DE4430651A1 - Verfahren und System zum Anlassen eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfah­ ren und ein System zum Anlassen bzw. Starten eines Fahr­ zeug-Verbrennungsmotors (Brennkraftmaschine, BKM). Insbe­ sondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und ein System zum Anlassen eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors, das dazu ausgelegt ist, das Lastdrehmoment beim Anlassen des Verbrennungsmotors zu verringern.

In der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 3-3969 wird vorgeschlagen, das An­ laßvermögen bzw. die Startbereitschaft eines Verbrennungs­ motors dadurch zu verbessern, daß nach Empfang eines Anlaß­ befehls oder dem Beginn des Anwerfens des Verbrennungsmo­ tors für einen konstanten Zeitraum ein normales Drehmoment angelegt wird. Wenn beim Anlassen des Verbrennungsmotors aufgrund eines Wärmestaus oder dergleichen ein Fehler auf­ getreten ist, wird im Ansprechen auf den Anlaßbefehl ab­ wechselnd eine Vorwärts- und Rückwärts- bzw. Umkehrdrehung des Anlassers durchgeführt.

Bei einem derartigen System wird nach dem Anlegen des normalen Vorwärts-Drehmoments vom System überprüft, ob die Drehung nach einer bestimmten Zeit endet. In diesem Fall entscheidet das System erst nach Ablauf der bestimmten Zeit, daß ein Fehler beim Anlassen vorliegt. Daraufhin lei­ tet das System die Rückwärts-Betriebsart ein. Bei diesem bekannten System tritt somit das Problem auf, daß eine be­ trächtliche Zeit benötigt wird, bis der Anlaßfehler erkannt ist. Selbst dann, wenn das Anlassen des Verbrennungsmotors durch die Rückwärtsdrehung nach dem Fehler in der anfängli­ chen Vorwärtsdrehung schließlich erfolgreich ausgeführt wird, sind daher viele Bedienungspersonen bzw. Fahrer auf­ grund der Schwierigkeiten, die beim Anlassen des Verbren­ nungsmotors unter Verwendung eines derartigen Systems auf­ treten, nicht zufriedengestellt.

Bei diesem bekannten System wird bei jedem Anlaßvorgang zunächst die Normal- oder Vorwärtsdrehung durchgeführt, und zwar unabhängig von der Richtung von Änderungen im Lastmo­ ment, das der Anlasser unmittelbar beim Beginn der Drehung überwinden sollte. Wenn das System zunächst eine Vorwärts­ drehung durchführt und wenn diese in der gleichen Richtung verläuft wie die Zunahme des Lastmoments, dreht der Ver­ brennungsmotor kaum und kann sogar vollständig stoppen. Dies stellt sowohl eine Verschwendung an Zeit als auch an Aufwand dar, ganz zu schweigen vom elektrischen Energiebe­ darf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Ausschaltung der vorgenannten Nachteile ein Verfahren und ein System zum Anlassen eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors zu schaffen, mit dem sowohl die Anlaßeigenschaften verbes­ sert werden können als auch die zum Anlassen des Verbren­ nungsmotors erforderliche Zeit verkürzt werden kann.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten und hinsicht­ lich des Systems mit den in den Ansprüchen 10 bzw. 11 ange­ gebenen Maßnahmen gelöst.

Erfindungsgemäß wird ein Anlassermotor zunächst für ei­ ne kurze Zeitdauer in einer umgekehrten Richtung betrieben, bevor er zum Anlassen des Verbrennungsmotors in einer Vor­ wärtsrichtung betrieben wird, in der der Anlassermotor zum Anlassen des Verbrennungsmotors normalerweise betrieben wird, so daß der Anlassermotor den Verbrennungsmotor durch seine Vorwärtsdrehung mit einem geringeren, an diesen ange­ legten Lastmoment anlassen kann. Die Drehung in umgekehrter Richtung kann auf verschiedene Arten eingeleitet werden.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung leitet eine Steuereinrichtung zunächst die umgekehrte Drehung ein, sobald ein Start- bzw. Anlaßbefehl zugeführt wird, und prüft daraufhin unter Zugrundelegung des Kurbelwellenwin­ kels, ob die umgekehrte Drehung über einen gewünschten Drehwinkel durchgeführt worden ist. Daraufhin befiehlt die Steuereinrichtung die Vorwärtsdrehung in der Normalrichtung für das beabsichtigte Anlassen des Verbrennungsmotors.

Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung führt die Steuereinrichtung eine vorläufige Rückwärtsdrehung des Anlassermotors zu einer Position hin durch, bei der die Richtung des Lastmoments abnimmt, wobei dieses in Übereinstimmung mit dem gemessenen Kurbelwellenwinkel ermittelt wird. Daraufhin befiehlt das Anlassersystem bzw. die Steu­ ereinrichtung die Vorwärtsdrehung für das beabsichtigte An­ lassen des Verbrennungsmotors.

Dieser zweite Gesichtspunkt der Erfindung basiert auf den folgenden Überlegungen.

Wenn sich die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors an ei­ ner Position befindet, bei der das Lastmoment des Anlasser­ motors abnehmen wird, wenn die normale Drehung durchgeführt wird, kann der Anlassermotor unmittelbar nach dem Anlassen in der Richtung der Vorwärtsdrehung betrieben werden, wie dies normalerweise der Fall ist. Falls das anfängliche An­ laßdrehmoment des Anlassermotors das anfängliche Lastmoment einschließlich des an den Anlassermotor angelegten stati­ schen Reibungswiderstands überschreiten, wird der Anlasser­ motor in üblicher Weise gedreht, wobei das an ihn angelegte Lastmoment normalerweise allmählich abnimmt. Wenn das an den Anlassermotor angelegte Lastmoment demgegenüber bei Durchführung der Rückwärtsdrehung abnimmt, wird der Anlas­ sermotor unmittelbar nach dem Anlassen in Richtung der Rückwärtsdrehung betrieben. Wenn in einem solchen Fall das anfängliche Anlaßdrehmoment des Anlassermotors das anfäng­ liche Lastmoment einschließlich des statischen Reibungswi­ derstands des Verbrennungsmotors übersteigt, wird der An­ lassermotor sanft bzw. gemächlich in Richtung der Rück­ wärtsdrehung betrieben. Da die vorstehend beschriebene Rückwärtsdrehung, d. h. die vorläufige Drehung, jede Rei­ bungsfläche in eine quasi dynamische Reibungsfläche umwan­ delt, bei der der Reibungskoeffizient aufgrund der Vertei­ lung von Öl usw. herabgesetzt ist, nimmt das Lastmoment (der Lastwiderstand) während der nachfolgenden Normaldre­ hung ab, was es ermöglicht, das Anlaßvermögen bzw. die Startbereitschaft im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem die Normaldrehung unmittelbar nach Empfang des Anlaßbe­ fehls durchgeführt wird, zu verbessern.

Die Rückwärtsdrehung verbessert das Anlaßvermögen eines Verbrennungsmotors wie folgt. Das Lastmoment (der Lastwi­ derstand) zum Zeitpunkt des Anlassens wird durch den Rei­ bungswiderstand, den Beschleunigungswiderstand und den bei­ spielsweise auf die Gaskompression zurückzuführenden Ar­ beitswiderstand hervorgerufen. Wenn diese Widerstände groß sind, bleibt die Vorwärtsdrehgeschwindigkeit klein und nimmt nicht zu. Während dieses Zeitraums ist das Antriebs­ drehmoment nicht in der Lage, den Lastwiderstand zu über­ winden, und zwar aufgrund der Zunahme im Arbeitswiderstand (beispielsweise aufgrund der Gaskompression), des Ver­ brauchs der Batterieleistung oder einer teilweisen Zunahme im Reibungswiderstand usw., wobei jede dieser Ursachen die Drehung zum Anhalten bringen würde.

