DE102006053515A1

DE102006053515A1 - Kraftfahrzeug mit einer Start-Stopp-Funktion für einen Verbrennungsmotor sowie Betriebsverfahren dafür

Info

Publication number: DE102006053515A1
Application number: DE102006053515A
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Krake; Gerhard Landsmann
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2008-05-15
Also published as: WO2008058626A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor (1), einem manuell schaltbaren Handschaltgetriebe (6) sowie einer Kupplung (3), mit der der Verbrennungsmotor (1) mit dem Handschaltgetriebe (6) verbindbar ist, wobei eine Steuereinrichtung (22) bei Vorliegen einer Stopp-Bedingung eine automatische Abschaltung des Verbrennungsmotors (1) in einen Stopp-Betrieb bewirkt und bei Vorliegen einer Start-Bedingung einen automatischen Wiederstart des Verbrennungsmotors (1) bewirkt. Neben einem üblichen automatischen Wiederstart des Verbrennungsmotors (1) zur Fortsetzung der Fahrt des Kraftfahrzeuges ist ein Wiederstart vorgesehen, wenn der Ladungszustand eines von dem Verbrennungsmotor (1) aufladbaren Energiespeichers (19) während des Stopp-Betriebs einen Mindestwert unterschreitet. Um zu verhindern, dass ein Wiederstart bei eingelegtem Fahrgang und geschlossener Kupplung (3) erfolgt, was einen sicherheitskritischen Fahrzustand hervorrufen könnte, wird einerseits vorgeschlagen, den Fahrer über ein Signal aufzufordern, die Kupplung zu öffnen oder das Getriebe in Neutralstellung zu schalten. Alternativ wird eine Schaltverhinderungseinrichtung (25) vorgeschlagen, die ein Schalten des Getriebes (3) von der Neutralstellung in eine Fahrgangstellung während des Stopp-Betriebs des Verbrennungsmotors (1) verhindert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zu dessen Betrieb, wobei das Kraftfahrzeug einen Verbrennungsmotor, ein Handschaltgetriebe und eine Kupplung aufweist, durch die der Verbrennungsmotor mit dem Handschaltgetriebe verbindbar ist, das Kraftfahrzeug zwischen einem Normalbetriebszustand mit laufendem Verbrennungsmotor und einem Bereitschaftszustand mit ausgeschaltetem Verbrennungsmotor umschaltbar ist, wobei in dem Bereitschaftszustand das Vorliegen einer oder mehrerer Anschaltbedingungen eines Satzes von Anschaltbedingungen überprüft wird und bei Vorliegen wenigstens einer Anschaltbedingung des Satzes das Kraftfahrzeug durch Wiederanschalten des Verbrennungsmotors in den Normalbetriebszustand zurückversetzt wird.
Indem der Verbrennungsmotor bei Vorliegen bestimmter Bedingungen, wenn kein Antrieb des Fahrzeugs gefordert ist, meist bei Verzögerung oder Stillstand des Fahrzeugs, abgeschaltet wird, kann der Kraftstoffverbrauch gesenkt werden.
Erwartet der Fahrer einen längeren Stillstand des Fahrzeugs, beispielsweise vor einem Bahnübergang mit geschlossener Bahnschranke oder vor einer Baustellenampel, so schaltet der Fahrer das Getriebe üblicherweise in Neutralstellung und löst anschließend das Kupplungspedal, d.h. schließt die Kupplung. Das Nichtbetätigen des Kupplungspedals bei Stillstand des Fahrzeugs wird bei einem in der DE 10 2004 024 213 A1 in Absatz 7 beschriebenen System als Abschaltbedingung angesehen, bei deren Eintritt Verbrennungsmotor abgeschaltet wird. Ein Wiederstarten des Verbrennungsmotors erfolgt, wenn die Kupplung geöffnet wird, ohne dass das Bremspedal betätigt ist, da dies als Signal gewertet wird, dass der Fahrer seine Fahrt fortsetzen möchte.
Befindet sich das Kraftfahrzeug über längere Zeit oder gehäuft im Bereitschaftszustand, so besteht die Gefahr, dass eine vom Verbrennungsmotor aufzuladende Batterie durch an der Batterie anliegende elektrische Verbraucher so stark entladen wird, dass die verbleibende Restkapazität nicht mehr ausreicht, um den Verbrennungsmotor bei Rückkehr in den Normalbetriebszustand wieder anzulassen.
In der DE 199 11 736 A1 wird vorgeschlagen, wenn sich das Kraftfahrzeug im Bereitschaftszustand befindet und die Restkapazität der Batterie einen vorbestimmten Wert unterschreitet, den Verbrennungsmotor automatisch zu starten, bevor die Batterie in einen Zustand verfällt, in dem der Verbrennungsmotor nicht mehr gestartet werden kann.
