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Dokumentenidentifikation DE102005058210A1 13.07.2006
Titel Batteriespannungs-Schwellenwerteinstellung für ein automatisches Anlass- und Ausschaltsystem
Anmelder Detroit Diesel Corp., Detroit, Mich., US
Erfinder Thompson, Marleen, Mount Clemens, Mich., US;
Diefenbaker, Thomas, Troy, Mich., US;
Longnecker, John E., Livonia, Mich., US;
Avery, Richard, West Bloomfield, Mich., US;
Golub, Tomislav, Birmingham, Mich., US
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Anmeldedatum 06.12.2005
DE-Aktenzeichen 102005058210
Offenlegungstag 13.07.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.07.2006
IPC-Hauptklasse F02N 17/00(2006.01)A, F, I, 20051206, B, H, DE
Zusammenfassung Eine Fahrzeugmotorsteuerung, welche ein Funktionsmerkmal zum automatischen Anlassen und Ausschalten zum Leerlaufbetrieb des Motors, um die Batteriespannung zu halten, aufweist, umfaßt eine Einstellung des Batteriespannungs-Schwellenwerts, bei welchem der Motor angelassen wird, um die Batterie wieder aufzuladen. Vorzugweise beruht die Einstellung auf der Verwendung eines Umgebungslufttemperatursensors und einer Verweistabelle in der Steuerung, welche den Schwellenwert auf Basis einer vorbestimmten Beziehung zwischen Batteriespannung und Umgebungslufttemperatur ändert.

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeugmotorsteuerungen, welche automatisierte Anlaß- und Ausschalt-Steuersysteme umfassen, welche auf Batteriespannungsniveaus reagieren und eine Einstellung des Batteriespannungsschwellenwerts in Reaktion auf eine Erfassung einer sich ändernden Umgebungstemperatur aktivieren.

Ein elektronisches Steuermodul kann eine Funktion zum automatisierten Anlassen und Ausschalten des Leerlaufs umfassen. Die Steuerung verwendet Daten zum kontinuierlichen Überwachen von Eingabedaten, wie etwa Motortemperatur und Batteriespannung. In Perioden, während derer sich das Fahrzeug nicht bewegt, läßt das System den Motor nach Notwendigkeit automatisch an und schaltet diesen aus, um die Temperatur des Kraftstoffs in dem Motor auf einem wünschenswerten Niveau zur Verbrennung sowie die Batteriespannung innerhalb definierter Grenzen zu halten.

Bei einer bekannten Einheit aktiviert ein Fahrer das Funktionsmerkmal zum automatisierten Anlassen und Ausschalten durch Schalten des Getriebes auf Neutralstellung (und hohe Übersetzung, wenn verfügbar), Betätigen der Standbremse und Einschalten der Fahrtsteuerung, während sich der Motor im Leerlauf befindet. Ferner müssen die Motorhauben- bzw.

Motorraumtüren geschlossen sein. Wenn die Leerlaufabschaltungs-Schaltuhr in der Steuerung abläuft, übernimmt das Funktionsmerkmal die Steuerung, bis das Fahrzeug zum nächstenmal gefahren wird bzw. bis ein Bediener einfach die Zündung ausschaltet, um das Funktionsmerkmal zum automatisierten Anlassen und Ausschalten zu deaktivieren.