Es ist jedoch zu beachten, daß dann, wenn vor der Nor­ maldrehung die Rückwärtsdrehung durchgeführt worden ist, jede Reibungsfläche für die nachfolgende normale Vorwärts­ drehung zu einer Oberfläche wird, an der zuvor die Rück­ wärtsdrehung durchgeführt wurde. Da der Reibungszustand als ein Zustand dynamischer Reibung (bei dem die Reibung im Vergleich zu ihrem anfänglichen Wert verkleinert ist) be­ trachtet werden kann, kann die Vorwärtsdrehung leichter durchgeführt werden, als bei der vorstehend beschriebenen ersten Normaldrehung, wodurch es möglich wird, den Verbren­ nungsmotor mit Leichtigkeit anzulassen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 anhand eines Blockschaltbilds ein Ausfüh­ rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuerungssystems eines Generators/Motors für einen Verbrennungsmotor;

Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild des in Fig. 1 gezeigten Systems;

Fig. 3 anhand eines Flußdiagramms einen von dem erfindungsgemäßen Steuerungssystem bei einem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführten Steuerungsvorgang;

Fig. 4 ein Signaldiagramm des zeitlichen Ver­ laufs von Signalen beim ersten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 5 anhand eines Flußdiagramms den Steue­ rungsvorgang bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 weist das erfindungsgemäße System zum An­ lassen eines Verbrennungsmotors (Verbrennungsmotor) einen Generator/Motor 3 auf, der sowohl die Funktion eines Elek­ tromotors als auch die eines elektrischen Stromgenerators hat und als Anlassermotor verwendet wird. Der Genera­ tor/Motor 3 empfängt aus einer Einrichtung zum Speichern elektrischer Energie, wie beispielsweise einer Batterie 8, elektrische Leistung bzw. Strom und ist mit der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors 1 eines Fahrzeugs verbunden, um ein Drehmoment zu diesem zu übertragen bzw. von diesem auf­ zunehmen. Eine elektrische Leistungssteuereinheit 5 stellt einen Teil der Steuereinrichtung der Erfindung dar. Die Leistungssteuereinheit 5 bewirkt, daß der Generator/Motor 3 elektrische Energie erzeugt oder den Verbrennungsmotor 1 antreibt. Die Leistungssteuereinheit 5 steuert darüber hin­ aus den Feldstrom. Ein Kurbelwellenwinkelsensor 15 erfaßt einen jeweiligen Winkel der Kurbelwelle unter Verwendung eines Absolutwert-Drehcodierers. Eine Steuereinheit 4, die den übrigen Teil der Steuereinrichtung darstellt, steuert den Betrieb des Generators/Motors 3 durch Steuerung der elektrischen Leistungssteuereinheit 5 in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Sensors 14. Die Steuereinheit 4 enthält eine elektronische Steuereinheit bzw. ECU 13, bei der es sich um einen Computer handelt, der den Verbren­ nungsmotor steuert, sowie einen Festwertspeicher bzw. ein ROM 15, der verschiedene Arten von Daten bzw. Tabellen speichert, die für die Steuerung notwendig sind und nach­ stehend noch näher erläutert werden.

In Fig. 2 ist ein elektrisches Schaltbild dieses Steue­ rungssystems gezeigt.

Der Generator/Motor 3, bei dem es sich in diesem Fall um einen Anlaßmotor handelt, enthält einen Dreiphasen-Syn­ chron-Elektromotor, bei dem eine Erregerspule 31 auf einem (nicht gezeigten) Rotorkern montiert ist und bei dem eine Dreiphasen-Ankerspule 32 in Sternschaltungsanordnung auf einem (ebenfalls nicht gezeigten) Statorkern vorgesehen ist.

Die elektrische Leistungssteuereinheit 5 weist eine Dreiphasen-Wechselrichterschaltung 51, deren Transistor­ schalter in Übereinstimmung mit dem Kurbelwellenwinkel ge­ steuert werden, sowie einen Transistor 52 auf, der der Er­ regerspule 31 intermittierend einen Erregerstrom zuführt. Die Dreiphasen-Wechselrichterschaltung 51 weist für jede Phase 5u, 5v bzw. 5w einen eigenen Wechselrichter auf, bei dem npn-Transistoren (oder Bipolartransistoren mit isolier­ tem Gate, IGBT) jeweiligen Dioden parallelgeschaltet sind. Die Ausgangsanschlüsse der Wechselrichter jeder Phase 5u, 5v und 5w sind mit einem jeweils zugeordneten Ausgangsan­ schluß der Dreiphasen-Ankerspule 32 verbunden. Ein Ende der Erregerspule 31 ist mit dem eine niedrige Spannung aufwei­ senden bzw. dem Masseanschluß der Batterie 8 verbunden, während ihr anderes Ende über den Transistor 52 mit dem ei­ ne hohe Spannung aufweisenden Anschluß bzw. dem positiven Anschluß der Batterie 8 verbunden ist.

