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Automatisches Motorabschalt/Wiederanlaßsvstem
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Die Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Motorabschalt/Wiederanlaßsystem
zum automatischen Abschalten und Wiederanlassen eines Motors bzw. der Brennkraftmaschine
eines Kraftfahrzeugs.
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Wenn im Stadtverkehr beim Halten eines Fahrzeugs an Kreuzungen und
dergleichen zur Beachtung von Verkehrssignalen jeweils der Motor abgeschaltet wird,
muß vor der Weiterfahrt stets ein erneuter Wiederanlaßvorgang erfolgen, was einerseits
beschwerlich und mit gewissen Unsicherheiten verbunden ist und andererseits das
Anfahren des Fahrzeugs verzögert. Da im Stadtverkehr die Halte- bzw. Wartezeiten
eines Fahrzeugs im allgemeinen einen ziemlich hohen Prozentsatz der Gesamtbetriebszeit
in Anspruch nehmen, ist die hierbei ausgestoßene Abgasmenge in Verbindung mit dem
im Leerlauf anfallenden Brennstoffverbrauch nicht vernachlässigbar.
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Aus diesem Grunde ist bereits ein automatisches Motorabschalt/ Wiederanlaßsystem
entwickelt worden, durch das beim Stillstand eines Kraftfahrzeugs an einer Kreuzung
oder dergleichen im Stadtverkehr der Motor unter vorgegebenen Bedingungen automatisnb
ahgeschsltet und sodann durch einen üblichen Startvorgang,
wie der
Betätigung eines Kupplungspedals, automatisch wieder angelassen werden kann.
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Bei einem mit einem Schaltgetriebe und einem Handschalthebel ausgestatteten
Kraftfahrzeug ist die Betätigung des Kupplungspedals eine wesentliche Bedingung
für ein automatisches Anlassen des Motors mit Hilfe eines solchen Motorabschalt/Wiederanlaßsystems,
wobei der Anlasser in Abhängigkeit von der Bedingung gestartet wird, daß sich der
Motor im Stillstand befindet. Die Außerbetriebsetzung des Anlassers nach dessen
Start, d.h., die Anlasser-Abschaltung erfolgt hierbei in Abhängigkeit von der Erfüllung
vorgegebener Bedingungen. Bisher erfolgt die Außerbetrieb -setzung des Anlassers
derart, daß bei Rückkehr der Spannung an einem (mit einer Warnlampe verbindbaren)
L-Anschluß eines Spannungsreglers auf einen Bezugsspannungswert ein Anlasserrelais
automatisch abgeschaltet wird. Eine solche Abschaltung des Anlassers in alleiniger
AbhängIgkeit von der am L-Anschlut3 des Spannungsreglers auftretenden Spannung hat
jedoch den Nachteil, daß bei Auftreten von Störungen am Spannungsregler keine Anlasser-Abschaltung
mehr erfolgen kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein automatisches
Motorabschalt/Wiederanlaßsystem derart auszugestalten, daß der Anlasser zuverlässig
abgeschaltet werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen angegebenen Mitteln
gelöst.
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Erfindungsgemäß wird somit in Betracht gezogen, das Anlasserrelais
in Abhängigkeit von der Bedingung abzuschalten, daß von dem L-Anschluß des Spannungsreglers
ein Signal abgegeben wird, welches den Stromerzeugungszustand des Generators oder
das Erreichen eines vorgegebenen Motordrehzahlwertes bezeichnet.
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Im Rahmen der Ermittlung von Betriebszuständen verschiedener Elemente
eines Kraftfahrzeugs und Durchführung eines automatischen Motorabschaltens und -Wiederanlassens
in Abhängigkeit von den auf diese Weise erhaltenen Meßergebnissen wird der Anlasser
somit in Abhängigkeit von der Bedingung außer Betrieb gesetzt bzw. abgeschaltet,
daß die Motcrdrehzahl einen vorgegebenen Wert überschreitet oder daß die Spannung
am L-Anschluß des Spannungsreglers einen vorgegebenen Wert überschreitet. Hierdurch
kann der Anlasser auch bei Störungen am Spannungsregler bzw. einem Ausfall des Spannungsreglers
zuverlässig abgeschaltet werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausfihrungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild des allgemeinen Aufbaus des
automatischen Motorabschalt/Wiederanlaßsystems und Fig. 2 ein Detailschaltbild des
Motc-abschalt/Wiederanlaßsystems gemäß Fig. 1.
