EP2491240A1 - Verfahren und vorrichtung zur verbesserung des wiederstartens eines mit start-stopp-betrieb ausgestatteten fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur verbesserung des wiederstartens eines mit start-stopp-betrieb ausgestatteten fahrzeugs

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EP2491240A1
EP2491240A1 EP10751635A EP10751635A EP2491240A1 EP 2491240 A1 EP2491240 A1 EP 2491240A1 EP 10751635 A EP10751635 A EP 10751635A EP 10751635 A EP10751635 A EP 10751635A EP 2491240 A1 EP2491240 A1 EP 2491240A1
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EP
European Patent Office
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restart
control unit
starter generator
internal combustion
immediate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10751635A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf Jaros
Julian Roesner
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2491240A1 publication Critical patent/EP2491240A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0844—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop with means for restarting the engine directly after an engine stop request, e.g. caused by change of driver mind
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    • F02D2041/2044—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using pre-magnetisation or post-magnetisation of the coils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/042—Introducing corrections for particular operating conditions for stopping the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
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    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/131—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for improving the restart of a vehicle equipped with start-stop operation.
  • start-stop system Systems for stopping and restarting internal combustion engines, in particular for the purpose of reducing fuel consumption and exhaust emissions, have become known as the start-stop system.
  • a device for improving the start-stop operation of a vehicle is known.
  • This has a starter generator of the vehicle associated and connected to the electrical system of the vehicle exciter winding and a control unit.
  • the control signals provided by the control unit influence the exciting current flowing through the excitation winding.
  • the control unit provides control signals, on the basis of which the excitation winding in the stop phase is supplied with a pre-excitation current.
  • a method for biasing an electric machine for an automatic start of an internal combustion engine of a motor vehicle with automatic start-stop system is known.
  • the electric machine is biased.
  • At least one of the parameters is the start time of the magnetization, amount of the bias current and duration for which a magnetizing current is activated, variable.
  • a method for improving the restarting of a vehicle equipped with start-stop operation with the features specified in claim 1, on the other hand, has the advantage that in the case of a restart request occurring during the coasting of the internal combustion engine, the time to restart is kept as small as possible while ensuring that material loads are reduced and material destruction is avoided.
  • the safety of road traffic is improved because in the event of a re-start request that already occurs during the coasting of the internal combustion engine, the internal combustion engine can be restarted faster. As a result, the time span within which the vehicle can not be moved out of a danger zone is reduced. Continue Improved customer acceptance of start-stop systems. In particular, the invention leads to a reproducible starting behavior.
  • Figure 1 is a flowchart for explaining a method for improving the restart of a vehicle equipped with start-stop operation vehicle
  • Figure 2 is a block diagram of an apparatus for improving the restart of a vehicle equipped with start-stop operation.
  • the invention relates to a method for improving the re-start of a vehicle equipped with start-stop operation excitation winding having a starter generator of the vehicle and a control unit, is influenced by the control signals of the current flowing through the field winding excitation current, and in which the control unit in a stop phase of the start-stop operation provides control signals, due to which the excitation winding is applied in the stop phase with a Vorerregerstrom, wherein the control unit checks in the presence of occurring during the running out of the engine restart request, if an immediate restart possible and useful is, in the case of a possible and meaningful immediate re-start an immediate re-start in the way and delayed in the event of an impossibility and / or not meaningful immediate re-start the re-start.
  • FIG. 1 is a flowchart for explaining a method for improving the restarting of a vehicle equipped with start-stop operation.
  • the illustrated method assumes that the internal combustion engine of the vehicle is in operation.
  • a query is made as to whether there is a request to switch to the stop mode.
  • This request derung comes from a control unit, not shown in the figure 1 and is automatically generated for example at a traffic light stop when predetermined stop conditions are met. This includes, for example, falling below a predetermined speed limit while simultaneously pressing the vehicle brake.
  • step S3 the starter generator of the vehicle, which is a belt-driven starter generator or a directly mounted starter generator, is brought into the ready to start state.
  • This ready-to-start status enables rapid torque build-up in the event of a restart request occurring during the run-out of the internal combustion engine.
  • the excitation current is turned on. Full excitation is possible but not required. Consequently, a partial excitation is preferably set. This partial excitation is preferably variable depending on the current operating state of the vehicle.
  • a query is made in a step S4 whether a restart request is present.