Schaltet der Fahrer im Bereitschaftszustand das Getriebe jedoch versehentlich in einen Fahrgang ohne die Kupplung zu öffnen, besteht bei einem Wiederstart die Gefahr, dass das Fahrzeug unerwartet anrollt. Vor allem wenn der Wiederstart nicht bewusst durch den Fahrer, sondern durch eine Automatik veranlasst ist, kann eine sicherheitskritische Situation entstehen.
In der DE 199 11 736 A1 wird die Gefahr eher in der Überlastung des Startermotors beim Anlassen des Verbrennungsmotors bei eingelegtem Fahrgang und geschlossener Kupplung gesehen. Es wird daher vorgeschlagen, ein Anlassen des Verbrennungsmotors bei Stillstand des Fahrzeugs bei Unterschreiten eines vorgegebenen Mindestladungswertes der Batterie nur zuzulassen, wenn das Getriebe sich in Neutralstellung befindet. Für den Fall, dass das Fahrzeug steht, der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist, ein Mindestladewert der Batterie unterschritten ist und das Getriebe in einer Fahrgangsstellung ist, bietet die DE 199 11 736 A1 keinen Lösungsvorschlag.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Betriebsverfahren für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei welchem die oben beschriebene sicherheitskritische Situation vermieden werden kann und sicher gestellt ist, dass das Fahrzeug nicht für den Fahrer unerwartet im Bereitschaftszustand verharrt.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 4 und einem Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 8 und 9.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden zwei Verfahren zur Lösung der obigen Aufgabe bereitgestellt. Es handelt sich dabei jeweils um ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, einem Handschaltgetriebe und einer Kupplung, durch die der Verbrennungsmotor mit dem Handschaltgetriebe verbindbar ist, wobei das Kraftfahrzeug zwischen einem Normalbetriebszustand mit laufendem Verbrennungsmotor und einem Bereitschaftszustand mit ausgeschaltetem Verbrennungsmotor umschaltbar ist,
bei dem in dem Bereitschaftszustand

– das Vorliegen einer oder mehrerer Anschaltbedingungen eines Satzes von Anschaltbedingungen überwacht wird, und
– bei Vorliegen wenigstens einer Anschaltbedingung des Satzes das Kraftfahrzeug durch Wiederanschalten des Verbrennungsmotors (1) in den Normalbetriebszustand zurückversetzt wird.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 1 wird im Bereitschaftszustand ferner erfasst, ob eine Ausschlussbedingung vorliegt, der zufolge gleichzeitig die Kupplung geschlossen ist und ein Gang im Schaltgetriebe eingelegt ist, und die Rückkehr in den Normalbetriebszustand wird so lange gesperrt, wie die Ausschlussbedingung vorliegt. Um zu vermeiden, dass der Fahrer überrascht wird, wird bei Eintreten der Ausschlussbedingung ein von einem Fahrer des Fahrzeugs wahrnehmbares Signal erzeugt, so dass dieser die Ausschlussbedingung durch Öffnen der Kupplung oder Schalten in eine Neutralstellung rechtzeitig wieder aufheben kann.
Komplementär zur Überwachung der Anschaltbedingung im Bereitschaftszustand findet vorzugsweise im Normalbetriebszustand die Überwachung einer Abschaltbedingung statt, um bei deren Eintreten automatisch in den Bereitschaftszustand zu wechseln.
Eine Mindestanforderung für das Vorliegen der Abschaltbedingung kann sein, dass sich das Getriebe in Neutralstellung befindet.
Bei dem Verfahren nach Anspruch 4 wird im Normalbetriebszustand ferner das Vorliegen einer Abschaltbedingung überwacht und bei Vorliegen der Abschaltbedingung das Kraftfahrzeug in den Bereitschaftszustand versetzt, wobei die Abschaltbedingung die Anforderung umfasst, dass sich das Getriebe in Neutralstellung befindet, und das Einlegen eines Gangs ist gesperrt, während sich das Kraftfahrzeug im Bereitschaftszustand befindet. Auf diese Weise wird das Eintreten der oben beschriebenen Ausschlussbedingung von vornherein verhindert.
Bei letzterem Verfahren kann die Abschaltbedingung ferner die Anforderung umfassen, dass die Kupplung geschlossen ist.
Die Abschaltbedingung umfasst bei beiden Verfahren zweckmäßigerweise die Anforderung, dass das Fahrzeug sich im Stillstand befindet.
Es kann mehrere Anschaltbedingungen geben, von denen jeweils eine erfüllt sein muss, um den Wechsel in den Normalbetriebszustand zu veranlassen. Eine erste Anschaltbedingung kann als Mindestanforderung umfassen, dass die Kupplung geöffnet ist.
