zugeordneter Kupplungssensor vorgesehen sein. Mit Hilfe
des Bremssensors ist detektierbar, ob eine Bremse betätigt ist, d. h. ob eine
Feststellbremse angezogen oder eine Betriebsbremse momentan betätigt wird, was z. B.
durch ein Treten eines Bremspedales durch einen Fahrer erfolgen kann. Falls dies nicht
zutrifft, kann eine der Bremsen, z. B. über einen Aktuator, betätigt werden, um ein
unbeabsichtigtes Wegrollen des Kraftfahrzeuges bei einem nachfolgenden Trennen der
Anfahrkupplung zu vermeiden. Ein Trennen der Anfahrkupplung ist zum Anlassen des
Verbrennungsmotors erforderlich, braucht jedoch nur vorgenommen zu werden, wenn
die Anfahrkupplung geschlossen ist, was durch den Kupplungssensor erkennbar ist.
Zur Detektierung einer Losfahrabsicht des Fahrers kann ein einem Fahrzeuggetriebe
zugeordneter Getriebesensor und/oder ein einem Fahrpedal zugeordneter
Fahrpedalsensor vorgesehen sein. Durch den Getriebesensor ist erkennbar und an das
Steuergerät weiterleitbar, ob ein zum Anfahren geeigneter Gang eingelegt ist bzw. eine
entsprechend geeignete Fahrstufe eingestellt ist. Über den Fahrpedalsensor ist
erkennbar, ob das Fahrpedal betätigt wird, was bei einem eingelegten Anfahrgang vom
Steuergerät als Losfahrabsicht des Fahrers interpretierbar ist und das Anlassen des
Verbrennungsmotors nach sich ziehen kann. Dabei kann sowohl eine momentane
Position des Fahrpedales als auch eine zeitliche Änderung der Position für eine
Erkennung der Losfahrabsicht des Fahrers maßgeblich sein.
Im folgenden werden zwei bevorzugte Versionen des erfindungsgemäßen Verfahrens
anhand von Signalflußplänen und eine Vorrichtung anhand einer Prinzipskizze erläutert.
Dazu zeigen
Fig. 1 ein Verfahren zur Steuerung eines Startvorganges eines Verbrennungsmotors
bei Verwendung einer Direktstartvorrichtung,
Fig. 2 ein Verfahren zur Steuerung eines Startvorganges eines Verbrennungsmotors
bei Verwendung einer Impulsstartvorrichtung, und
Fig. 3 eine Vorrichtung zur Steuerung eines Startvorganges eines
Verbrennungsmotors unter Verwendung einer Impulsstartvorrichtung.
In der Fig. 1 ist dargestellt, wie ausgehend von einem Wartemodus zunächst geprüft
wird, ob ein erstes Inbetriebnahmesignal ausgelöst wurde, was z. B. durch ein Öffnen
und/oder Schließen einer Fahrertür erfolgen kann. Im negativen Fall wird in dem
Wartemodus verblieben, im positiven Fall wird in einen Startmodus verzweigt. Der
Startmodus beginnt mit einer ersten Zeitmessung. Danach wird zur späteren Ausführung
bestimmter Funktionen Hilfsenergie bereitgestellt, was z. B. bei Verwendung eines
hydraulischen Systems durch ein Einschalten einer Hydraulikpumpe geschehen kann.
Nach der Bereitstellung der Hilfsenergie wird geprüft, ob ein zweites
Inbetriebnahmesignal ausgelöst wurde, was z. B. durch einen in einem Fahrersitz
angebrachten Sitzkontaktschalter erfolgen kann, der von einem platznehmenden Fahrer
betätigbar ist. Fällt diese Prüfung negativ ausfällt, wird so lange in eine Warteschleife
verzweigt, bis entweder die Prüfung positiv ausfällt oder eine vorgegebene erste
Abstellzeit erreicht ist. Ist die erste Abstellzeit erreicht, wird zur Schonung von
Ressourcen die Bereitstellung der Hilfsenergie beendet (Abstellen der Hydraulikpumpe)
und in den Wartemodus zurückverzweigt. Im Falle, daß das zweite Inbetriebnahmesignal
ausgelöst wurde, wird eine zweite Zeitmessung gestartet und daraufhin geprüft, ob ein
Zündschloß eingeschaltet ist, was als ein drittes Inbetriebnahmesignal gewertet wird.