Ein zuvor bekanntes System umfaßt ferner einen optionalen Thermostaten für Schlepperfahrzeuge, welche mit einem Schlafplatz versehen sind, welcher ermöglicht, daß Funktionsmerkmale zum automatisierten Anlassen und Ausschalten die Führerhaustemperatur in dem erwünschten Bereich halten. Dies ist ferner für Reisebusanwendungen verfügbar, um die Innentemperatur in dem erwünschten Bereich zu halten. Der Thermostat weist eine beleuchtete Anzeige- und Steuertafel zur einfachen Verwendung auf und kann ausgeschaltet werden, wenn eine Regelung der Innentemperatur nicht erwünscht ist. Der Fahrer stellt die erwünschte Innentemperatur ein. Drei durch den Fahrer auswählbare „Komfortbereichs"-Einstellungen regeln die Empfindlichkeit des Thermostaten. Ein enger Bereich hält die Temperatur sehr genau, während ein breiterer Bereich dadurch zu größeren Einsparungen führt, daß der Motor weniger häufig angewiesen wird, anzuspringen und zu laufen. Ein kontinuierlicher Leerlauf ist bei extremen Außentemperaturen möglich. Ohne zusätzliche Steuerungsreaktionen auf möglicherweise auftretende Bedingungen kann eine begrenzte Anzahl von Eingaben jedoch zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führen.

Eine Steuerung für einen kontinuierlichen Betrieb war zuvor bekannt, um zu ermöglichen, daß der Motor kontinuierlich läuft, wenn der Außentemperaturparameter die Fabrikeinstellungsgrenzen (warm und kalt) überschreiten und der Thermostateinstellungspunkt nicht erreicht werden kann (der Fabrikvorgabewert beträgt 25°F (-3,88°C) für den Kaltmodus und 90°F (32°C) für den Warmmodus). Wenn sich der Thermostat in dem Zustand eines kontinuierlichen Betriebs befindet, blinkt das Thermometer-Kennsymbol gemeinsam mit dem Heizungs- bzw. Kühlungs-Kennsymbol. Derartige Systeme weisen jedoch festgelegte Werte für Schwellenwerte auf, bei welchen keine Einstellung zum Ändern des Reaktionsverhaltens des automatischen Anlaß- und Ausschaltbetriebs erfolgt.

Wenn die Bedingungen, welche die Steuerung für einen kontinuierlichen Betrieb auslösen, nicht erfüllt sind und der Thermostateinstellungspunkt in 45 Minuten nicht erreicht wird, schaltet der Motor für 15 Minuten aus, springt wieder an und läuft 15 Minuten lang. Dieser Ein-Aus-Zyklus von 15 Minuten wird fortgesetzt, bis der Thermostateinstellungspunkt erreicht wird bzw. bis der Thermostat ausgeschaltet wird. Wenn die automatische Anlaß- und Ausschaltfunktion des Leerlaufs in den verlängerten Leerlaufmodus des Betriebs eintritt, kann die Warm- bzw. Kalteinstellung an dem Thermostaten nicht der Heiz- bzw. Kühlsystemeinstellung des Fahrzeugs entsprechen. Ein derartiger Betrieb kann ferner einen Hinweis auf einen Kühlmittelmangel, eine Verstopfung des Heizungssystems oder einen unbefugten Systemeingriff bedeuten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung überwindet die oben erwähnten Nachteile durch Schaffen eines Motorsteuermoduls, welches ein automatisches Anlaß- und Ausschaltsystem mit zusätzlichen Eingaben und zusätzlichen Reaktionen aufweist, um den Betrieb eines Funktionsmerkmals eines elektronischen Steuermoduls, welches zum automatischen Anlassen und Ausschalten dient, einzustellen. Das System liefert eine zusätzliche Reaktion durch Ändern der Batteriespannungsniveaus, bei welchen die Anlaßbefehle erzeugt werden, durch Einstellen des Batteriespannungs-Schwellenwerts in Reaktion auf Erfassungen der Umgebungslufttemperatur. Vorzugsweise liefert die Steuerung die bevorzugte Reaktion, den Batteriespannungs-Schwellenwert, bei welchem die Steuerung einen Motoranlaßbefehl für Umgebungsluftbedingungen mit niedrigeren Werten auslöst, zu erhöhen. Der Schwellenwert wird vorzugsweise gemäß einer Verweistabelle bestimmt, welche die Umgebungslufttemperatur mit der Batteriespannung vergleicht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die vorliegende Erfindung ist durch Verweis auf die folgende genaue Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels bei Betrachtung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung besser verständlich, wobei gleiche Bezugszeichen in den gesamten Ansichten gleiche Abschnitte bezeichnen, und wobei:

1 eine diagrammartige Darstellung eines Fahrzeugs ist, welche eine perspektivische Ansicht eines Motors mit einer elektronischen Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt;

2 eine diagrammartige und schematische Darstellung eines Steuersystems ist, welches in dem Fahrzeug von 1 verwendet wird; und

3 eine diagrammartige und schematische Darstellung der Steuerung ist, wobei Teile aus Gründen der Klarheit entfernt sind.