Diese öffnet der Fahrer üblicherweise, um zur Fortsetzung der Fahrt des Fahrzeugs einen Fahrgang einzulegen. Das Öffnen der Kupplung wird somit als Signal verstanden, dass der Fahrer seine Fahrt fortsetzen möchte. Gegebenenfalls kann die erste Start-Bedingung noch weitere Anforderungen umfassen, beispielsweise dass im Getriebe ein Gang eingelegt ist, und/oder dass ein Fahrpedal betätigt ist.
Eine zweite Anschaltbedingung ist zweckmäßigerweise, dass der Ladungszustand eines von dem Verbrennungsmotor aufladbaren Energiespeichers einen Mindestwert unterschreitet. Dieser Mindestwert muss den Energiebedarf abdecken, den ein Anlasser zum Anlassen des Verbrennungsmotors benötigt.
Zur Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung werden des Weiteren Kraftfahrzeuge bereitgestellt, die jeweils vorzugsweise zur Ausführung eines der vorangehend beschriebenen Betriebsverfahren ausgestaltet sind.
Die Kraftfahrzeuge weisen einen Verbrennungsmotor, ein Handschaltgetriebe, eine Kupplung, durch die der Verbrennungsmotor mit dem Handschaltgetriebe verbindbar ist, und eine Steuereinrichtung zum Umschalten des Kraftfahrzeugs zwischen einem Normalbetriebszustand mit laufendem Verbrennungsmotor und einem Bereitschaftszustand mit ausgeschaltetem Verbrennungsmotor auf, die bei Vorliegen einer Abschaltbedingung eine automatische Abschaltung des Verbrennungsmotors in einen Stopp-Betrieb bewirkt und bei Vorliegen einer Start-Bedingung einen automatischen Wiederstart des Verbrennungsmotors bewirkt. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet, in dem Bereitschaftszustand das Vorliegen einer oder mehrerer Anschaltbedingungen eines Satzes von Anschaltbedingungen zu überwachen, zu erfassen, ob eine Ausschlussbedingung vorliegt, der zufolge gleichzeitig die Kupplung geschlossen ist und ein Gang im Schaltgetriebe eingelegt ist, und bei Vorliegen wenigstens einer Anschaltbedingung des Satzes und Nichtvorliegen der Ausschlussbedingung das Kraftfahrzeug durch Wiederanschalten des Verbrennungsmotors (1) in den Normalbetriebszustand zurückzuversetzen.
Des Weiteren ist bei einem dieser Kraftfahrzeuge eine Signalgebereinrichtung vorgesehen, die zum Erzeugen eines von einem Fahrer wahrnehmbaren Signals bei Eintreten der Ausschlussbedingung im Bereitschaftszustand mit der Steuereinrichtung verbunden ist.
Bei dem anderen Kraftfahrzeug ist die Steuereinrichtung eingerichtet, in dem Normalbetriebszustand das Vorliegen einer Abschaltbedingung zu überwachen und bei Vorliegen der Abschaltbedingung das Kraftfahrzeug in den Bereitschaftszustand zu versetzen, wobei die Abschaltbedingung die Anforderung umfasst, dass sich das Getriebe (6) in Neutralstellung befindet, und eine Schaltverhinderungseinrichtung (25) ist vorgesehen, um das Einlegen eines Gangs im Getriebe (6) während des Bereitschaftszustandes zu verhindern.
Vorzugsweise weisen das erste und das zweite Kraftfahrzeug einen mit der Steuereinrichtung in Verbindung stehenden Neutralstellungssensor auf, der erkennt, ob sich das Getriebe in Neutralstellung befindet oder nicht, wobei der Neutralstellungssensor in dem Getriebe, an dem Schalthebel oder an einer den Schalthebel und das Getriebe verbindenden Schalthebelmechanik angeordnet ist.
Vorzugsweise bildet die Steuereinrichtung zumindest einen Teil eines Motorsteuergerätsdes Kraftfahrzeugs. Bei der Steuereinrichtung kann es sich jedoch such um eine von dem Motorsteuergerät unabhängige Steuereinrichtung handeln.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der Antriebs einheit einer ersten Ausführungsform eines Kraftfahrzeuges gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 bis 4 Ablaufdiagramme zur Veranschaulichung eines Betriebsverfahrens für ein Kraftfahrzeug mit der in 1 gezeigten Antriebseinheit;
5 eine schematische Darstellung der Antriebseinheit einer zweiten Ausführungsform eines Kraftfahrzeuges;
6 bis 8 Ablaufdiagramme zur Veranschaulichung eines Betriebsverfahrens für ein Kraftfahrzeug mit der in 5 gezeigten Antriebseinheit.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebseinheit eines nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeuges. Die Antriebseinheit umfasst einen Verbrennungsmotor 1, dessen Kurbelwelle 2 über eine Kupplung 3 mit einer Getriebeeingangswelle 4 eines Handschaltgetriebes 6 verbindbar ist. Eine Getriebeausgangswelle 7 ist über einen Antriebsstrang 8 mit Rädern 9 des Kraftfahrzeuges verbunden. Das Öffnen und Schließen der Kupplung 3 erfolgt mit einem vom Fahrer zu betätigenden Kupplungspedal 11. Über einen Schalthebel 13 wählt der Fahrer einen Fahrgang oder die Neutralstellung (Leerlauf) des Getriebes 6 an. Ein Fahrgang kann ein Vorwärtsgang oder ein Rückwärtsgang sein.
