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"Antriebssteuereinrichtung"
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Die Erfindung betrifft eine Antriebssteuereinrichtung, insbesondere
für ein mit Verbrennungsmotor betriebenes Fahrzeug, mit Meßmitteln zum Erfassen
des Betriebszustands sowie mit Schaltmitteln zum Anhalten und Starten des Äntriebes.
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Da auch eine im Leerlauf arbeitende Antriebsmaschine Energie verbraucht
und gegebenenfalls die Umwelt belastende Schadstoffe abgibt und/oder störenden ta'rm
erzeugt, besteht zunehmend das Bestreben, die Maschine in den Zeiten, in denen Arbeit
nicht geleistet werden soll, abzuschalten.
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Dabei ergeben sich Schwierigkeiten dann, wenn das erneute Einschalten
zeit- oder energieaufwendig bzw. umweltschädigend ist. In diesem Sinne haben Versuche
ergeben, daß es bei einem Ottomotor günstig ist, den Antrieb bei Haltezeiten von
mehr als 15 Sekunden abzuschalten, während diese Wartezeit bei Dieselmotoren mehr
als 60 Sekunden betragen kann.
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Beim Abschalten eines Kraftfahrzeugmotors ist ferner zu beachten,
daß nicht alle Funktionen gesperrt werden dür-.
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fen, wenn ein schnelles Wiedereinschalten gewünscht wird oder beispielsweise
bei einem bei Dunkelheit haltenden Fahrzeug das Fahrlicht eingeschaltet bleiben
soll. Aus diesem Grunde wurde bereits eine sogenannte Start-Stop-Anlage entwickelt,
mit deren Hilfe es beim Automobil mögLich ist, den Antrieb bei voll eingeschalteter
Zündung abzuschalten.
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enn eine derartige Start-Stop-Anlage als 'tEinschalth1opf'' z.B. über
eine Kupplungs- oder Bremspedaleinschaltung verfügt, kann der Antrieb ohne Betätigung
des Zündschlüssels, also fast augenblicklich durch Treten des Pedals wieder in Betrieb
gesetzt werden.
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Jedoch bestehen bei dieser Lösung folgende Probleme: Es bleibt dem
Benutzer überlassen zu bestimmen, ob der Motor über die Start-Stop-Anlage abgeschaltet
werden soll oder nicht und wann nach dem Abschalten des Antriebes der günstigste
Zeitpunkt für das Wiederanschalten gegeben ist.
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Insbesondere ist der normale Maschinen- bzw. Bahrzeugführer überfordert,
wenn er entscheiden soll, ob das Abschalten im Einzelfall sinnvoll ist. Vielfach
wird dabei die Möglichkeit des Abschaltens des Antriebs nicht oder verspätet in
Betracht gezogen bzw. das Anschalten des Motors verfrüht und unter unwirtschaftlichen
Voraussetzungen und erhöhter Abgabe von schädlichen Abgasen vorgenommen. Auch birgt
das Einschalten des Antriebes über den Gaspedalschalter Gefahren. Das zu diesem
Zweck notwendige Durchtreten des Gaspedals kann bewirken, daß dem Motor übermäßig
viel Kraftstoff zugeführt wird, der dann beim Startvorgang zum Teil als Energieüberschuß
und in Form von erhöhtem Abgasausstoß ungenutzt an die Umwelt abgegeben wird. Schließlich
besteht die Gefahr, daß bei eingelegtem Gang und nicht entkuppeltem Getriebe, das
Fahrzeug unbeabsichtigt in Bewegung gesetzt wird, wenn die Zündung noch eingeschaltet
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Feststellen,
zur Anzeige sowie zur direkten oder indirekten Funktionsunterbrechung des jeweiligen
Antriebs zu schaffen, die bei Vorliegen und/oder Eintreten bestimmter objektiv zu
messender Bedingungen automatisch ein Signal zum Ab- oder Anschalten des Antriebes
abgibt, wobei der Antrieb bei nichtunterbrochenem Zündstrom mit Hilfe eines
über
das Eupplungs- oder Bremspedal zu betätigenden Schalters anzuschalten bzw. wiederanzuschalten
ist. Die erfindungsgemäße Lösung besteht für die eingangs beschriebene, Meßmittel
zum Erfassen des Betriebszustandes und Schaltmittel zum Anhalten und Starten des
Antriebes aufweisende Antriebssteuereinrichtung darin, daß dem jeweiligen Meßmittel
ein auf einen ein erfaßtes Meßsignal verarbeitenden Rechner geschalteter Impulsgeber
zugeordnet ist und daß dem Rechner ein Signalgeber nachgeschaltet ist. Verbesserungen
und weitere Ausgestaltung der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.