  • a restart request is triggered, for example, by an actuation of the accelerator pedal.
  • step S5 If there is no restart request, then it is ensured in a step S5 that the starter generator, whose excitation winding is supplied with an excitation current, neither outputs an undesirably high electrical power nor an undesirably high mechanical power.
  • the starter generator is actively controlled by means of a controlled torque output for the purpose of influencing the run-out behavior.
  • the outlet of the engine is controlled either driving or braking, for example, for the purpose of a gentle spout or for the purpose of positioning the crankshaft in a desired angular position.
  • a passive behavior of the starter generator can also be brought about by controlling the stator of the starter generator in such a way that the starter generator behaves as neutral as possible at its mechanical interface.
  • a query is made as to whether the starter generator has come to a standstill. If this is the case, then, according to a step S7, the starter generator is kept in the ready to start state by ensuring that an excitation current remains in order to accelerate a possibly occurring restart.
  • the height of the excitation current can be less than maximum.
  • a variable adjustment of this excitation current in dependence on the current operating state of the internal combustion engine.
  • step S8 a query is made in a step S8 as to whether an immediate restart is possible and meaningful.
  • a criterion for whether an immediate restart is possible and useful it is checked whether the current speed of the internal combustion engine is within a predetermined speed range. Alternatively or additionally, it is checked whether the crankshaft angle is within a predetermined angular range. Alternatively or additionally, serves as a criterion for whether an immediate restart is possible and useful, the current state of the electrical system and the nature and performance of the internal combustion engine.
  • An impossible and not sensible immediate restart is recognized, for example, when the instantaneous rotational speed of the internal combustion engine lies in the region of the resonance frequency of the dual-mass flywheel arranged on the crankshaft.
  • a possible and meaningful immediate restart is recognized, for example, if the instantaneous crankshaft angle is such that the compression work can be used and the instantaneous speed of the internal combustion engine is within a desired speed range.
  • a possible and meaningful immediate restart is also recognized, for example, when there are special operating states of the internal combustion engine or of the vehicle drive train. For example, it is possible to wait until a throttle valve or another actuator on the internal combustion engine is set such that there is a favorable condition for a restart.
  • step S9 the playback start is initiated by the starter being correspondingly activated. Since the excitation current is already switched on and provides for a rotor flux, only a corresponding control of the stator is required. Since the time constant of the stator is low, this procedure achieves a considerable time saving on restarting.
  • step S8 If, on the other hand, it is detected in the query in step S8 that an immediate restart is not possible or not sensible, then a query is made in a step S10 as to whether braking of the internal combustion engine is required, preferably with the aid of a braking torque established by the starter generator. This is the case, for example, when the speed of the internal combustion engine is still greater than a predetermined speed threshold value.
  • step S10 If it is detected in the query in step S10 that braking is required, then according to step S1 1 it is ensured that the required braking torque is built up.
  • step S12 it is ensured that the internal combustion engine runs out.
  • the control unit ensures that the starter generator, whose excitation winding is supplied with an exciting current, neither emits nor absorbs an undesirably high electrical power or an undesirably high mechanical power.
  • the starter generator is controlled by means of a controlled rotation in order to influence the run-out behavior. torque output actively activated.
  • the outlet of the engine is controlled either driving or braking, for example, for the purpose of a gentle spout or for the purpose of positioning the crankshaft in a desired angular position.
  • step S1 After performing steps S2, S7, S9, S1 and S12, a return to step S1 occurs. Even if it is detected in the query in step S6 that the starter generator has not come to a standstill, there is a return to step S1.
  • control unit which is designed for carrying out the method described above.
  • This control unit is - as shown below with reference to Figure 2 - via a communication line with other control devices and sensors of the vehicle in connection and is connected via a further line to the starter generator of the vehicle.
  • FIG. 2 is a block diagram of a device for improving the restarting of a vehicle equipped with start-stop operation.
  • the illustrated apparatus comprises a belt-driven starter generator 1, a pulley 2 connected thereto, a drive belt 3, a deflection and tensioning pulley 4, a pulley 5 arranged on the crankshaft of the vehicle, a control unit 6, a line 7, a crankshaft 8 Dual mass flywheel 9 and a communication line 10.
  • the control unit 6 is intended to control the method described with reference to FIG.
  • the starter generator 1 is connected to the crankshaft 8 of the internal combustion engine of the vehicle via a belt drive, which includes the belt pulley 2, the drive belt 3, the deflection and tension pulley 4 and the pulley 5.