Die Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs-weist des Weiteren einen Kupplungssensor 14 auf, der ein Schließen und Öffnen der Kupplung 3 erfasst. Der Kupplungssensor 14 kann als Schalter ausgestaltet sein. Ein Neutralstellungssensor 16, der im Ge triebe 6 oder in einer den Schalthebel 13 und das Getriebe 6 verbindenden, nicht weiter dargestellten Schalthebelmechanik angeordnet ist, erfasst, ob sich das Getriebe 6 in Neutralstellung befindet oder in einen Fahrgang geschaltet ist. Der Neutralstellungssensor 16 kann auch als Schalter ausgestaltet sein. Ein Bewegungssensor 18 am Antriebsstrang 8 ermittelt, ob sich das Fahrzeug bewegt oder im Stillstand befindet.
Das Kraftfahrzeug umfasst des Weiteren einen Energiespeicher 19 für elektrische Energie. Dieser Energiespeicher, in der Regel eine handelsübliche 12V-Kraftfahrzeug-Batterie ist mittels eines Generators 5 am Verbrennungsmotor 1 aufladbar.
Über eine optische und/oder akustische Signalgebeeinrichtung 20, beispielsweise an einer Instrumententafel in der Fahrzeugkabine, kann der Fahrer aufgefordert werden, das Getriebe 6 mittels des Schalthebels 13 in Neutralstellung zu bringen.
Der Verbrennungsmotor 1, der Kupplungssensor 14, der Neutralstellungssensor 16, der Bewegungssensor 18, die Batterie 19 und die Signalgebeeinrichtung 20 stehen mit einer Steuereinrichtung 22 in Verbindung. Die Steuereinrichtung kann implementiert sein, indem ein herkömmlicherweise vorhandenes Motorsteuergerät 22 programmiert ist, um die im Folgenden beschriebenen Aufgaben der Steuereinrichtung zusätzlich zu seinen herkömmlichen Funktionen zu erledigen. Die Steuereinrichtung 22 steuert die mit Bezug auf die 2 bis 4 nachfolgend beschriebenen Vorgänge.
2 zeigt eine mögliche Abschaltroutine zur Abschaltung des in 1 gezeigten Verbrennungsmotors 1, wenn eine vorgegebene Abschaltbedingung, die mehrere Anforderungen umfasst, erfüllt ist. Die Abschaltung des Verbrennungsmotors 1 dient der Einsparung von Kraftstoff, wenn ein Antrieb des Fahrzeugs durch den Verbrennungsmotor nicht gefordert ist, beispielsweise bei Stillstand des Fahrzeugs.
Gemäß 2 wird in Schritt S1 zunächst überprüft, ob der Verbrennungsmotor 1 eingeschaltet ist. Wird diese Frage mit Ja beantwortet, wird in Schritt S2 überprüft, ob sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, d.h. ob die Fahrzeuggeschwindigkeit Null betragt. Die Abfrage erfolgt von der Steuereinrichtung 22 an den Bewegungssensor 18 im Antriebsstrang 8. Wird die Frage mit Ja beantwortet, wird in Schritt S3 über den Kupplungssensor 14 abgefragt, ob die Kupplung 3 geschlossen ist, bzw. ob das Kupplungspedal 11 freigegeben ist. Wird die Frage mit Ja beantwortet, so wird in Schritt S4 überprüft, ob sich das Getriebe in Neutralstellung befindet. Dies erfolgt durch Anfrage an den Neutralstellungssensor 16. Wird auch diese Frage mit Ja beantwortet, so bewirkt die Steuereinrichtung 22 in Schritt S5 eine Abschaltung des Verbrennungsmotors 1 und einen Übergang in einen Bereitschaftszustand. Die Abschaltung des Verbrennungsmotors erfolgt beispielsweise durch Abschalten einer nicht dargestellten Kraftstoffpumpe.
Werden eine der Fragen in den Schritten S2 und S3 mit Nein beantwortet, so kehrt die Abfrage zu Schritt S1 zurück und der Verbrennungsmotor 1 bleibt an.