Durch Steuern des Schaltzeitpunkts des Transistors in der Dreiphasen-Wechselrichterschaltung 51 in Übereinstim­ mung mit Befehlen aus der ECU 13 ist es möglich, zwischen der Erzeugung elektrischer Energie (Generatorbetriebsart) und dem Bereitstellen einer Antriebskraft (Motorbetriebsart) umzuschalten. Das Strom-Tastverhältnis des Erregerstroms wird durch Ein- und Ausschalten des Tran­ sistors 52 gesteuert. Da der obige Aufbau im Stand der Technik bekannt und dem zuständigen Fachmann geläufig ist, ist eine nähere Erläuterung an dieser Stelle entbehrlich. Der Generator/Motor 3 empfängt aus der Batterie 8 elektri­ sche Leistung, um den Verbrennungsmotor 1 in der Motorbe­ triebsart anzutreiben, und nimmt über die Kurbelwelle das Drehmoment des Verbrennungsmotors 1 auf, um in seiner Gene­ ratorbetriebsart elektrische Energie zu erzeugen.

Die Arbeitsweise dieses ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Steuerungssystems wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das in Fig. 3 gezeigte Flußdiagramm näher er­ läutert. Der entsprechende Steuerungsvorgang wird von der ECU 13 ausgeführt.

Gemäß Fig. 3 wird in einem Anfangsschritt 100 zunächst geprüft, ob ein (nicht gezeigter) Zündungsschalter einge­ schaltet ist oder nicht, d. h., ob ein Start- bzw. Anlaßbe­ fehl vorliegt oder nicht. Falls dies nicht der Fall ist, führt die ECU 13 andere Steuerungsabläufe durch und wieder­ holt den Schritt 100 nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit­ spanne.

Wenn der Zündungsschalter eingeschaltet wird, wird der Kurbelwellenwinkel R in einem Schritt 101 aus dem Kurbel­ wellenwinkelsensor 14 ausgelesen. Jeder Transistor in der elektrischen Leistungssteuereinheit 5 wird unter Zugrunde­ legung des Kurbelwellenwinkels R so angesteuert, daß die Motorbetriebsart durchgeführt wird, damit der Genera­ tor/Motor 3 angetrieben wird und sein Drehmoment an dem Verbrennungsmotor 1 in umgekehrter Richtung bzw. Rückwärts­ richtung anliegt, siehe Schritt 103. Darüber hinaus wird der in der Leistungssteuereinheit 5 vorgesehene, zur Zufuhr des Feldstroms dienende Transistor 52 (siehe Fig. 2) so an­ gesteuert, daß er für die Motorbetriebsart einen Feldstrom mit einem Tastverhältnis von 100% zur Verfügung stellt. Daraufhin wird der Generator/Motor 3 in der Rückwärtsrich­ tung mit maximalem Drehmoment gedreht. In einem Schritt 104 wird daraufhin überprüft, ob der Kurbelwellenwinkel R die­ ser Umkehr- bzw. Rückwärtsdrehung gleich π/4 ist, worauf in einem Schritt 106 überprüft wird, ob seit dem Beginn der Rückwärtsdrehung eine Zeitspanne Δt vergangen ist. Ein Schritt 108 wird dann durchgeführt, wenn das in den Schrit­ ten 104 und 106 erhaltene Ergebnis positiv ist, wohingegen der Schritt 101 erneut durchgeführt wird, wenn die in den Schritten 104 und 106 erhaltenen Ergebnisse beide negativ sind. Der Schritt 101 wird solange nicht erneut durchge­ führt, bis eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist.