  • a flywheel 9 which is preferably a two-mass flywheel mounted. In such a device, it is possible to transfer mechanical power between the crankshaft and the starter generator.
  • the control unit 6 is electrically connected via the line 7 to the starter generator 1. It can also be integrated in the starter generator 1. By means of this control unit 6, the power-side control of the starter generator is realized.
  • the control unit 6 has a built-in semiconductor switches pulse inverter and a logic part. This includes a controller on which using a program code, the above-described method is executed.
  • the control unit 6 is connected via the communication line 10 with other control devices and sensors of the vehicle and exchanges with these data.
  • the control unit 6 communicates with an engine control unit, a transmission control unit, a vehicle electrical system control unit and sensors for detecting the crankshaft angle and the battery condition.
  • the starter generator can also be mounted directly on the internal combustion engine or on the transmission of the motor vehicle.
  • the starter generator is connected by means of a chain, a shaft or a gear to the engine or the transmission.
  • the invention enables a quick restart if there is already a restart request during the run-out of the internal combustion engine.
  • the driver of the motor vehicle can rest assured that the internal combustion engine is always available to him. This is achieved by allowing the starter to accelerate the engine by applying torque before the engine has stalled. This ensures that no disturbing or even material-damaging operating conditions occur.
  • Dual mass flywheels inherently suffer from a resonant frequency because they form a dual mass torsional oscillator.
  • This resonance frequency is usually above the speed at which an internal combustion engine ignites for the first time, but below the idling speed of the internal combustion engine.
  • the resonance range is traversed both at the start and when stopping the engine.
  • a stay of the Crankshaft speed in the resonance range leads to clearly noticeable vibrations of the internal combustion engine. Damage to components up to the destruction of these components can not be ruled out. Operating states of this kind in which damage or even destruction of the components can occur are avoided in the procedure according to the invention.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung des Wiederstartens eines mit Start-Stopp-Betrieb ausgestatteten Fahrzeugs. Zur Beschleunigung des Wiederstartens stellt eine Steuereinheit in einer Stopp-Phase des Start-Stopp-Betriebes Steuersignale bereit, aufgrund welcher die Erregerwicklung in der Stopp-Phase mit einem Vorerregerstrom beaufschlagt wird. Des Weiteren überprüft die Steuereinheit beim Vorliegen einer während des Auslaufens des Verbrennungsmotors auftretenden Wiederstartanforderung, ob ein sofortiger Wiederstart möglich und sinnvoll ist, leitet im Falle eines möglichen und sinnvollen sofortigen Wiederstartes einen sofortigen Wiederstart in die Wege und verzögert im Falle eines nicht möglichen oder nicht sinnvollen sofortigen Wiederstartes den Wiederstart.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Wiederstartens eines mit Start- Stopp-Betrieb ausgestatteten Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung des Wiederstartens eines mit Start-Stopp-Betrieb ausgestatteten Fahrzeugs.
Stand der Technik
Systeme zum Stoppen und Wiederstarten von Verbrennungsmotoren, insbesondere zum Zwecke einer Reduktion des Kraftstoffverbrauches und der Abgasemissionen, sind unter der Bezeichnung Start-Stopp-System bekannt geworden.
Aus der EP 1 469 587 B1 ist eine Vorrichtung zur Verbesserung des Start-Stopp- Betriebes eines Fahrzeugs bekannt. Diese weist eine dem Startergenerator des Fahrzeugs zugeordnete und an das Bordnetz des Fahrzeugs angeschlossene Erregerwicklung sowie eine Steuereinheit auf. Durch die von der Steuereinheit bereitgestellten Steuersignale wird der durch die Erregerwicklung fließende Erregerstrom beeinflusst. In der Stopp-Phase des Start-Stopp-Betriebes stellt die Steuereinheit Steuersignale bereit, aufgrund welcher die Erregerwicklung in der Stopp-Phase mit einem Vorerregerstrom beaufschlagt wird.