Die in 2 gezeigte Abschaltroutine zeigt nur ein Beispiel möglicher Anforderungen für eine Abschaltbedingung. Eine Abschaltung kann jedoch auch erfolgen, wenn andere als die genannten Anforderungen, wie sie beispielsweise in der DE 10 2004 024 212 A1 oder DE 10 2004 024 213 A1 beschrieben sind, erfüllt sind.
Wird in 2 in Schritt S1 festgestellt, dass der Verbrennungsmotor 1 sich bereits im Bereitschaftszustand befindet, so geht die Steuereinrichtung 22 zu der in 3 dargestellten Wiederstartroutine über.
In Schritt S11 wird über den Kupplungssensor 14 überprüft, ob die Kupplung 3 geöffnet ist, d.h. ob das Kupplungspedal 11 durchgetreten ist. Wird diese Frage mit Ja beantwortet, so wird der Verbrennungsmotor 1 in Schritt S14 wieder gestartet. Der Wiederstart erfolgt beispielsweise durch Wiedereinschalten der Kraftstoffpumpe und Betätigen eines in 1 dargestellten Anlassers 10, der an der Batterie 19 anliegt und dessen Bedarf an elektrischer Energie ausschließlich von der Batterie 19 gedeckt wird.
Zusätzlich zur der Abfrage in Schritt S11 kann die Wiederstart-Bedingung zum Wiederstart des Verbrennungsmotors 1 eine weitere Anforderung umfassen, die im in unterbrochenen Linien dargestellten Schritt S12 abgeprüft wird, nämlich, ob ein Fahrgang eingelegt ist, was über den Neutralstellungssensor 16 ermittelt werden kann.
Wird die Abfrage S11 und gegebenenfalls die Abfrage S12 mit Nein beantwortet, kehrt die Steuereinrichtung 22 zu Schritt S1 zurück, und der Verbrennungsmotor 1 bleibt abgeschaltet.
Die in 3 gezeigte Wiederstartroutine zeigt nur ein Beispiel möglicher Anforderungen für eine Anschaltbedingung. Ein Wiederstart des Verbrennungsmotors kann jedoch auch erfolgen, wenn andere als die genannten Anforderungen erfüllt sind, wie beispielsweise in der DE 10 2004 024 212 A1 oder DE 10 2004 024 213 A1 beschrieben.
4 zeigt eine weitere Wiederstartroutine, die gleichzeitig mit der in 3 gezeigten Wiederstartroutine abläuft, d.h. wenn die Frage in Schritt S1 mit Nein beantwortet wird, d.h. wenn der Verbrennungsmotor 1 bereits abgeschaltet ist und sich im Bereitschaftszustand befindet.
In Schritt S41 wird zunächst abgefragt, ob der Fahrer während des Bereitschaftszustands mit dem Schalthebel 13 einen Fahrgang, beispielsweise den Rückwärtsgang oder einen der Vorwärtsgänge, eingeschaltet hat. Hierfür tätigt die Steuereinrichtung 22 eine Anfrage an den Neutralstellungssensor 16. Wird die Frage mit Ja beantwortet, d.h. ein Fahrgang ist eingelegt, so erfolgt in Schritt S42 eine Anfrage an den Kupplungssensor 14, ob die Kupplung 3 geöffnet ist, d.h. ob das Kupplungspedal 11 durchgetreten ist. Wird diese Frage mit Ja beantwortet, so wird der Verbrennungsmotor 1 in Schritt S43 wiedergestartet. Der Schritt S43 entspricht somit Schritt S14. Das Durchtreten des Kupplungspedals 11 und das Einlegen eines Fahrgangs werden damit als Signale aufgefasst, dass der Fahrer seine Fahrt mit dem Kraftfahrzeug fortsetzen möchte.
Wird die Frage in Schritt S42 mit Nein beantwortet, d.h. legt der Fahrer ohne Durchtreten des Kupplungspedals 11, d.h. ohne Öffnen der Kupplung 3, einen Fahrgang ein, so wird er über die Signalgebeeinrichtung 20 mittels eines optischen und/oder akustischen Signals aufgefordert, das Getriebe mittels des Schalthebels 13 in Neutralstellung zu bringen.
In Schritt S45 erfolgt an den Neutralstellungssensor 16 die Anfrage, ob sich das Getriebe 6 in Neutralstellung befindet, d.h. ob der Fahrer das Getriebe 6 auf das Signal hin in Neutralstellung gebracht hat. Ist dies der Fall, d.h. wird diese Frage mit Ja beantwortet, so wird in Schritt S46 überprüft, ob der Ladungszustand der Batterie 19 einen Mindestwert unterschritten hat. Ist dies der Fall, so wird der Verbrennungsmotor 1 in Schritt S47 automatisch wiedergestartet. Ist der Mindestwert nicht unterschritten, so kehrt die Abfrage zu Schritt S41 zurück. Ein automatischer Wiederstart wird dann nicht durchgeführt.