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In Fig. 1 ist der allgemeine Aufbau des automatischen Motorabschalt/Wiederanlaßsystems
in Form eines Blockschaltbildes veranschaulicht. Gemäß Fig. 1 umfaßt das automatische
Motorabschalt/Wiederanlaßsystem als Zentraleinheit eine mit verschiedenen Meßfühlern
und Sensoren verbundene Steuerschaltung 1, von der eine Vielzahl von Schaltern und
mehrere Relais steuerbar sind. Die Steuerschaltung 1 erhält somit die Meßsignale
der Meßfühler und Sensoren und kann aus einer speziellen Schaltungsanordnung oder
aber einem Mikrorechner bestehen. Ein Hauptschalter 10 dient zum Setzen bzw. Einschalten
und Aufheben bzw.
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Abschalten einer r;tion zum automatischen Abschalten und Wiederanlassen
des Motors, die nachstehend vereinfacht als Motorabschalt/Wiederanlaßfunktion bezeichnet
ist.
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Wenn der Hauptschalter 10 nach einem In üblicher Weise erfolgten Anlassen
des Motors betätigt bzw. gedrückt wird, wird die Motorabschalt/Wiederanlaßfunktion
gesetzt bzw.
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eingeschaltet. Wird der Hauptschalter 10 nach erfolgtem Setzen der
Motorabschalt/Wiederanlaßfunktion erneut betätigt bzw. gedrückt, wird der Setz-
bzw. Einschaltzustand der Motorabschalt/Wiederanlaßfunktion aufgehoben. Darüberhinaus
wird der Setz- bzw. Einschaltzustand der Motorabschalt/ Wiederanlaßfunktion unter
weiteren vorgegebenen Bedingungen automatisch aufgehoben, auf die nachstehend noch
näher eingegangen wird.
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Ein Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 12 findet für die Ermittlung Verwendung,
ob das Fahrzeug sich in Bewegung oder im Stillstand befindet, wobei das Ausgangssignal
des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers 12 in die Beurteilung einbezogen wird, ob der
Motor automatisch abgeschaltet worden ist oder nicht. Eine Zündschaltung 14 führt
den jeweiligen Zylindern des Motors zugeordneten Zündkerzen in vorgegebenen
Zeiten
eine Hochspannung zu, wobei die von der Zündschaltung 14 abgegebenen Zündimpulssignale
von der Steuerschaltung 1 als Motordrehzahlsignale verarbeitet werden. Wie nachstehend
noch näher beschrieben ist, finden die Motordrehzahlsignale zur Beurteilung der
jeweiligen Bedingungen für das Setzen bzw. Einschalten der MotorabschaltjWiederanlaßfunktion,
die automatische Motorabschaltung, das automatische Wiederanlassen des Motors und
die Aufhebung des Setz- bzw. Einschaltzustandes der Motorabschalt/Wiederanlaßfunktion
Verwendung. Ein Kupplungspedal 16 kann vom Fahrer vor der Betätigung eines Schalthebels
durchgetreten werden, wobei in Abhängigkeit von dem Betätigungsausmaß des Kupplungspedals
ein oberer Kuplungsschalter 18A und ein unterer Kupplungsschalter. 183 betätigt
werden. Der obere Kupplungsschalter 18A wird eingeschaltet bzw. geschlossen, wenn
das Kupplungstedal 16 bis zu eInem vorgegebenen Prozentsatz (von z.B. 302 oder mehr)
des vollen Pedalwegs durchgetreten ist, woraufhin ein Signal an die Steuerschaltung
1 abgegeben wird, aufgrund dessen die Regelung eine Motorabschaltung zu verhindern
hat. Bei vollem Durchtreten des Kupplungspedals 16 wird der untere >upplungsschalter
18B geschlossen bzw. eingeschaltet und führt der Steuerschaltung 1 ein Signal zu,
das ein automatisches Anlassen des Motors ermöglicht.