Aus der DE 10 2006 057 892 A1 ist ein Verfahren zur Vormagnetisierung einer elektrischen Maschine für einen automatischen Start einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit Start-Stopp-Automatik bekannt. Dabei wird ausgehend von einer durch einen automatischen Motorstopp eingeleiteten Stopp-Phase der Brennkraftmaschine innerhalb dieser Stopp-Phase und vor Vorhandensein einer Startaufforderung für einen automatischen Motorstart die elektrische Maschine vormagnetisiert. Dabei ist zumindest einer der Parameter Startzeitpunkt der Vor- magnetisierung, Betrag des Vormagnetisierungsstroms und Zeitdauer, für die ein Magnetisierungsstrom aktiviert wird, variierbar.
Aus der WO 2009/024724 A1 ist ein weiteres Verfahren zum Stoppen und Wiederstarten eines Kraftfahrzeugs bekannt. Dabei wird zunächst der Verbrennungsmotor gestoppt, ein Erregerstrom für einen vorbestimmten Zeitraum aufrechterhalten und am Ende des vorbestimmten Zeitraums der Erregerstrom abgestellt.
Offenbarung der Erfindung
Ein Verfahren zur Verbesserung des Wiederstartens eines mit Start-Stopp- Betrieb ausgestatteten Fahrzeugs mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen weist demgegenüber den Vorteil auf, dass im Falle einer während des Auslaufens des Verbrennungsmotors auftretenden Wiederstartanforderung die Zeitspanne bis zum Wiederstart so klein wie möglich gehalten wird, wobei sichergestellt ist, dass Materialbelastungen reduziert und eine Materialzerstörung vermieden wird.
Dies gilt insbesondere dann, wenn auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ein Zweimassenschwungrad angeordnet ist. In diesem Falle werden bei Anwendung eines Verfahrens gemäß der Erfindung störende Geräusche und Schwingungen, die durch Resonanzeffekte des Zweimassenschwungrads bedingt sind, reduziert oder ganz vermieden. Dadurch werden auch Kosten gesenkt, da das Zweimassenschwungrad entlastet wird und demzufolge preiswerter dimensioniert werden kann.
Ferner werden eine Reduktion des Kraftstoffverbrauches und eine Reduktion der Abgasreduktionen erreicht. Es kann häufiger als beim Stand der Technik vom Start-Stopp-Betrieb Gebrauch gemacht werden.
Des Weiteren wird die Sicherheit des Straßenverkehrs verbessert, da im Falle einer bereits während des Auslaufens des Verbrennungsmotors auftretenden Wiederstartanforderung der Verbrennungsmotor schneller wieder gestartet werden kann. Dadurch wird die Zeitspanne, innerhalb welcher das Fahrzeug nicht aus einer Gefahrenzone herausbewegt werden kann, reduziert. Weiterhin wird die Kundenakzeptanz von Start-Stopp-Systemen verbessert. Insbesondere führt die Erfindung zu einem reproduzierbaren Startverhalten.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender Erläuterung anhand der Zeichnung. Es zeigt
Figur 1 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Verbesserung des Wiederstartens eines mit Start-Stopp-Betrieb ausgestatteten Fahrzeugs und
Figur 2 eine Blockdarstellung einer Vorrichtung zur Verbesserung des Wiederstartens eines mit Start-Stopp-Betrieb ausgestatteten Fahrzeugs.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Wiederstartens eines mit Start-Stopp-Betrieb ausgestatteten Fahrzeugs, welches eine dem Startergenerator des Fahrzeugs zugeordnete Erregerwicklung sowie eine Steuereinheit aufweist, durch deren Steuersignale der durch die Erregerwicklung fließende Erregerstrom beeinflusst wird, und bei welchem die Steuereinheit in einer Stopp- Phase des Start-Stopp-Betriebes Steuersignale bereitstellt, aufgrund welcher die Erregerwicklung in der Stopp-Phase mit einem Vorerregerstrom beaufschlagt wird, wobei die Steuereinheit beim Vorliegen einer während des Auslaufens des Verbrennungsmotors auftretenden Wiederstartaufforderung überprüft, ob ein sofortiger Wiederstart möglich und sinnvoll ist, im Falle eines möglichen und sinnvollen sofortigen Wiederstartens einen sofortigen Wiederstart in die Wege leitet und im Falle eines nicht möglichen und/oder nicht sinnvollen sofortigen Wiederstartens den Wiederstart verzögert.
Die Figur 1 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Verbesserung des Wiederstartens eines mit Start-Stopp-Betrieb ausgestatteten Fahrzeugs.
Das dargestellte Verfahren geht davon aus, dass sich der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs im Betrieb befindet.