Wird die Frage in Schritt S45 mit Nein beantwortet, d.h. ist das Getriebe 6 in einen Fahrgang geschaltet, so kehrt die Abfrage zu Schritt S42 zurück.
Mit dem automatischen Wiederstart in Schritt S47 wird sicher gestellt, dass die Batterie 19 stets einen genügend hohen Ladungszustand aufweist, sodass beispielsweise der Verbrennungsmotor 1 überhaupt wiedergestartet werden kann oder an der Batterie 19 anliegende Verbraucher, wie beispielsweise eine nicht dargestellte Klimaanlage oder ein an einer 6V-Buchse, beispielsweise einem Zigarettenanzünder, anliegendes externes Kühlgerät auch bei Stillstand des Fahrzeugs ausreichend mit elektrischer Energie versorgt werden können.
Die Schritte S41, S42, S44 und S45 stellen sicher, dass ein durch den Ladungszustand der Batterie bedingter automatischer Wiederstart nur erfolgt, wenn entweder das Kupplungspedal 11 durchgetreten ist oder das Getriebe 6 sich in Neutralstellung befindet. Würde nämlich ein automatischer Wiederstart bei eingelegtem Fahrgang und freigegebenem Kupplungspedal 11, d.h. geschlossener Kupplung 3 erfolgen, so könnte dies das Fahrzeug anrollen lassen und einen sicherheitskritischen Fahrzustand des Fahrzeugs herbeiführen.
Hat der Fahrer während des Bereitschaftszustands keinen Fahrgang eingelegt, d.h. wird die Frage in Schritt S41 mit Nein beantwortet, so geht die Abfrage gleich zu Schritt S46 über. Ein kritischer Fahrzustand ist bei einem automatischen Wiederstart des Fahrzeugs nicht zu erwarten, da sich das Getriebe 6 in Neutralstellung befindet.
Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren umfasst somit ein Sicherungsverfahren, das folgendermaßen abläuft: sobald der Fahrer im Bereitschaftszustand ohne Durchtreten der Kupplung das Getriebe in einen Fahrgang schaltet, wird er über ein Signal der Signalgebeeinrichtung 20 aufgefordert, das Getriebe 3 in Neutralstellung zu bringen. Ein durch einen ungenügenden Ladungszustand später erforderlicher Wiederstart des Verbrennungsmotors 1 kann dann gefahrlos durchgeführt werden.
Wenn der Fahrer bei Einlegen eines Fahrgangs im Bereitschaftszustand ohne Durchtreten des Kupplungspedals 11 das Signal der Signalgebeeinrichtung 20 empfängt, kann er darauf nicht nur durch Auslegen des Gangs, sondern auch durch Durchtreten des Kupplungspedals 11 reagieren. Dies würde gemäß obiger Beschreibung zum Wiederstart des Motors 1 führen. Alternativ kann der Wiederstart auch an die Erfüllung einer weiteren Anforderung wie etwa das Betätigen eines nicht dargestellten Fahrpedals geknüpft sein.
5 zeigt eine Antriebseinheit einer zweiten Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs. Im Unterschied zu dem Fahrzeug von 1 weist dieses eine Schaltverhinderungseinrichtung 25 auf, die, wenn sie aktiviert ist, ein Schalten des Getriebes 6 von der Neutralstellung in eine Fahrgangsstellung verhindert. Eine Signalgebeeinrichtung 20 wie bei der Ausführungsform von 1 ist hier nicht vorhanden. Die Schaltverhinderungseinrichtung 25 kann im Getriebe 6 selbst oder an der den Schalthebel 13 mit dem Getriebe 6 verbindenden Schalthebelmechanik angeordnet sein. Die Schaltverhinderungseinrichtung 25 und das Steuergerät 22 stehen miteinander in Verbindung.
6 zeigt eine Abschaltroutine, die im Vergleich zu 2 einen zusätzlichen Schritt S6 umfasst. In diesem Schritt S6 steuert die Steuereinrichtung 22 die Schaltverhinderungseinrichtung 25 an und aktiviert diese, sodass der Fahrer das Getriebe 6 im Stoppbetrieb nicht mehr in einen Fahrgang schalten kann. Das Getriebe verbleibt damit in der Neutralstellung, in die der Fahrer das Getriebe 3 bei Stillstand des Fahrzeugs und vor Freigeben des Kupplungspedals 11, d.h. vor Schließen der Kupplung 3 gebracht hat.