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Der Motor ist außerdem mit einem Wassertemperaturfühler 22 zur Ermittlung
der Motorkühlwassertemperatur und einem öldruckschalter 24 zur Ermittlung des Motoröldrucks
versehen, deren Meßsignale der Steuerschaltung 1 zugeführt werden. Ein Generator
26 dient zur Aufladung einer Fahrzeugbatterie und gibt über einen L-Anschluß ein
Spannungssignal an die Steuerschaltung 1 ab, das einer Warnlampe zuzuführen ist.
Außerdem werden der Steuerschaltung 1 ein Spannungswert der Fahrzeugbatterie als
Signal 28 und ein
Ausgangssignal eines Magnetschalters 30 zugeführt.
Der Magnetschalter 30 dient zur Steuerung einer Klimaanlage und ist eingeschaltet
bzw. geschlossen, wenn die Klimaanlage in Betrieb ist. Darüberhinaus werden der
Steuerschaltung 1 die Ausgangssignale eines Frontscheinwerferschalters 32, eines
Scheibenwischerschalters 34, eines Fahrtrichtunqssiqnslschalters 36, eines Steigungs/Gefällefühlers
51, eines Leerlaufschalters 52 und eines Nebelscheinwerferschalters 54 zugeführt.
Der Frontscheinwerferschalter 32 dient zum Einschalten und Abschalten der Frontscheinwerfer,
während der Scheibenwischerschalter 34 zur Ermittlung des Betriebszustandes der
Scheibenwischeranlage dient. Da mit den Schaltern 30, 32 und 34 jeweils hohe elektrische
Lasten verbunden sind, läßt sich über den Einschaltzustand dieser Schalter ermitteln,
ob eine hohe elektrische Last auf die Batterie wirkt. Der Fahrtrichtungssignalschalter
36 dient zur Ermittlung eines Linksabbiegungszustandes (Rechtsabbiegungszustandes
bei Linksverkehr) des Fahrzeugs, wobei sein Ausgangssignal für die Beurteilung ausgewertet
wird, ob die Bedingungen für eine automatische Motorabschaltung erfüllt sind oder
nicht.
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Ein Türschalter 38 findet für die Ermittlung Verwendung, ob die dem
Fahrersitz zugeordnete Fahrzeugtür geöffnet oder geschlossen ist, wobei sein Ausgangssignal
für die Beurteilung ausgewertet wird, ob die Setz- bzw. Einschaltbedingungen und
die Aufhebungsbedingungen für die Motorabschalt/Wiederanlaßfunktion erfüllt sind
oder nicht. Der Steigungs/Gefällefühler 51 findet für die Ermittlung Verwendung,
ob der Gradient einer Fahrbahn, auf der das Fahrzeug zum Stillstand gebracht wird,
einen vorgegebenen Wert (von z.B. 2°) überschreitet oder nicht, und wird eingeschaltet,
wenn der Gradient über dem vorgegebenen Wert liegt. Der Leerlaufschalter 52 findet
für die Ermittlung
Verwendung, ob der Motor im Leerlauf betrieben
wird oder nicht, und wird im Leerlaufzustand des Motors eingeschaltet.
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Der Nebelscheinwerferschalter 54 findet für die Ermittlung Verwendung,
ob eine Nebelscheinwerferanlage in Betrieb genommen ist oder nicht.
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Wenn die vorgegebenen Bedingungen erfüllt sind und die Motorabschalt/Wiederanlaßfunktion
über den Hauptschalter 10 gesetzt bzw. eingeschaltet worden ist, erfolgt das automatische
Abschalten und Wiederanlassen des Motors 20 folgendermG3en .
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Sind die Bedingungen für ein Abschalten des Motors 20 erfüllt, führt
die Steuerschaltung 1 ein Moto-abschaltsignal 44 einem Brennstoffunterbrechungsrelals
40 zu, das wiederum einem nicht dargestellten Brennstoffunterbrechungssolenoiden
des Brennstoffzuführungssystems des Motors 20 ein Brennstoffunterbrechungssignal
50 und der Zündschaltung 14 ein Zündungsunterbrechungssignal 60 zum Abschalten des
Motors zuführt. Zur Erzielung einer automatischen Motorabschaltung kann jedoch auch
nur eine Zündungsunterbrechung ohne Unterbrechung der Brennstoffzufuhr in Betracht
gezogen werden.