Im Schritt 108 wird jeder Transistor in der elektri­ schen Leistungssteuereinheit 5 in der Motorbetriebsart in Abhängigkeit vom absoluten Kurbelwellenwinkel R angesteu­ ert, um zu bewirken, daß der Generator/Motor 3 den Verbren­ nungsmotor 1 ausgehend von der anfänglichen Rückwärtsrich­ tung nunmehr in der Normalrichtung antreibt. In ähnlicher Weise wie beim vorstehend beschriebenen Schritt 103 wird der in der elektrischen Leistungssteuereinheit 5 zur Zufuhr des Feldstroms vorgesehene Transistor 52 so angesteuert, daß er einen Feldstrom mit einem Tastverhältnis von 100% liefert. Der Generator/Motor 3 wird daraufhin in der Vor­ wärtsrichtung oder Normalrichtung mit maximalem Drehmoment gedreht.

In einem Schritt 110 wird überprüft, ob seit dem Beginn der Normaldrehung eine vorgegebene Zeit Δta abgelaufen ist oder nicht. Wenn das Überprüfungsergebnis im Schritt 110 positiv ist, was anzeigt, daß die Motorbetriebsart zum An­ lassen des Verbrennungsmotors über die gegebene Zeit hinaus fortgesetzt wird, wird angenommen, daß das Anlassen des Verbrennungsmotors 1 fehlgeschlagen ist, worauf der Verar­ beitungsablauf zum Schritt 101 zurückkehrt, um die Umkehr­ drehung erneut durchzuführen. Wenn das im Schritt 110 er­ haltene Ergebnis demgegenüber negativ ist, wird die Motor­ drehzahl n überprüft, um festzustellen, ob die Motordreh­ zahl n eine Schwellenwert- bzw. Grenzdrehzahl n_th über­ schreitet. Diese Überprüfung wird in einem Schritt 112 mit­ tels des Kurbelwellenwinkels RM durchgeführt. Wenn das im Schritt 112 erhaltene Ergebnis positiv ist, was einen An­ stieg der Motordrehzahl anzeigt, wird angenommen, daß der Verbrennungsmotor 1 erfolgreich angelassen worden ist, wor­ auf die Motorbetriebsart des Generators/Motors 3 in einem Schritt 114 beendet wird. Wenn das im Schritt 112 erhaltene Ergebnis demgegenüber negativ ist, was einen unzureichenden Anstieg der Motordrehzahl anzeigt, wird der Schritt 108 er­ neut durchgeführt, um die Normaldrehung fortzusetzen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Zyklus zum An­ lassen des Verbrennungsmotors 1, d. h. der sowohl die Um­ kehr- als auch die Normaldrehung enthaltene Zyklus durchge­ führt, wann immer die vorgegebene Zeit abläuft, bis bzw. bevor die gewünschte Drehzahl erreicht ist. Da die gleiche Reibungsfläche verwendet worden ist, bis das Anlassen er­ folgreich abgeschlossen ist, nimmt der Reibungswiderstand aufgrund des Motorgleitöls usw. allmählich ab, was es er­ möglicht, die Anlaßfähigkeit des Verbrennungsmotors 1 zu verbessern und einen übermäßigen elektrischen Stromver­ brauch zu vermeiden.

In Fig. 4 ist die Arbeitsweise dieses ersten Ausfüh­ rungsbeispiels anhand von Signalverläufen näher erläutert, wobei mit den gestrichelten Linien der Betriebsfall ange­ deutet ist, bei dem der Rückwärts- und Normal-Drehungszy­ klus zweimal durchgeführt wird.