GENAUE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS (DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE)

1 ist eine perspektivische Darstellung eines Verdichtungszündungs-Verbrennungsmotors 10, welcher verschiedene Funktionsmerkmale der Motorsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt. Wie durch gewöhnlich Fachkundige zu ersehen, kann der Motor 10 innerhalb einer breiten Vielfalt von Gerätschaften 11 für Anwendungen verwendet werden, welche unter anderem Lastkraftwägen auf der Straße, Baugerätschaften, Schiffe und Generatoren umfassen. Der Motor 10 umfaßt eine Vielzahl von Zylindern, welche unter einer entsprechenden Verkleidung angeordnet sind, welche generell durch die Bezugsziffer 12 bezeichnet ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Motor 10 ein mehrzylindriger Verdichtungszündungs-Verbrennungsmotor, wie beispielsweise ein 4-, 6-, 8-, 12-, 16- oder 24-Zylinder-Dieselmotor. Ferner sei bemerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf einen bestimmten Typ eines Motors bzw. Kraftstoffs beschränkt ist.

Der Motor 10 umfaßt ein Motorsteuermodul (ECM) 14. Das ECM 14 kommuniziert mit verschiedenen Motorsensoren und Betätigungselementen über eine zugeordnete Verkabelung bzw. Drähte, welche generell durch die Bezugsziffer 18 bezeichnet sind, um eine Steuereinheit 32 (2) zum Steuern des Motors und der Gerätschaften 11 zu bilden. Ferner kommuniziert die Steuereinheit 32 mit dem Motorbediener unter Verwendung zugeordneter Lampen, Schalter, Anzeigen und ähnlichem, wie genauer in 2 dargestellt. Wenn dieser in einem Fahrzeug angebracht ist, ist der Motor 10 über ein Schwungrad 16 mit einem Getriebe verbunden. Wie Fachkundigen gut bekannt ist, umfassen viele Getriebe eine Leistungsabzweigungsanordnung (PTO-Anordnung; PTO für engl.: power take-off), wobei eine Hilfswelle mit zugeordneten Hilfsgerätschaften verbunden werden kann, welche durch den Motor bzw. das Getriebe unter Verwendung des veränderlichen Drehzahlreglers (VSG; für engl.: variable Speed governor) des Motors mit einer relativ konstanten Drehzahl betrieben wird. Die Hilfsgerätschaften können Hydraulikpumpen für Baugerätschaften, Wasserpumpen für Befeuerungsmotoren, Leistungsgeneratoren und beliebige aus einer Anzahl anderer drehend betriebener Zubehörgeräte umfassen. Typischerweise wird der PTO-Modus lediglich dann verwendet, wenn das Fahrzeug unbeweglich ist.