7 zeigt eine Wiederstartroutine, die im Vergleich zu der Wiederstartroutine von 3 einen zusätzlichen Schritt S13 aufweist, in welchem die Steuereinrichtung 22 die Schaltverhinderungseinrichtung 25 ansteuert und deaktiviert und zwar nachdem der Fahrer das Kupplungspedal 11 zur Fortsetzung der Fahrt durchgetreten hat, also die Kupplung 3 geöffnet hat, d.h. die Abfrage in Schritt S11 mit Ja beantwortet ist. Mit der Deaktivierung der Schaltverhinderungseinrichtung 25 kann der Fahrer das Getriebe 6 wieder in einen Fahrgang zur Fortsetzung der Fahrt schalten.
8 zeigt eine Wiederstartroutine für den Verbrennungsmotor 1, wenn aufgrund einer Unterschreitung eines Mindestwerts für den Ladungszustand der Batterie während des Stopp-Betriebs der Verbrennungsmotor automatisch wiedergestartet werden soll.
Wird in Schritt S1 von 6 festgestellt, dass der Verbrennungsmotor 1 abgeschaltet ist, d.h. sich bereits im Bereitschaftszustand befindet, so geht die Abfrage mit Schritt S21 von 8 weiter, ob der Ladungszustand der Batterie 19 einen Mindestwert unterschritten hat. Wird diese Frage mit Ja beantwortet, so wird in Schritt S22 der Verbrennungsmotor 1 zum Wiederaufladen der Batterie automatisch wiedergestartet. Eine Nachfrage wie in der Wiederstartroutine von 4 nach der Stellung der Kupplung 3 oder des Getriebes 6 ist hier nicht notwendig, da ein Schalten des Getriebes 6 in einen Fahrgang während des Bereitschaftszustands durch die Schaltverhinderungseinrichtung 25 generell verhindert wird. Ein kritischer Fahrzustand bei einem automatischen Wiederstart des Verbrennungsmotors 1 wird auf diese Weise verhindert.
Die in den 2, 6 dargestellten Abschaltroutinen können eine weitere (nicht dargestellte) Abfrage umfassen, nämlich ob der Ladungszustand der Batterie 19 gleich oder größer einem weiteren, zweiten Mindestwert ist, der vorzugsweise größer gewählt ist als der erste in den Anschaltroutinen von 4 und 8 beschriebene Mindestwert. Mit dieser Abfrage wird der Übergang in den Bereitschaftszustand von vornherein verhindert, wenn der Ladungszustand der Batterie so. niedrig ist, dass ein automatischer Neustart des Motors nach kurzem Stillstand nötig wäre.

1: Verbrennungsmotor
2: Kurbelwelle
3: Kupplung
4: Getriebeeingangswelle
5: Generator/Lichtmaschine
6: Getriebe
7: Getriebeausgangswelle
8: Antriebsstrang
9: Rad
10: Anlasser
11: Kupplungspedal
13: Schalthebel
14: Kupplungssensor
16: Neutralstellungssensor
18: Bewegungssensor
19: Batterie
20: Signalgebeeinrichtung
22: Steuereinrichtung
25: Schaltverhinderungseinrichtung
27: Signalgebeeinrichtung

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor (1), einem Handschaltgetriebe (6) und einer Kupplung (3), durch die der Verbrennungsmotor (1) mit dem Handschaltgetriebe (6) verbindbar ist, wobei das Kraftfahrzeug zwischen einem Normalbetriebszustand mit laufendem Verbrennungsmotor (1) und einem Bereitschaftszustand mit ausgeschaltetem Verbrennungsmotor (1) umschaltbar ist, bei dem in dem Bereitschaftszustand – das Vorliegen einer oder mehrerer Anschaltbedingungen eines Satzes von Anschaltbedingungen überwacht wird, – erfasst wird, ob eine Ausschlussbedingung vorliegt, der zufolge gleichzeitig die Kupplung geschlossen ist und ein Gang im Schaltgetriebe eingelegt ist, und – bei Vorliegen wenigstens einer Anschaltbedingung des Satzes und Nichtvorliegen der Ausschlussbedingung das Kraftfahrzeug durch Wiederanschalten des Verbrennungsmotors (1) in den Normalbetriebszustand zurückversetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereitschaftszustand ferner – bei Eintreten der Ausschlussbedingung ein von einem Fahrer des Fahrzeugs wahrnehmbares Signal erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Normalbetriebszustand das Vorliegen einer Abschaltbedingung überwacht wird und bei Vorliegen der Abschaltbedingung das Kraftfahrzeug in den Bereitschaftszustand versetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltbedingung die Anforderung umfasst, dass sich das Getriebe (6) in Neutralstellung befindet.
Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor (1), einem Handschaltgetriebe (6) und einer Kupplung (3), durch die der Verbrennungsmotor (1) mit dem Handschaltgetriebe (6) verbindbar ist, wobei das Kraftfahrzeug zwischen einem Normalbetriebszustand mit laufendem Verbrennungsmotor (1) und einem Bereitschaftszustand mit ausgeschaltetem Verbrennungsmotor (1) umschaltbar ist, bei dem in dem Normalbetriebszustand – das Vorliegen einer Abschaltbedingung überwacht wird und – bei Vorliegen der Abschaltbedingung das Kraftfahrzeug in den Bereitschaftszustand versetzt wird, und in dem Bereitschaftszustand – das Vorliegen einer oder mehrerer Anschaltbedingungen eines Satzes von Anschaltbedingungen überwacht wird und – bei Vorliegen wenigstens einer Anschaltbedingung des Satzes das Kraftfahrzeug durch Wiederanschalten des Verbrennungsmotors (1) in den Normalbetriebszustand zurückversetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltbedingung die Anforderung umfasst, dass sich das Getriebe (6) in Neutralstellung befindet, und dass das Einlegen eines Gangs gesperrt ist, während sich das Kraftfahrzeug im Bereitschaftszustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltbedingung die Anforderung umfasst, dass die Kupplung (3) geschlossen ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltbedingung die Anforderung umfasst, dass das Fahrzeug sich im Stillstand befindet.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschaltbedingung vorliegt, wenn der Ladungszustand eines von dem Verbrennungsmotor auflad baren Energiespeichers (19) einen Mindestwert unterschreitet.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschaltbedingung vorliegt, wenn die Kupplung (3) geöffnet ist.
Kraftfahrzeug, insbesondere zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder einem der Ansprüche 5 bis 8, soweit auf Anspruch 1 rückbezogen, mit einem Verbrennungsmotor (1), einem Handschaltgetriebe (6), einer Kupplung, durch die der Verbrennungsmotor (1) mit dem Handschaltgetriebe (6) verbindbar ist, und einer Steuereinrichtung (22) zum Umschalten des Kraftfahrzeugs zwischen einem Normalbetriebszustand mit laufendem Verbrennungsmotor (1) und einem Bereitschaftszustand mit ausgeschaltetem Verbrennungsmotor (1), die eingerichtet ist, in dem Bereitschaftszustand – das Vorliegen einer oder mehrerer Anschaltbedingungen eines Satzes von Anschaltbedingungen zu überwachen, – zu erfassen, ob eine Ausschlussbedingung vorliegt, der zufolge gleichzeitig die Kupplung geschlossen ist und ein Gang im Schaltgetriebe eingelegt ist, und – bei Vorliegen wenigstens einer Anschaltbedingung des Satzes und Nichtvorliegen der Ausschlussbedingung das Kraftfahrzeug durch Wiederanschalten des Verbrennungsmotors (1) in den Normalbetriebszustand zurückzuversetzen, gekennzeichnet durch eine Signalgebereinrichtung (20, 27), die zum Erzeugen eines von einem Fahrer wahrnehmbaren Signals bei Eintreten der Ausschlussbedingung im Bereitschaftszustand mit der Steuereinrichtung (22) verbunden ist.
Kraftfahrzeug, insbesondere zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 4 oder einem der Ansprüche 5 bis 8, soweit auf Anspruch 4 rückbezogen, mit einem Verbrennungsmotor (1), einem Handschaltgetriebe (6), einer Kupplung, durch die der Verbrennungsmotor (1) mit dem Handschaltgetriebe (6) verbindbar ist, und einer Steuereinrichtung (22) zum Umschalten des Kraftfahrzeugs zwischen einem Normalbetriebszustand mit laufendem Verbrennungsmotor (1) und einem Bereitschaftszustand mit ausgeschaltetem Verbrennungsmotor (1), die eingerichtet ist, in dem Normalbetriebszustand das Vorliegen einer Abschaltbedingung zu überwachen und bei Vorliegen der Abschaltbedingung das Kraftfahrzeug in den Bereitschaftszustand zu versetzen, und in dem Bereitschaftszustand das Vorliegen einer oder mehrerer Anschaltbedingungen eines Satzes von Anschaltbedingungen zu überwachen und bei Vorliegen wenigstens einer Anschaltbedingung des Satzes das Kraftfahrzeug durch Wiederanschalten des Verbrennungsmotors (1) in den Normalbetriebszustand zurückzuversetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltbedingung die Anforderung umfasst, dass sich das Getriebe (6) in Neutralstellung befindet, und dass eine Schaltverhinderungseinrichtung (25) zum Verhindern des Einlegens eines Gangs im Getriebe (6) während des Bereitschaftszustandes vorgesehen ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Steuereinrichtung (22) in Verbindung stehender Neutralstellungssensor (16), der erkennt, ob sich das Getriebe (6) in Neutralstellung befindet oder nicht, in dem Getriebe (6), an einem Schalthebel (13) oder an einer den Schalthebel (13) und das Getriebe (6) verbindenden Schalthebelmechanik angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (22) in ein Motorsteuergerät integriert ist.