Falls das Zündschloß nicht eingeschaltet ist, wird so lange in eine Warteschleife
verzweigt, bis entweder die Prüfung positiv ausfällt oder eine vorgegebene zweite
Abstellzeit erreicht ist. Wenn die zweite Abstellzeit erreicht ist, wird die Bereitstellung der
Hilfsenergie beendet und in den Wartemodus zurückverzweigt. Wurde das Zündschloß
eingeschaltet, so wird eine dritte Zeitmessung gestartet und ein Kurzzeitenergiespeicher
geladen, worunter man sich im vorliegenden Fall, d. h. bei der Verwendung einer
Direktstartvorrichtung, das Laden eines elektrischen Energiespeichers, z. B. eines
Kondensators hoher Kapazität, vorstellen kann. Danach wird geprüft, ob einerseits ein
Anfahrgang, d. h. ein zum Anfahren geeigneter Gang in einem zugeordneten
Fahrzeuggetriebe, eingelegt ist, und ob andererseits ein Fahrpedal betätigt wird. Die
Betätigung des Fahrpedales wird bei einem eingelegten Anfahrgang als Losfahrabsicht
des Fahrers interpretiert. Fällt die Prüfung des eingelegten Ganges oder die Prüfung des
Fahrpedales negativ aus, wird so lange in eine Warteschleife verzweigt, bis entweder
beide Prüfungen positiv ausfallen oder eine vorgegebene dritte Abstellzeit erreicht ist. Ist
die dritte Abstellzeit erreicht, wird das Laden des Kurzzeitenergiespeichers und die
Bereitstellung der Hilfsenergie beendet und in den Wartemodus zurückverzweigt. Fallen
beide Prüfungen positiv aus, werden Sicherheitsfunktionen durchgeführt. Darunter sind
z. B. eine Betätigung einer Betriebsbremse und ein Trennen einer Anfahrkupplung zu
verstehen, wodurch ein ungewolltes Anrollen des betreffenden Kraftfahrzeuges sowohl
bei einem vorbereitenden Trennen der Anfahrkupplung als auch bei einem
nachfolgenden Anlassen des zugeordneten Verbrennungsmotors vermieden wird. Das
Anlassen erfolgt nach der Durchführung der Sicherheitsfunktionen in herkömmlicher
Weise, d. h. über einen elektrischen Anlasser. Danach wird in einen Anfahrmodus
verzweigt, durch den ein nachfolgender Anfahrvorgang gesteuert wird.
Die in der Fig. 2 dargestellten Abläufe entsprechen weitgehend denen der Fig. 1. Da
hier jedoch eine Impulsstartvorrichtung Verwendung findet, werden die
Sicherheitsfunktionen, nicht wie bei der Verwendung einer Direktstartvorrichtung (Fig.
1) unmittelbar vor dem Anlassen des Verbrennungsmotors, sondern schon nach der
positiven Prüfung des Zündschlosses bzw. nach dem Start der dritten Zeitmessung
durchgeführt. In diesem Fall beinhalten die Sicherheitsfunktionen auch ein Trennen einer
vorhandenen Anlaßkupplung, was in der Fig. 2 zur Verdeutlichung separat angegeben
wird. Das Laden des Kurzzeitenergiespeichers geschieht im vorliegenden Fall durch ein
Beschleunigen eines Schwungrades auf eine vorgegebene Startdrehzahl, z. B. mittels
einer Elektromaschine. Dazu wird das Schwungrad vorher im Rahmen der
Sicherheitsfunktionen nach einer Betätigung der Betriebsbremse sowohl durch das
Trennen der Anfahrkupplung von dem Fahrzeuggetriebe als auch durch das Trennen der
Anlaßkupplung von dem Verbrennungsmotor getrennt. Das spätere Anlassen des
Verbrennungsmotors erfolgt dann durch ein Schließen der Anlaßkupplung. Danach wird
in gleicher Weise, wie in der Fig. 1 dargestellt, in den Anfahrmodus verzweigt.