In 2 ist ein Blockdiagramm dargestellt, welches ein Motorsteuersystem 30 mit einer Batterieaufladbarkeitsreaktion gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Das System 30 stellt das Steuersystem für den Motor 10 von 1 dar. Das System 30 umfaßt vorzugsweise eine Steuereinheit 32 in Datenübertragungsverbindung mit verschiedenen Sensoren 34 und Betätigungselementen 36. Die Sensoren 34 können verschiedene Positionssensoren umfassen, wie etwa einen Pedalpositionssensor 38, welcher mit einem Gaspedal 39 (wie dargestellt) oder einem Bremspedal verbunden sein kann. Ebenso kann ein Sensor 34 einen Kühlmitteltemperatursensor 40 umfassen, welcher eine Angabe der Temperatur des Motorblocks 42 liefert. Ebenso wird ein Öldrucksensor 44 verwendet, um die Motorbetriebsbedingungen durch Liefern eines geeigneten Signals zu der Steuereinheit 32 zu überwachen. Andere Sensoren können Drehungssensoren zum Erfassen der Drehzahl des Motors, wie etwa einen Drehzahlsensor 88, und bei einigen Anwendungen einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (VSS; für engl.: vehicle speed sensor) 90 umfassen. Der VSS 90 liefert eine Angabe der Drehzahl der Abtriebswelle bzw. Schlußwelle eines Getriebes (nicht dargestellt), welche verwendet werden kann, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen. Ein VSS 90 kann ferner einen oder mehrere Raddrehzahlsensoren darstellen, welche beispielsweise bei Antiblockier-Bremssystem-Anwendungen (ABS-Anwendungen) verwendet werden, welche gleichfalls durch das ECM 32 gesteuert werden können.

Die Betätigungselemente 36 umfassen verschiedene Fahrzeugelemente, welche durch zugeordnete Steuersignale von der Steuereinheit 32 betrieben werden. Wie in 2 dargestellt, können verschiedene Betätigungselemente 36 ferner eine Signalrückführung zu der Steuereinheit 32 bezüglich des Betriebszustands davon liefern, zusätzlich zu Rückführpositions- oder anderen Signalen, welche verwendet werden, um die Betätigungselemente 36 zu steuern. Die Betätigungselemente 36 umfassen vorzugsweise sowohl Elemente in Ergänzung dazu als auch eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzern 46, welche über zugeordnete Solenoide 64 gesteuert werden, um Kraftstoff an die entsprechenden Zylinder zu liefern. Bei einem Ausführungsbeispiel steuert die Steuereinheit 32 eine Kraftstoffpumpe 56 zum Leiten von Kraftstoff von einer Quelle 58 zu einer gemeinsamen Leitungsbahn bzw. einem Verteiler 60. Die Betätigung der Solenoide 64 steuert die Zuleitung der Zeittaktung und Dauer der Kraftstoffeinspritzung, wie in der Technik gut bekannt ist. Obgleich das repräsentative Steuersystem von 2 mit einem zugeordneten Kraftstoffversorgungs-Teilsystem die typische Anwendungsumgebung der vorliegenden Erfindung darstellt, ist die Erfindung nicht auf einen bestimmten Typ von Kraftstoff bzw. Kraftstoffversorgungssystem beschränkt.

Die Sensoren 34 und die Betätigungselemente 36 können verwendet werden, um Status- und Steuerinformationen über eine Konsole 48 zu einem Motorbediener zu übermitteln. Die Konsole 48 kann verschiedene Schalter 50 und 54 in Ergänzung zu Meldevorrichtungen 52 umfassen. Die Konsole 48 ist vorzugsweise in enger Nähe zu dem Motorbediener angeordnet, wie etwa im Führerhaus eines Fahrzeugs. Die Meldevorrichtungen 52 können beliebige aus einer Vielzahl akustischer und visueller Meldevorrichtungen, wie etwa Lampen, welche als Reaktion auf eine Erfassung eines Motorbetriebs in einem Drehzahlbereich, welcher als unerwünscht erachtet wird, angezeigt bzw. erleuchtet werden können, umfassen, wobei dies Anzeigen, Summer, Alarmmelder und ähnliches umfaßt. Vorzugsweise werden ein oder mehrere Schalter, wie etwa ein Schalter 50 und ein Schalter 54, verwendet, um einen bestimmten Betriebsmodus anzufordern, wie beispielsweise eine Fahrtsteuerung oder einen PTO-Modus.