Da sich das Lastmoment, d. h. der Lastwiderstand, in Ab­ hängigkeit von einer Änderung im Kurbelwellenwinkel (0 bis 2π) ändert, ist es bei dem vorstehend beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiel möglich, bei dem erwähnten Rückwärts- und Normal-Drehungszyklus die Zeit für die Rückwärtsdrehung und/oder den Winkel der Rückwärtsdrehung in Übereinstimmung mit derartigen Änderungen einzustellen. Beispielsweise ist das Anlassen in dem Bereich nicht leicht, in dem das Last­ moment nahe bei seinem Maximalwert liegt und bei der Durch­ führung der Normaldrehung zunimmt. Daher kann eine mehrma­ lige Wiederholung des Rückwärts- und Normal-Drehungszyklus notwendig sein, um eine gute Drehbarkeit herbeizuführen. Wenn das Lastmoment nahe bei seinem möglichen Minimalwert und innerhalb desjenigen Bereichs liegt, in dem das Lastmo­ ment bei der Durchführung der Normaldrehung zunimmt, wird der Anlaßvorgang leichter. Der Rückwärts- und Normal-Dre­ hungszyklus braucht in diesem Fall daher nur einmal durch­ geführt zu werden, um eine leichte Drehbarkeit herbeizufüh­ ren. Da das Anlassen innerhalb desjenigen Bereichs, in dem das Lastmoment bei der Durchführung der Normaldrehung ab­ nimmt, sehr leicht durchgeführt werden kann, kann die Nor­ maldrehung in diesem Fall sofort durchgeführt werden. Dies ermöglicht es, die Anlaßfähigkeit bzw. Startbereitschaft zu verbessern und die Verschwendung elektrischer Energie zu vermeiden.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf das in Fig. 5 ge­ zeigte Flußdiagramm ein zweites Ausführungsbeispiel der Er­ findung näher erläutert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Schritte 101 bis 108 des ersten Ausführungsbeispiels modifiziert. In ei­ nem Anfangsschritt 200 wird zunächst überprüft, ob der Zün­ dungsschalter aktiviert worden ist, d. h., ob ein Anlaßbe­ fehl gegeben worden ist. Wenn kein Anlaßbefehl erfaßt wird, führt die ECU 13 weitere Steuerungsroutinen für eine vorbe­ stimmte Zeitdauer durch, bevor sie erneut überprüft, ob ein Anlaßbefehl vorliegt.

Wenn der Zündungsschalter eingeschaltet ist, wird der Kurbelwellenwinkel R in einem Schritt 201 aus dem Kurbel­ wellenwinkelsensor 14 ausgelesen. In einem Schritt 202 wird daraufhin überprüft, ob die Richtung der Normaldrehung bei dem momentanen Wert des im Schritt 201 gelesenen Kurbelwel­ lenwinkels R in Richtung einer Zunahme des Lastmoments verläuft. Da sich das Lastmoment, d. h. der Lastwiderstand des Verbrennungsmotors 1, in Abhängigkeit vom Kurbelwellen­ winkel R ändert, kann derjenige Bereich von Winkeln, bei denen sich das Lastmoment bei der Durchführung der Normal­ drehung erhöht, in einem Speicher wie beispielsweise dem ROM 15 gespeichert werden. Wenn der im Schritt 201 gelesene Kurbelwellenwinkel R innerhalb dieses Bereichs liegt, kann auf einfache Weise festgestellt werden, daß das Lastmoment bei der Durchführung der Normaldrehung zunimmt. Falls dies nicht der Fall ist, kann auf einfache Weise festgestellt werden, daß das Lastmoment bei der Durchführung der Rück­ wärtsdrehung zunimmt.

Wenn die Richtung der Normaldrehung derjenigen Richtung entspricht, in der das Lastmoment zunimmt, wird der Genera­ tor/Motor 3 in einem Schritt 203 mit maximalem Drehmoment, d. h. mit einem Feldstrom von 100%, in Richtung der Rück­ wärtsdrehung angetrieben. Dieser Schritt ist dem Schritt 103 des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich. Der ECU 13 ist es dadurch möglich, in einem Schritt 205 festzustellen, ob der Kurbelwellenwinkel Rx ein klein wenig größer als der minimale Wert des Lastmoments ist, d. h., ungefähr 20% der Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum des Lastmo­ ments beträgt; weiterhin kann die ECU 13 dadurch feststel­ len, daß der Winkel Rx derjenige Winkel ist, bei dem das Lastmoment bei der Durchführung der Normaldrehung abnimmt. Ein Schritt 206 entspricht dem Schritt 106 des ersten Aus­ führungsbeispiels darin, daß ermittelt wird, ob eine Zeit Δ t abgelaufen ist.

Im Falle einer auf dem Kurbelwellenwinkel Rx basieren­ den Ansteuerung in Richtung der Normaldrehung nimmt das Lastmoment bis zum Erreichen des Minimalwerts des Lastmo­ ments ab und der Reibungswiderstand nimmt aufgrund der Rückwärtsdrehung ab, was eine sehr glatte bzw. leichtgän­ gige Beschleunigung ermöglicht. Obgleich das Lastmoment im Anschluß daran in Richtung der Normaldrehung zunimmt, ist das Lastmoment gleichwohl klein genug, um eine fortgesetzte Beschleunigung zu ermöglichen, wodurch es möglich wird, den Maximalwert des Lastmoments unter Verwendung der während der Beschleunigung anfänglich erzeugten Energie zu über­ schreiten.