Gemäß dem gezeigten Verfahren erfolgt in einem Schritt S1 eine Abfrage, ob eine Aufforderung dazu vorliegt, in den Stopp-Betrieb überzugehen. Diese Auffor- derung kommt von einem in der Figur 1 nicht gezeigten Steuergerät und wird beispielsweise bei einem Ampelstopp automatisch erzeugt, wenn vorgegebene Stoppbedingungen erfüllt sind. Dazu gehört beispielsweise das Unterschreiten eines vorgegebenen Geschwindigkeitslimits bei gleichzeitigem Betätigen der Fahrzeugbremse.
Liegt keine Aufforderung dazu vor, in den Stopp-Betrieb überzugehen, dann wird in einem nachfolgenden Schritt S2 der Normalbetrieb des Fahrzeugs fortgesetzt. Liegt hingegen eine Aufforderung vor, in den Stopp-Betrieb überzugehen, dann wird zu einem Schritt S3 übergegangen. Im Schritt S3 wird der Startergenerator des Fahrzeugs, bei dem es sich um einen riemengetriebenen Startergenerator oder um einen direkt angebauten Startergenerator handelt, in den Status Startbereitschaft gebracht. Dieser Status Startbereitschaft ermöglicht im Falle einer wäh- rend des Auslaufens des Verbrennungsmotors auftretenden Wiederstartaufforderung einen schnellen Drehmomentaufbau. Zu diesem Zweck wird der Erregerstrom eingeschaltet. Eine Vollerregung ist möglich, aber nicht erforderlich. Folglich wird vorzugsweise eine Teilerregung eingestellt. Diese Teilerregung ist vorzugsweise variabel in Abhängigkeit vom momentanen Betriebszustand des Fahr- zeugs.
Ist der Startergenerator gemäß dem Schritt S3 zu einer Drehmomentabgabe vorbereitet, dann erfolgt in einem Schritt S4 eine Abfrage, ob eine Wiederstartanforderung vorliegt. Eine derartige Wiederstartanforderung wird beispielsweise durch eine Betätigung des Fahrpedals ausgelöst.
Liegt keine Wiederstartanforderung vor, dann wird in einem Schritt S5 sichergestellt, dass der Startergenerator, dessen Erregerwicklung mit einem Erregerstrom beaufschlagt ist, weder eine unerwünscht hohe elektrische Leistung noch eine unerwünscht hohe mechanische Leistung abgibt. Dies geschieht durch eine entsprechende Ansteuerung des Ständers des Startergenerators, beispielsweise durch eine feldorientierte Regelung oder bei blockkommutierten Systemen durch eine Vorkommutierung. Dabei wird der Startergenerator zwecks Beeinflussung des Auslaufverhaltens mittels einer kontrollierten Drehmomentabgabe aktiv an- gesteuert. Dadurch wird der Auslauf des Verbrennungsmotors entweder treibend oder bremsend gesteuert, beispielsweise zum Zwecke eines sanften Auslaufs oder zum Zwecke einer Positionierung der Kurbelwelle in einer gewünschten Winkelstellung.
Alternativ zu einer aktiven Ansteuerung kann auch ein passives Verhalten des Startergenerators herbeigeführt werden, indem der Ständer des Startergenerators derart angesteuert wird, dass sich der Startergenerator an seiner mechanischen Schnittstelle möglichst neutral verhält.
In einem nachfolgenden Schritt S6 erfolgt eine Abfrage, ob der Startergenerator zum Stillstand gekommen ist. Ist dies der Fall, dann wird gemäß einem Schritt S7 der Startergenerator im Status Startbereitschaft gehalten, indem dafür gesorgt wird, dass ein Erregerstrom bestehen bleibt, um ein eventuell auftretendes Wiederstarten zu beschleunigen. Die Höhe des Erregerstromes kann dabei kleiner als maximal sein. Vorzugsweise erfolgt eine variable Einstellung dieses Erreger- Stromes in Abhängigkeit vom momentanen Betriebszustand des Verbrennungsmotors.