Bei einem Ausführungsbeispiel umfaßt die Steuereinheit 32 eine programmierte Mikroverarbeitungseinheit 70 in Datenübertragungsverbindung mit den verschiedenen Sensoren 34 und Betätigungselementen 36 über einen Eingabe-Ausgabe-Anschluß 72. Wie Fachkundigen gut bekannt ist, liefern die Eingabe-Ausgabe-Anschlüsse 72 eine Schnittstelle im Hinblick auf die Verarbeitungs-Schaltungsanordnung zum Anpassen der Signale, Schützen der Steuereinheit 32 und Liefern geeigneter Signalniveaus in Abhängigkeit von der speziellen Eingabe- oder Ausgabevorrichtung. Der Prozessor 70 kommuniziert mit den Eingabe-Ausgabe-Anschlüssen 72 unter Verwendung einer herkömmlichen Daten-/Adressenbusanordnung. Ebenso kommuniziert der Prozessor 70 mit verschiedenen Typen computerlesbarer Speichermedien 76, welche einen Aktivhaltespeicher (KAM; für engl.: keep-alive memory) 78, einen Festspeicher (ROM) 80 und einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 82 umfassen können. Die verschiedenen Typen computerlesbarer Speichermedien 76 ermöglichen eine kurzfristige und langfristige Speicherung von Daten, welche durch die Steuereinheit 32 zum Steuern des Motors verwendet werden. Die computerlesbaren Speichermedien 76 können durch beliebige aus einer Anzahl bekannter physikalischer Vorrichtungen verwirklicht werden, welche in der Lage sind, Daten zu speichern, welche Anweisungen repräsentieren, welche durch einen Mikroprozessor 70 ausführbar sind. Derartige Vorrichtungen können PROM-, EPROM-, EEPROM-, Blitzspeicher (für engl.: flash memory) und ähnliches in Ergänzung zu verschiedenen magnetischen, optischen und Kombinationsmedien umfassen, welche zu einer zeitweiligen und/oder dauerhaften Datenspeicherung in der Lage sind.

Die computerlesbaren Speichermedien 76 umfassen Daten, welche Programmanweisungen (Software), Kalibrierungen, Betriebsvariablen und ähnliches umfassen, welche in Verbindung mit einer zugeordneten Hardware verwendet werden, um die verschiedenen Systeme und Teilsysteme des Motors und/oder Fahrzeugs zu steuern. Die Motor-/Fahrzeugsteuerlogik wird durch eine Steuereinheit 32 auf Basis der Daten, welche in den computerlesbaren Speichermedien 76 gespeichert sind, in Ergänzung zu verschiedenen anderen elektrischen und elektronischen Schaltungen davon (Hardware) verwirklicht.