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Durch die Erfindung wird eine Steuereinrichtung zum Ab- und Anschalten
eines Antriebs in Abhängigkeit von dem objektiv erfaßten Funktionszustand des Antriebs
und eventuell zugehöriger oder mitbewegter Bauteile geschaffen. Zunächst wird also
der Funktionszustand ermittelt, dann werden die Meßergebnisse einem Rechner zugeführt,
der nach Erfassung, Ordnung und Auswertung der-eingehenden Steuersignale einen Steuerimpuls
an ein nachgeschaltetes Relais abgibt. Je nach Art des Signale kann das Relais dabei
unmittelbar oder über ein Zeiterfassungs- und Zeitverzögerungsglied beaufschlagt
werden. Wenn der Maschinen- oder Fehrzeugführer das durch das Relais eingeschaltete
Steuersignal wahrnimmt, z.B. sieht oder hört, kann er den Antrieb selbst über den
Zündschalter oder eine Einrichtung nach Art der genannten Start-Stop-Anlagen, anhalten
bzw. einschalten.
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Gemäß weiterer Erfindung ist es aber auch möglich, das Relais unmittelbar
auf den Zündschalter oder auf die Start-Stop-Anlage zu schalten, so daß ein automatisches
Anhalten des Antriebes erfolgt. Das erneute Starten des Antriebes erfolgt dann entweder
durch Betätigung des Zündschlosses, des Einschalters der Start-Stop-Anlage bzw.
durch Betätigen
des "Pedal'1-Schalters am Eupplungs- oder Bremspedal
(letzteres bei Kraft?ahrzeugantrieben mit automatischem Getriebe).
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Zum erneuten Anlassen des Antriebes ermittelt ein im Rechner erzeugtes
Steuersignal den jeweils günstigsten Zeitpunkt zum temporalen Abstandspunkt des
letzten Abstellens des Antriebes. Der Verlauf dazu wird vorzugsweise auf einem Display
optisch angezeigt und/oder akustisch dargestellt.
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Anhand der schematischen Darstellung in der Zeichnung werden weitere
Einzelheiten der Erfindung erläutert.
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Im Ausführungsbeispiel dienen vier Impulsgeber 1 bis 4 dazu, Meßsignale
an einen Rechner 5 zu liefern. Dem Rechner 5 wird - bei eventuell zwischengeschaltetem
Zeiterfassungs-und Zeitverzögerungsglied 6 - ein Relais 7 nachgeschaltet.
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Auf das Relais 7 können -ein oder mehrere Signalgeber 8 bis 14 geschaltet
werden.
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Im Ausführungsbeispiel wird angenommen, der Impulsgeber 1 diene dazu,
ein Steuersignal aus der Zündanlage eines Verbrennungsmotors zu erfassen und an
den Rechner 5 zu übermitteln. Beispielsweise kann das Signal eine Information darüber
enthalten, ob die Zündung eingeschaltet ist oder nicht. Der symbolisch dargestellte
Impulsgeber 2 soll dazu dienen, einen Steuerimpuls aus dem Antriebs- oder Fahrzeugbewegungsbereich
zu erfassen und zu übermitteln. Beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug kann auf
diese Weise der Rechner 5 darüber informiert werden, ob das Fahrzeug fährt oder
steht. Der Impulsgeber 3 gemäß Ausführungsbeispiel übermittelt Steuerimpulse aus
dem Motortemperaturbereich eines Verbrennungsmotors. Beispielsweise kann eine Information
darüber weitergeleitet werden, wie weit die tatsächliche Motortemperatur von der
Normaltemperatur abweicht.
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Schließlich können dem Rechner 5 über einen Impulsgeber 4 Informationen
aus dem Türkontaktbereich übermittelt werden.
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Ebenso speichert der Rechner zeitweise alle Informationen, die er
selbst als Steuersignal direkt oder indirekt an die Signalgeber 8 bis 11 ausgegeben
hat, um dann weitere Informationen und Signale an die Signalgeber 13 und 14 zu leiten.
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Zahlreiche weitere Messungen an den Antriebseinrichtungen oder nachgeschalteten
Einrichtungen können erfaßt und in den Rechner eingegeben werden.
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Der Rechner 5 dient dazu, die beispielsweise aus den Impulsgebern
1 bis 4 eingehenden Steuersignale zu. erfassen, zu ordnen und auszuwerten und mit
der Wirkungsweise der weitergeleiteten Steuerimpulse hinsichtlich der Veränderung
bei den Impulsgebern 1 bis 4 zu vergleichen, sowie bei Vorliegen bestimmter Bedingungen
einen Steuerimpuls an ein nachgeschaltetes Relais 7, Signalgeber 8 bis 14 abzugeben.