Ergibt die Abfrage im Schritt S4, dass eine Wiederstartaufforderung vorliegt, dann erfolgt in einem Schritt S8 eine Abfrage, ob ein sofortiger Wiederstart mög- lieh und sinnvoll ist. Als Kriterium dafür, ob ein sofortiger Wiederstart möglich und sinnvoll ist, wird überprüft, ob die momentane Drehzahl des Verbrennungsmotors in einem vorgegebenen Drehzahlbereich liegt. Alternativ oder zusätzlich dazu wird überprüft, ob der Kurbelwellenwinkel in einem vorgegebenen Winkelbereich liegt. Alternativ oder zusätzlich dazu dient als Kriterium dafür, ob ein sofortiger Wiederstart möglich und sinnvoll ist, der momentane Zustand des Bordnetzes und die Art und das Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors.
Ein nicht möglicher und nicht sinnvoller sofortiger Wiederstart wird beispielsweise dann erkannt, wenn die momentane Drehzahl des Verbrennungsmotors im Be- reich der Resonanzfrequenz des auf der Kurbelwelle angeordneten Zweimassenschwungrads liegt.
Ein möglicher und sinnvoller sofortiger Wiederstart wird beispielsweise dann erkannt, wenn der momentane Kurbelwellenwinkel derart ist, dass die Kompressi- onsarbeit genutzt werden kann und die momentane Drehzahl des Verbrennungsmotors in einem gewünschten Drehzahlbereich liegt. Ein möglicher und sinnvoller sofortiger Wiederstart wird beispielsweise auch dann erkannt, wenn besondere Betriebszustände des Verbrennungsmotors oder des Fahrzeugtriebstranges vorliegen. Beispielsweise kann abgewartet werden, bis eine Drosselklappe oder ein anderer Aktuator am Verbrennungsmotor derart eingestellt ist, dass eine günstige Bedingung für einen Wiederstart vorliegt.
Wird bei der Abfrage im Schritt S8 erkannt, dass ein sofortiger Wiederstart möglich und sinnvoll ist, dann wird in einem Schritt S9 der Wiedergabestart eingelei- tet, indem der Starter entsprechend angesteuert wird. Da der Erregerstrom bereits eingeschaltet ist und für eine Rotordurchflutung sorgt, ist lediglich eine entsprechende Ansteuerung des Ständers erforderlich. Da die Zeitkonstante des Ständers gering ist, wird durch diese Vorgehensweise eine nennenswerte Zeitersparnis beim Wiederstart erzielt.
Wird bei der Abfrage im Schritt S8 hingegen erkannt, dass ein sofortiger Wiederstart nicht möglich oder nicht sinnvoll ist, dann erfolgt in einem Schritt S10 eine Abfrage, ob ein Abbremsen des Verbrennungsmotors vorzugsweise unter Zuhilfenahme eines durch den Startergenerator aufgebauten Bremsmoments erfor- derlich ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors noch größer ist als ein vorgegebener Drehzahlschwellenwert.
Wird bei der Abfrage im Schritt S10 erkannt, dass ein Abbremsen erforderlich ist, dann wird gemäß einem Schritt S1 1 dafür gesorgt, dass das benötigte Brems- moment aufgebaut wird.
Wird bei der Abfrage im Schritt S10 hingegen erkannt, dass ein Abbremsen nicht erforderlich ist, dann wird gemäß einem Schritt S12 dafür gesorgt, dass der Verbrennungsmotor ausläuft. Während dieses Auslaufens sorgt die Steuereinheit dafür, dass der Startergenerator, dessen Erregerwicklung mit einem Erregerstrom beaufschlagt ist, weder eine unerwünscht hohe elektrische Leistung noch eine unerwünscht hohe mechanische Leistung abgibt oder aufnimmt. Dies geschieht durch eine entsprechende Ansteuerung des Ständers des Startergenerators, beispielsweise durch eine feldorientierte Regelung oder bei blockkommutier- ten Systemen durch eine Vorkommutierung. Dabei wird der Startergenerator zwecks Beeinflussung des Auslaufverhaltens mittels einer kontrollierten Dreh- momentabgabe aktiv angesteuert. Dadurch wird der Auslauf des Verbrennungsmotors entweder treibend oder bremsend gesteuert, beispielsweise zum Zwecke eines sanften Auslaufs oder zum Zwecke einer Positionierung der Kurbelwelle in einer gewünschten Winkelstellung.
Nach Durchführung der Schritte S2, S7, S9, S1 1 und S12 erfolgt ein Rücksprung zum Schritt S1. Auch dann, wenn bei der Abfrage im Schritt S6 erkannt wird, dass der Startergenerator nicht zum Stillstand gekommen ist, erfolgt ein Rücksprung zum Schritt S1.