Wenn das im Schritt 202 erhaltene Ergebnis negativ ist, wird der Schritt 108 der Fig. 3 unmittelbar ausgeführt, um die Normaldrehung durchzuführen, da in diesem Fall festge­ stellt wird, daß das Lastmoment bei der Durchführung der Normaldrehung abnimmt.

Vorstehend wurden ein System und ein Verfahren zum An­ lassen eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors offenbart, die es ermöglichen, die Anlaßfähigkeit des Verbrennungsmotors zu verbessern. Das erfindungsgemäße Anlassersystem enthält ei­ nen Anlassermotor, eine Einrichtung zum Messen eines Kur­ belwellenwinkels des Verbrennungsmotors und eine Steue­ rungseinrichtung, die das gesamte System steuert. Das Sy­ stem wird von einem ihm zugeführten Anlaßbefehl in Gang ge­ setzt. Das System bzw. die Steuerungseinrichtung treibt daraufhin den Anlassermotor vorläufig in einer Rückwärts­ richtung in vorbestimmter Beziehung zu dem Anlaßbefehl der­ art an, daß ein Lastmoment des Anlassermotors verringert wird. Daraufhin überprüft die Steuerungseinrichtung des Sy­ stems, ob die Rückwärtsdrehung des Anlassermotors einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Daraufhin wird der Anlas­ sermotor in Vorwärtsrichtung betrieben, falls die Rück­ wärtsdrehung den vorbestimmten Wert erreicht hat.

Claims (11)

1. Verfahren zum Anlassen eines Verbrennungsmotors (1), das folgende Schritte umfaßt:
Zuführen eines Anlaßbefehls (100, 200) zu einem Anlasser­ system;
vorläufiges Betreiben (103, 203) einer Anlassermotorein­ richtung (3) des Verbrennungsmotors (1) in einer Rückwärts­ richtung in einer vorbestimmten Beziehung zu dem Anlaßbe­ fehl derart, daß ein Lastmoment der Anlassermotoreinrich­ tung (3) dadurch verringert wird;
Ermitteln (104, 106, 205, 206), ob die Rückwärtsdrehung der Anlassermotoreinrichtung (3) einen vorbestimmten Wert (π/4, Δt, Rx) erreicht hat; und
Betreiben (108) der Anlassermotoreinrichtung (3) in ei­ ner Vorwärtsrichtung, wenn die Rückwärtsdrehung den vorbe­ stimmten Wert (π/4, Δt, Rx) erreicht hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlassermotoreinrichtung (3) bei dem vorläufigen Betrei­ ben unmittelbar im Ansprechen auf den Anlaßbefehl in der Rückwärtsrichtung betrieben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ermittlungsschritt folgende Schritte umfaßt:
während der Rückwärtsdrehung durchgeführtes Messen (104, 106) eines Werts, der ein Kurbelwellenwinkelintervall einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (1) und/oder einen Zeitablauf angibt; und
Vergleichen (104, 106) des gemessenen Werts mit dem vor­ bestimmten Wert (π/4, Δt, Rt).