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Zwischen den Rechner 5 und das Relais 7 kann für bestimmte Steuersignale
ein Zeiterfassungs- und Zeitverzögerungsglied 6 eingeschaltet werden. Hier wird
beispielsweise der Zeitraum erfaßt, indem ein Steuersignal an die Signalgeber 8
bis 11 weitergeleitet wurde, um daraus resultierend weitere Informationen an den
Rechner zurückzugeben, damit Steuersignale an die Signalgeber 1» und 14 gerichtet
werden können. Die bis zur Weitergabe eines Signals erforderliche Zeitverzögerung
ist von verschiedenen Kriterien abhängig.
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Beispielsweise muß berücksichtigt werden, welcher Art der jeweilig
abzuschaltende Antrieb ist; bei einem Ottomotor etwa kann eine viel kürzere Standzeit
zum Abschalten ausreichen als bei einem Dieselmotor. Wichtig ist für das Abschalten
auch die derzeitige Betriebstemperatur; bei einem noch kalten Verbrennungsmotor
lohnt es sich,viel früher abzuschalten als bei einem heißen Motor. Schließlich ist
beispielsweise eine Zeitverzögerung nicht erforderlich, wenn die Fahrertür (zum
Zwecke des Aussteigens) geöffnet wird und der ein entsprechendes Meßsignal weiterleitende
Impulsgeber 4 entsprechend beaufschlagt wird.
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Nach dem auf die vorbechriebene Weise yeranlaßten Anziehen des dem
Rechner 5 bzw. Zeiterfassungs- und Zeitverzögerungsglied 6 nachgeschalte Relais
7 erfolgt durch dieses eine Intervallsteuerung eines oder mehrerer der Signalgeber
8 bis 11 und 13. Beispielsweise dient der Signalgeber 8 dazu, ein optisches Signal
im Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs,
in einem Infobord oder
in einem zusätzlichen Instrument oder Display in Form eines speziellen Symbols in
Piktogrammform zu erzeugen. Es kann aber auch der Signalgeber 9 (stattdessen oder
zusätzlich) vorgesehen werden, der ein akustisches Signal im gleichen oder getrennten
Instrument oder über einen Autoradiolautsprecher, insbesondere in Form eines Summ-
oder Pieptons erzeugt. Ebenso kann über einen Signalgeber 10 eine Aufforderung zum
Abschalten des Antriebs über einen Sprachbaustein moduliert oder erzeugt werden.
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Beispielsweise können die Wörter "Stop Motor11 von einem Sprachcomputer
gesprochen werden. Derartige Wörter können aber auch als Textdisplay in Form eines
optischen Signals dargestellt werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann das Relais 7 einen Signalgeber 11
ansteuern, der als Impulsgeber den Schalter der Zündanlage oder einer Start-Stop-Anlage
betätigt. Dadurch wird bei Vorliegen bestimmter Bedingungen ein automatisches Abschalten
erreicht. Vorteilhaft ist eine solche automatische Abschalteinrichtung insbesondere
dann, wenn das Fahrzeug als "Sinschaltknopf" über eine 11Pedal11-Einschaltung über
einen Pedal-Schalter 12 verfügt, derart, daß der Antrieb durch Betätigung des Eupplungspedals
bei Bahrzeugen mit Schaltgetriebe bzw. durch Betätigung des Bremspedals bei Fahrzeugen
mit Automatikgetriebe oder eines sonstigen Regelhebels wieder einzuschalten ist.
Die Pedal-Einschaltung wird durch vollständiges Niederdrücken des Kupplungs- bzw.
Bremspedals aktiviert. Ein Sperrsignalgeber 14 verhindert, daß bei bereits laufendem
Antrieb durch die Betätigung des Pedal-Schalters 12 ein zusätzlicher Steuerimpuls
an den Antrieb übergeht. Die Aktivierung des Sperrsignalgebers 14 geschieht durch
Steuerimpuls über den-Rechner 5.
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Der Signalgeber 13 empfängt die Steuerinformationen aus dem
Rechner
5 und zeigt mittels optischer Anzeige in Form eines Displays oder Skala optisch
und/oder akustisch an, welcher jeweilige Status in Bezug auf die wirtschaftliche
und umweltgerechte Wiederinbetriebsetzung des Antriebes derzeit vorherrscht und
gibt den günstigsten Zeitpunkt zum erneuten Starten des Antriebes ber das Display
oder Signal optisch oder akustisch an.
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In jedem Falle kann es zweckmäßig sein, einen Regler 15 zum Einstellen
der Lichtstärke bzw. Lautstärke der von den Signalgebern 8 bis 10 und 13 abgegebenen
Signale vorzusehen.
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Die vorliegende Einrichtung ist mit relativ geringem Aufwand herzustellen,
da die Meßstellen, an denen die Impulsgeber 1 bis 4 ihre Daten erfassen, in der
Regel, insbesondere bei einem Kraftfahrzeug, vorhanden sind. Erforderlich ist also
lediglich der Rechner mit den zugeordneten Leitungen und den nachgeschalteten Relais
sowie einem oder mehreren Signalgebern.
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