Die Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Steuerung eines Startvorganges eines
Verbrennungsmotors 2 bei Verwendung einer Impulsstartvorrichtung. Der
Verbrennungsmotor 2 steht über eine Schwungscheibe 3 mit einem Fahrzeuggetriebe 4
in Verbindung. Zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und der Schwungscheibe 3 ist eine
Anlaßkupplung 5 vorgesehen; zwischen der Schwungscheibe 3 und dem
Fahrzeuggetriebe 4 befindet sich eine Anfahrkupplung 6. Die Schwungscheibe 3 ist von
einer Elektromaschine 7 antreibbar ausgebildet und angeordnet. Die Anlaßkupplung 5
und die Anfahrkupplung 6 sind jeweils als Lamellenkupplungen ausgebildet und stehen
mit einem Hydrauliksystem 8 in Verbindung. Das Hydrauliksystem 8 weist einen
Drucktank 9 auf, in den durch eine von einem Elektromotor 10 antreibbare Ölpumpe 11
Drucköl aus einem drucklosen Vorratsbehälter 12 gefördert werden kann. Die
Anlaßkupplung 5 und die Anfahrkupplung 6 stehen jeweils über ein Steuerventil 13, 13'
mit dem Drucktank 9 in Verbindung. Durch ein Öffnen der Steuerventile 13, 13' sind die
Anlaßkupplung 5 und die Anfahrkupplung 6 jeweils durch eine Beaufschlagung mit
Drucköl schließbar und durch ein mit einer Schaltung auf den drucklosen Vorratsbehälter
12 verbundenes Schließen entsprechend trennbar. Zur Steuerung des Druckes im
Drucktank 9 ist ein Schaltventil 14 vorgesehen, durch das in geöffnetem Zustand Drucköl
zurück in den drucklosen Vorratsbehälter 12 leitbar ist.
Die Steuervorrichtung 1 weist ein Steuergerät 15 auf, das über Eingangssteuerleitungen
16 mit zugeordneten Sensoren 17 in Verbindung steht. Mittels eines Drucksensors 17a
ist ein im Drucktank 9 herrschender Betriebsdruck meßbar. Durch einen Schließsensor
17b ist ein Öffnen und/oder Schließen einer Fahrertür des zugeordneten
Kraftfahrzeuges registrierbar. Durch einen Sitzsensor 17c ist die Benutzung eines
Fahrersitzes des Kraftfahrzeuges detektierbar. Mit Hilfe eines Schaltsensors 17d ist
feststellbar, ob ein vorhandener Zündschalter ein- oder ausgeschaltet ist. Durch einen
Bremssensor 17e ist feststellbar, ob eine Bremse betätigt bzw. angezogen ist oder nicht.
Mittels eines Getriebesensors 17f ist ein momentan eingelegter Gang bzw. eine
Leerfaufposition ermittelbar. Durch einen Fahrpedalsensor 17g ist eine Betätigung des
Fahrpedales feststellbar. Über Ausgangssteuerleitungen 18 steht das Steuergerät 15 mit
zugeordneten Aktuatoren 19 in Verbindung. Durch einen Pumpenschalter 19a ist der mit
der Ölpumpe 11 verbundene Elektromotor 10 mit einer Fahrzeugbatterie 20 verbindbar
bzw. von dieser trennbar, wodurch die Ölpumpe 11 gestartet bzw. abgestellt werden
kann. Mittels eines Schwungantriebsschalters 19b ist die mit der Schwungscheibe 3 in
Verbindung stehende Elektromaschine 7 mit der Fahrzeugbatterie 20 verbindbar bzw.
von dieser trennbar, wodurch ein Antreiben der Schwungscheibe 3 durch die
Elektromaschine 7 ein- und ausschaltbar ist. Mittels eines Druckventilschalters 19c kann
das Schaltventil 14 zur Regulierung des Betriebsdruckes im Drucktank 9 bedarfsweise
geöffnet oder geschlossen werden. Mittels eines Bremsaktuators 19d kann die
Betriebsbremse betätigt werden. Durch einen Anlaßkupplungsaktuator 19e ist das der
Anlaßkupplung 5 zugeordnete Steuerventil 13 betätigbar, wodurch die Anlaßkupplung 5
geschlossen oder getrennt werden kann. In gleicher Weise ist durch einen
Anfahrkupplungsaktuator 19f das der Anfahrkupplung 6 zugeordnete Steuerventil 13'
betätigbar, wodurch die Anfahrkupplung 6 schließ- und trennbar ist. Zusätzlich steht das
Steuergerät 15 noch über eine Steuerleitung 21 mit einem Zeitmeßgerät 22 in
Verbindung, wobei ein Signalfluß in beiden Richtungen erfolgen kann. Durch das
Steuergerät 15 sind Zeitmeßvorgänge im Zeitmeßgerät 22 in Gang setzbar und vom
Zeitmeßgerät 22 bereitgestellte Meßwerte abrufbar.