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Messen des Zeitablaufs (110) der Vorwärtsdrehung der Anlassermotoreinrichtung (3);
Beenden (110) der Vorwärtsdrehung der Anlassermotorein­ richtung (3), wenn der gemessene Zeitablauf eine vorbe­ stimmte Zeit (Δt) überschreitet; und
Wiederholen der Schritte ausgehend von dem Schritt (103) des vorläufigen Betreibens im Anschluß an den Beendi­ gungsschritt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert auf ungefähr einen viertelten Einheitswinkel (π/4) im Kurbelwellendrehwinkel eingestellt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einen der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des vorläufigen Betreibens folgende Schritte umfaßt:
Messen (202) einer ersten Kurbelwellenwinkelposition (e) des Verbrennungsmotors (1) auf den Empfang des Anlaßbefehls hin;
Ermitteln, ob die gemessene erste Kurbelwellenwinkel­ position (R) einer Richtung der Zunahme im Lastmoment der Anlassermotoreinrichtung (3) entspricht, falls eine Vor­ wärtsdrehung der Anlassermotoreinrichtung (3) vorliegt; und
Betreiben der Anlassermotoreinrichtung (3) in der Rück­ wärtsrichtung, wenn ermittelt wird, daß die gemessene erste Kurbelwellenwinkelposition (R) einer Zunahme des Lastmoments entspricht.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des vorläufigen Betreibens weiterhin folgende Schritte umfaßt:
während der Rückwärtsdrehung durchgeführtes Messen (205) einer zweiten Kurbelwellenwinkelposition (R) der Kur­ belwelle; und
Vergleichen (205) der gemessenen zweiten Kurbelwellen­ winkelposition (R) mit dem vorbestimmten Wert, der eine Kur­ belwellenposition (Rx) angibt, die einer Abnahme im Lastmo­ ment entspricht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Messen (110) des Zeitablaufs der Vorwärtsdrehung der Anlassermotoreinrichtung (3);
Beenden (110) der Vorwärtsdrehung der Anlassermotorein­ richtung (3), wenn der gemessene Zeitablauf eine vorbe­ stimmte Zeit (Δta) übersteigt; und
Wiederholen der Schritte ausgehend vom Schritt (203) des vorläufigen Betreibens im Anschluß an den Schritt des Beendens.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der vorbestimmte Wert auf eine Kurbelwellenwinkel­ position (Rx) eingestellt ist, bei der das Lastmoment nahe bei einem minimalen Lastmoment liegt und größer als dieses ist.

10. Anlassersystem für einen Verbrennungsmotor, mit:
einer Anlassermotoreinrichtung (3), die sowohl in Vor­ wärts- als auch in Rückwärtsrichtung drehbar ist, um einen Verbrennungsmotor (1) anzulassen;
einer Einrichtung (14) zum Messen eines Kurbelwellen­ winkels des Verbrennungsmotors (1); und
einer Einrichtung (4, 5, 13) zum Steuern der Anlassermo­ toreinrichtung (3) in Übereinstimmung mit dem gemessenen Kurbelwellenwinkel;
wobei die Steuereinrichtung (4, 5, 13) in Übereinstimmung mit dem gemessenen Kurbelwellenwinkel überprüft, ob eine Rückwärtsdrehung der Anlassermotoreinrichtung (3) über ein gewünschtes Winkelintervall der Drehung (π/4) durchgeführt worden ist, nachdem eine vorläufige Rückwärtsdrehung (103) der Anlassermotoreinrichtung anfänglich durchgeführt wird, wenn ein Anlaßbefehl erstmalig empfangen wird, wobei die Steuerungseinrichtung (4, 5, 13) anschließend eine Vorwärts­ drehung (108) der Anlassermotoreinrichtung (3) in der Vor­ wärtsrichtung einleitet.

11. Anlassersystem für einen Verbrennungsmotor, mit:
einer Anlassermotoreinrichtung (3), die sowohl in Vor­ wärts- als auch in Rückwärtsrichtung drehbar ist, um einen Verbrennungsmotor (1) anzulassen;
einer Einrichtung (14) zum Messen eines Kurbelwellen­ winkels des Verbrennungsmotors (1); und
einer Einrichtung (4, 5, 13) zum Steuern der Anlassermo­ toreinrichtung (3) in Übereinstimmung mit dem Kurbelwellen­ winkel;
wobei die Steuerungseinrichtung (4, 5, 13) nach Maßgabe des aus der Meßeinrichtung zum Zeitpunkt eines Anlaßbefehls erhaltenen Kurbelwellenwinkels überprüft (202), ob eine Richtung der Vorwärtsdrehung des Verbrennungsmotors (1) in einer Richtung eines abnehmenden Lastmoments oder in Rich­ tung eines zunehmenden Lastmoments verläuft, und nach Durchführung einer vorläufigen Rückwärtsdrehung (203) eine Vorwärtsdrehung (108) einleitet, wenn die Richtung der Vor­ wärtsdrehung in derjenigen Richtung verläuft, in der das Lastmoment zunimmt.