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In diesem Falle besteht allerdings der Nachteil, daß aufgrund eines
möglichen Weiterlaurens des Motors eine Verschlechterung des Fahrverhaltens des
Fahrzeugs auftritt.
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Wenn dagegen bei eingeschalteter Motorabschalt/Wiederanlaßfunktion
und abgeschaltetem Motor das Kupplungspedal 16 voll durchgetreten wird, wird der
untere Kupplungsschalter 18B geschlossen bzw. eingeschaltet. Wenn hierbei andere
als die vorstehend beschriebenen Bedingungen erfüllt sind (auf die nachstehend noch
näher eingegangen wird), führt die Steuerschaltung 1 einem Anlasserrelais 41
ein
Motorstartsignal 46 zu, wodurch ein Anlasser 42 mit einem Batteriestrom 70 beaufschlagt
wird, so daß der Motor 20 angelassen werden kann.
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In Fig. 2 ist ein wesentlicher Abschnitt des Motorabschalt/ Wiederar.laßsystems
in Form eines Schaltbildes veranschaulicht. Gleiche oder ähnliche Elemente sind
mit den gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 1 bezeichnet. Die von der Zündschaltung
14 abgegebenen Zündimpulssignale und die am L-Anschluß eines Spannungsreglers 55
auftretende Spannung werden der Steuerschaltung 1 als Steuerdaten zugeführt.
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In Abhängigkeit von der Erfüllung der Bedingungen, daß der Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler
12 die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ermittelt, das Kupplungspedal durchgetreten
ist, die Spannung am L-Anschluß des Spannungsreglers 55 einen niedrigen Pegel aufweist
und die Motordrehzahl (die von der Steuerschaltung 1 auf der Basis der Zündimpulssignale
berechnet wird) einen Bezugsdrehzahlwert (z.B. 200 min 1) erreicht oder darunter
liegt, gibt die Steuerschaltung 1 das Motorstartsignai 46 ab. Das Anlasserrelais
41 wird durch das Motorstartsignal 46 über den oberen Kupplungsschalter 18A und
den unteren upplungsschalter 18B erregt.
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Beim Einschalten des Anlasserrelais 41 wird der Anlasser 42 mit Batteriestrom
versorgt und damit gestartet. Wenn der Motor 20 durch das Starten des Anlassers
42 angelassen wird, gibt der mit dem Motor verbundene Generator 26 eine Spannung
ab, wodurch die Spannung am L-Anschluß des Spannungsreglers 55 ansteigt.
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Wenn die Motordrehza;.l den Bezugsdrehzahlwert erreicht, weist die
Spannung am L-Anschluß des Spannungsreglers 55 einen hohen Pegel auf. In Abhängigkeit
von der Erfüllung der Bedingung, daß entweder die Motordrehzahl gleich der Bezugsdrehzahl
ist, oder die Spannung am L-Anschluß des
Spannungsreglers 55 ihren
hohen Pegel erreicht hat, unterbricht die Steuerschaltung 1 das Motorstartsignal
46, wodurch die Stromzufuhr zu dem Anlasser 42 unterbrochen wird.
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Wenn der über den Anlasser 42 angelassene Motor sich selbst in Drehung
versetzt, steigt die Spannung am L-Anschluß des Spannungsreglers 55 an, wobei gleichzeitig
auch die Motordrehzahl ansteigt. Wird die Anlasser-Abschaltung somit in Abhängigkeit
vom Vorliegen einer ODER-Bedingung vorgenommen, so kann der Anlasser auch bei Störungen
am Spannungsregler zuverlässig abgeschaltet werden.
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Mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Motorabschalt/ Wiederanlaßsystems
läßt sich somit eine übermäßig lange Betätigung des Anlassers zuverlässig verhindern
und der Sicherheitsfaktor in Bezug auf Störungen und Ausfälle des Spannungsreglers
wesentlich erhöhen.