Zur Steuerung eines Startvorganges des Verbrennungsmotors 2 ist die Vorrichtung 1
derart ausgebildet und angeordnet, daß durch ein Öffnen und/oder Schließen der
Fahrertür des Kraftfahrzeuges über den Schließsensor 17b ein erstes
Inbetriebnahmesignal auslösbar und an das Steuergerät 15 weiterleitbar ist. Durch das
Steuergerät 15 ist dann über die Steuerleitung 21 eine erste Zeitmessung in dem
Zeitmeßgerät auslösbar. Des weiteren ist zur Bereitstellung von Hilfsenergie das
Hydrauliksystem 8 durch ein Schließen des Pumpenschalters 19a und ein dadurch zu
bewirkendes Einschalten des die Ölpumpe 11 antreibenden Elektromotors 10 in Gang
setzbar. Durch den Drucksensor 17a ist der Betriebsdruck im Drucktank 9 ermittelbar
und an das Steuergerät 15 weiterleitbar, so daß bekannt ist, ob der Betriebsdruck
ausreichend groß ist und damit die Hilfsenergie bereitsteht. Durch ein Platznehmen des
Fahrers auf dem Fahrersitz ist über den Sitzsensor 17c ein zweites Inbetriebnahmesignal
auslösbar und an das Steuergerät 15 weiterleitbar. Durch den Schaltsensor 17d ist
feststellbar, ob der Zündschalter eingeschaltet ist. Durch das Steuergerät 15 sind
daraufhin Sicherheitsfunktionen einleitbar. Zu den Sicherheitsfunktionen zählt die
Betätigung der Betriebsbremse durch den Bremsaktuator 19d, das Trennen der
Anlaßkupplung 5 durch deren Drucklosschaltung über das von dem
Anlaßkupplungsaktuator 19e betätigbare Steuerventil 13, und das Trennen der
Anfahrkupplung 6 durch deren Drucklosschaltung über das von dem
Anfahrkupplungsaktuator 19f betätigbare Steuerventil 13'. Die als
Kurzzeitenergiespeicher nutzbare Schwungscheibe 3 ist durch ein Schließen des
Schwungantriebsschalters 19b durch die Elektromaschine 7 antreibbar und auf eine
Startdrehzahl bringbar. Der Verbrennungsmotor 2 ist durch ein Schließen der
Anlaßkupplung 5 mit der auf die Startdrehzahl gebrachten Schwungscheibe 3 verbindbar
und damit im Impulsstartverfahren anzulassen. Dazu ist zuvor die Losfahrabsicht des
Fahrers dadurch erkennbar, daß mittels des Getriebesensors 17f feststellbar ist, ob im
Fahrzeuggetriebe 4 ein zum Anfahren geeigneter Gang eingelegt ist, und daß über den
Fahrpedalsensor 17g ermittelbar ist, ob das Fahrpedal betätigt wird. Das Schließen der
Anlaßkupplung 5 ist durch ein Öffnen des Steuerventils 13 über den
Anlaßkupplungsaktuator 19e auslösbar. In gleicher Weise erfolgt das Anfahren des
Kraftfahrzeuges durch ein Schließen der Anfahrkupplung 6, das durch ein über den
Anfahrkupplungsaktuator 19f steuerbares Öffnen des Steuerventils 13' erfolgt.