Die Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens obliegt einer Steuereinheit, die zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Diese Steuereinheit steht - wie nachfolgend anhand der Figur 2 gezeigt wird - über eine Kommunikationsleitung mit anderen Steuergeräten sowie Sensoren des Fahrzeugs in Verbindung und ist über eine weitere Leitung mit dem Startergenerator des Fahrzeugs verbunden.
Die Figur 2 zeigt eine Blockdarstellung einer Vorrichtung zur Verbesserung des Wiederstartens eines mit Start-Stopp-Betrieb ausgestatteten Fahrzeugs.
Die dargestellte Vorrichtung weist einen riemengetriebenen Startergenerator 1 , eine mit diesem verbundene Riemenscheibe 2, einen Antriebsriemen 3, eine Umlenk- und Spannrolle 4, eine auf der Kurbelwelle des Fahrzeugs angeordnete Riemenscheibe 5, eine Steuereinheit 6, eine Leitung 7, eine Kurbelwelle 8, ein Zweimassenschwungrad 9 und eine Kommunikationsleitung 10 auf. Die Steuereinheit 6 ist dazu vorgesehen, das anhand der Figur 1 beschriebene Verfahren zu steuern.
Der Startergenerator 1 ist über einen Riementrieb, zu welchem die Riemenschei- be 2, der Antriebsriemen 3, die Umlenk- und Spannrolle 4 und die Riemenscheibe 5 gehören, mit der Kurbelwelle 8 des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs verbunden. An der Kurbelwelle 8 ist ein Schwungrad 9, bei dem es sich vorzugsweise um ein Zweimassenschwungrad handelt, angebracht. Bei einer derartigen Vorrichtung besteht die Möglichkeit, mechanische Leistung zwischen der Kurbelwelle und dem Startergenerator zu übertragen. Die Steuereinheit 6 ist elektrisch über die Leitung 7 mit dem Startergenerator 1 verbunden. Sie kann auch in den Startergenerator 1 integriert sein. Mittels dieser Steuereinheit 6 wird die leistungsseitige Ansteuerung des Startergenerators realisiert. Zu diesem Zweck weist die Steuereinheit 6 einen aus Halbleiterschaltern aufgebauten Pulswechselrichter und einen Logikteil auf. Dieser enthält eine Steuerung, auf welcher unter Verwendung eines Programmcodes das oben beschriebene Verfahren ausgeführt wird.
Die Steuereinheit 6 ist über die Kommunikationsleitung 10 mit anderen Steuergeräten und mit Sensoren des Fahrzeugs verbunden und tauscht mit diesen Daten aus. Beispielsweise kommuniziert die Steuereinheit 6 mit einem Motorsteuergerät, einem Getriebesteuergerät, einem Bordnetzsteuergerät sowie Sensoren zur Erfassung des Kurbelwellenwinkels und des Batteriezustandes.
Alternativ zu dem in der Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Startergenerator auch direkt an den Verbrennungsmotor oder an das Getriebe des Kraftfahrzeugs angebaut sein. Dabei ist der Startergenerator mittels einer Kette, einer Welle oder eines Zahnrades mit dem Verbrennungsmotor oder dem Getriebe verbunden.
Die Erfindung ermöglicht nach alledem dann, wenn bereits während des Auslaufens des Verbrennungsmotors eine Wiederstartanforderung vorliegt, einen schnellen Wiederstart. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs kann sich darauf verlassen, dass ihm der Verbrennungsmotor auch stets zur Verfügung steht. Dies wird dadurch erreicht, dass der Starter den Verbrennungsmotor durch eine Drehmomentzufuhr beschleunigen kann, bevor der Verbrennungsmotor zum Stillstand gekommen ist. Dabei ist sichergestellt, dass keine störenden oder gar materialschädlichen Betriebszustände auftreten.
Dies gilt insbesondere bei Verwendung eines mit der Kurbelwelle verbundenen Zweimassenschwungrads. Zweimassenschwungräder leiden systemimmanent unter einer Resonanzfrequenz, da sie einen Zweimassen-Torsionsschwinger bilden. Diese Resonanzfrequenz liegt üblicherweise oberhalb der Drehzahl, bei der ein Verbrennungsmotor erstmals zündet, jedoch unterhalb der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors. Somit wird der Resonanzbereich sowohl beim Start als auch beim Abstellen des Verbrennungsmotors durchlaufen. Ein Verweilen der Kurbelwellendrehzahl im Resonanzbereich führt zu deutlich spürbaren Schwingungen des Verbrennungsmotors. Eine Schädigung von Bauteilen bis hin zu einer Zerstörung dieser Bauteile ist nicht auszuschließen. Derartige Betriebszu- stände, bei welchen eine Schädigung oder gar Zerstörung der Bauteile auftreten können, werden beim erfindungsgemäßen Vorgehen vermieden.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Verbesserung des Wiederstartens eines mit Start-Stopp- Betrieb ausgestatteten Fahrzeugs, welches eine dem Startergenerator des Fahrzeugs zugeordnete Erregerwicklung sowie eine Steuereinheit aufweist, durch deren Steuersignale der durch die Erregerwicklung fließende Erregerstrom beeinflusst wird, und bei welchem die Steuereinheit in einer Stopp- Phase des Start-Stopp-Betriebes Steuersignale bereitstellt, aufgrund welcher die Erregerwicklung in der Stopp-Phase mit einem Vorerregerstrom beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit beim Vorliegen einer während des Auslaufens des Verbrennungsmotors auftretenden Wiederstartanforderung überprüft, ob ein sofortiger Wiederstart möglich und sinnvoll ist, im Falle eines möglichen und sinnvollen sofortigen Wiederstartes einen sofortigen Wiederstart in die Wege leitet und im Falle eines nicht möglichen oder nicht sinnvollen sofortigen Wiederstarts den Wiederstart verzögert.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit beim Vorliegen einer während des Auslaufens des Verbrennungsmotors auftretenden Wiederstartanforderung überprüft, ob die momentane Drehzahl des Verbrennungsmotors im Bereich der Resonanzfrequenz eines auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angeordneten Schwungrads liegt und dann, wenn dies der Fall ist, den Wiederstart verzögert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit im Fall eines nicht möglichen sofortigen Wiederstarts ein Abbremsen des Verbrennungsmotors in die Wege leitet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit im Fall eines nicht möglichen oder nicht sinnvollen sofortigen Wiederstarts den Verbrennungsmotor auslaufen lässt und dabei den Startergenerator des Fahrzeugs zwecks Beeinflussung des Auslaufverhaltens des Verbrennungsmotors oder zwecks Herbeiführung eines passiven Verhaltens des Startergenerators ansteuert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit überprüft, ob ein sofortiger Wiederstart möglich und sinnvoll ist, indem sie überprüft, ob die momentane Drehzahl des Verbrennungsmotors in einem vorgegebenen Drehzahlbereich liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit überprüft, ob ein sofortiger Wiederstart möglich und sinnvoll ist, indem sie überprüft, ob der Kurbelwellenwinkel in einem vorgegebenen Winkelbereich liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit überprüft, ob ein sofortiger Wiederstart möglich und sinnvoll ist, indem sie überprüft, ob ein Aktuator des Fahrzeugs sich in einem vorgegebenen Zustand befindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit im Falle eines möglichen und sinnvollen sofortigen Wiederstartens den Wiederstart durch eine Ansteuerung des Ständers des Startergenerators in die Wege leitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit beim Nichtvorliegen einer während des Auslaufens des Verbrennungsmotors auftretenden Wiederstartanforderung den Startergenerator zwecks Beeinflussung des Auslaufverhaltens der Verbrennungsmaschine oder zwecks Herbeiführung eines passiven Verhaltens des Startergenerators ansteuert.
0. Vorrichtung zur Verbesserung des Wiederstartens eines mit Start-Stopp- Betrieb ausgestatteten Fahrzeugs, welche aufweist:
- einen mit einer Erregerwicklung versehenen Startergenerator (1 ) und
- eine mit dem Startergenerator über eine Leitung (7) verbundene Steuereinheit (6) , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist:
- eine mit dem Startergenerator verbundene Riemenscheibe (2),
- eine Kurbelwelle (8),
- eine auf der Kurbelwelle angeordnete Riemenscheibe (5) und
- einen Antriebsriemen (3), welcher um die Riemenscheibe (2) des Startergenerators (1 ) und die Riemenscheibe (5) auf der Kurbelwelle (8) gelegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Startergenerator mittels einer Kette, einer Welle oder eines Zahnrades mit dem Verbrennungsmotor oder einem Getriebe des Fahrzeugs verbunden ist.
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