1
Vorrichtung (zur Steuerung eines Startvorganges)
2
Verbrennungsmotor
3
Schwungscheibe
4
Fahrzeuggetriebe
5
Anlaßkupplung
6
Anfahrkupplung
7
Elektromaschine
8
Hydrauliksystem
9
Drucktank
10
Elektromotor
11
Ölpumpe
12
Vorratsbehälter
13
Steuerventil (der Anlaßkupplung)
13
' Steuerventil (der Anfahrkupplung)
14
Schaltventil
15
Steuergerät
16
Eingangssteuerleitung
17
Sensor
17
a Drucksensor
17
b Schließsensor
17
c Sitzsensor
17
d Schaltsensor
17
e Bremssensor
17
f Getriebesensor
17
g Fahrpedalsensor
18
Ausgangssteuerleitung
19
Aktuator
19
a Pumpenschalter
19
b Schwungantriebsschalter
19
c Druckventilschalter
19
d Bremsaktuator
19
e Anlaßkupplungsaktuator
19
f Anfahrkupplungsaktuator
20
Fahrzeugbatterie
21
Steuerleitung
22
Zeitmeßgerät
Claims (16)
1. Verfahren zur Steuerung eines Startvorganges eines Verbrennungsmotors,
insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Kurzzeitenergiespeicher vor
einem Anlassen des Verbrennungsmotors (2) geladen und zum Anlassen entladen
wird, dadurch gekennzeichnet, daß zeitlich vor dem Anlassen ein erstes
Inbetriebnahmesignal ausgelöst wird, und daß nach dem Inbetriebnahmesignal und
vor dem Anlassen Sicherheitsfunktionen durchgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Sicherheitsfunktionen eine Betätigung einer Bremse und ein Trennen einer
Anfahrkupplung (6) umfassen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Laden des
Kurzzeitenergiespeichers und vor der Durchführung der Sicherheitsfunktionen
Hilfsenergie bereitgestellt wird, und daß die Hilfsenergie zur Betätigung der Bremse
und/oder zum Trennen der Anfahrkupplung (6) genutzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste
Inbetriebnahmesignal durch einen ersten Sensor ausgelöst wird, daß der erste
Sensor (17) durch ein Öffnen und/oder Schließen einer Fahrertür des
Kraftfahrzeuges zur Auslösung des ersten Inbetriebnahmesignales veranlaßt wird,
und daß nach der Auslösung des ersten Inbetriebnahmesignales die Hilfsenergie
bereitgestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Laden des Kurzzeitenergiespeichers nach einem durch einen zweiten Sensor (17)
ausgelösten zweiten Inbetriebnahmesignal und/oder nach einer Betätigung eines
Zündschalters erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Direktstartvorrichtung verwendet wird, und daß die Durchführung der
Sicherheitsfunktionen und das Anlassen des Verbrennungsmotors (2) nach einem
Einlegen einer Anfahrfahrstufe und einer Betätigung eines Fahrpedales erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Impulsstartvorrichtung Verwendung findet, und daß die Durchführung der
Sicherheitsfunktionen nach dem durch den zweiten Sensor (17) ausgelösten
zweiten Inbetriebnahmesignal und/oder nach der Betätigung des Zündschalters
erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlassen des
Verbrennungsmotors (2) nach dem Einlegen einer der Anfahrfahrstufen und der
Betätigung des Fahrpedales erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite
Sensor (17) eine Benutzung eines Fahrersitzes detektiert.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Zeitdauer ab dem ersten oder zweiten Inbetriebnahmesignal oder ab der
Betätigung des Zündschalters gemessen wird, und daß mit Ablauf einer
vorgegebenen Abstellzeit ohne ein erfolgtes Anlassen des Verbrennungsmotors
(17) der Startvorgang abgebrochen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbruch des
Startvorganges eine Beendigung der Bereitstellung der Hilfsenergie und des
Ladens des Kurzzeitenergiespeichers beinhaltet.
12. Vorrichtung zur Steuerung eines Startvorganges eines Verbrennungsmotors,
insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Kurzzeitenergiespeicher, der vor
einem Anlassen des Verbrennungsmotors (2) ladbar und zum Anlassen entladbar
ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuergerät (15) vorgesehen ist, durch das
nach einer Auslösung eines Inbetriebnahmesignales vor dem Anlassen eine
Durchführung von Sicherheitsfunktionen veranlaßbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß von dem
Steuergerät (15) ansteuerbare Aktuatoren (19) zur Betätigung einer Bremse und
einer Anfahrkupplung (6) vorhanden sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster
Sensor (17) zur Registrierung einer Betätigung einer Fahrertür und/oder ein
zweiter Sensor (17) zur Registrierung einer Benutzung eines Fahrersitzes und/
oder ein Zündschalter zur Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
ein der Bremse zugeordneter Bremssensor (17e) und/oder ein der
Anfahrkupplung zugeordneter Kupplungssensor vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß
ein einem Fahrzeuggetriebe (4) zugeordneter Getriebesensor (17f) und/oder ein
einem Fahrpedal zugeordneter Fahrpedalsensor (17g) vorgesehen ist.
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