Wie für Fachkundige zu ersehen ist, kann die Steuerlogik als Hardware, Software oder eine Kombination von Hardware und Software verwirklicht bzw. bewirkt werden. Die verschiedenen Funktionen werden vorzugsweise durch einen programmierten Mikroprozessor bewirkt, wie etwa in der DDEC-Steuereinheit enthalten, welche durch die Detroit Diesel Corporation, Detroit, Michigan, hergestellt wird. Selbstverständlich kann die Steuerung des Motors/Fahrzeugs eine oder mehrere Funktionen umfassen, welche durch zugeordnete elektrische, elektronische oder integrierte Schaltungen verwirklicht werden. Wie ferner für Fachkundige zu ersehen ist, kann die Steuerlogik unter Verwendung von beliebigen aus einer Vielzahl bekannter Programmierungs- und Verarbeitungstechniken verwirklicht werden und ist nicht auf die Reihenfolge bzw. den Ablauf beschränkt, welche dargestellt bzw. beschrieben werden. Beispielsweise wird eine Unterbrechungs- bzw. Ereignissteuerung typischerweise bei Echtzeit-Steueranwendungen verwendet, wie etwa der Steuerung eines Motors bzw. Fahrzeugs. Ebenso können parallelverarbeitende, gleichzeitig verarbeitende bzw. mehrgängige Systeme und Verfahren verwendet werden, um die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung zu verwirklichen. Die Erfindung ist unabhängig von der speziellen Programmiersprache, dem Betriebssystem, dem Prozessor oder der Schaltungsanordnung, welche verwendet werden, um die dargestellte Steuerlogik zu entwickeln und/oder zu verwirklichen. Ebenso können in Abhängigkeit von der speziellen Programmiersprache und der Verarbeitungsstrategie verschiedene Funktionen in dem dargestellten Ablauf im wesentlichen zur gleichen Zeit oder in einem verschiedenen Ablauf durchgeführt werden, wobei die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung verwirklicht werden. Die dargestellten Funktionen können abgewandelt oder in einigen Fällen weggelassen werden, ohne von Prinzip oder Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Wie am besten in 3 dargestellt, kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung bequem in einer programmierbaren elektronischen Steuereinheit aufgenommen werden, beispielsweise einer DDEC-Steuereinheit der Detroit Diesel Corporation. Insbesondere umfassen derartige Steuerungen digitale Ausgaben, deren Schaltung in Reaktion auf einen programmierten Schwellenwert erfolgt, welcher erreicht wird, wie durch den entsprechenden Sensor 34 angezeigt. Beispielsweise können die Ausgangssignal-Aktivierungs- und Deaktivierungsschwellenwerte programmiert und festgelegt werden, wie dies die technische Erfahrung gebietet. Das Anwendungskodesystem bestimmt die Vorgabewertsfunktion, Anzahl und Klarheit zum Programmieren jedes der digitalen Eingabeanschlüsse und der digitalen Ausgabeanschlüsse. Die Funktion der Ausgabeanschlüsse kann zu der Zeit einer Motoranforderung angefordert oder durch ein Hilfswerkzeug eines elektronischen Programmsystem eines Fahrzeugs (VEPS) oder ein Hilfswerkzeug eines Verteilerreprogrammierungssystems (DRS) eingerichtet werden. Ebenso können die Drehzahlwerte oder die Polarität wunschgemäß eingestellt werden.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel wird durch Verwenden der vorliegenden Erfindung in dem automatisierten Anlaß- und Ausschalt-Steuersystem 84 des Typs Optimized Idle®, welches in Verbindung mit DDEC-Steuersystemen erhältlich ist, demonstriert, obgleich die Erfindung mit anderen bekannten elektronischen Steuermodulsystemen für Maschinerie oder Fahrzeugsteuersysteme praktisch umgesetzt werden kann. Die vorliegende Erfindung vermindert die Motorleerlaufszeit ohne Opferung von Funktionalität dadurch, daß der Motor lediglich dann betrieben wird, wenn dies erforderlich ist, wobei dies durch zusätzliche Überwachungs-Steueralgorithmen erfolgt, welche mit Batteriespannungsänderungen aufgrund von Umgebungstemperaturänderungen zusammenhängen.

Automatische Ausschalt- und Wiederanlaßsysteme lassen den Motor an und schalten diesen aus, um beliebige der folgenden Tätigkeiten zu verwirklichen. Die Steuereinheit 32 kann die Motoröltemperatur zwischen Fabrikeinstellungsgrenzen halten. Die Steuereinheit 32 kann die Batterie geladen halten. Die Steuerung kann den Führerhaus-/Schlafplatz- oder den Fahrgastbereich auf der erwünschten Temperatur halten, wenn ein Thermostatmodus unter Verwendung eines optionalen Thermostaten verwendet wird.

Leerlaufszeit- und Kraftstoffersparnisinformationen sind von dem Steuersystem mit einem Diagnosekodeleser (DDR) erhältlich, wenn Version 4.0 oder eine spätere der DDR-Software mit Funktionsmerkmalen zum automatisierten Anlassen und Ausschalten verwendet wird. Weitere Vorteile umfassen eine Gesamtverminderung von Abgasemissionen und Geräuschen sowie eine verbesserte Anlasser- und Motorlebensdauer (durch Anlassen eines warmen Motors und Beseitigen von Anlaßhilfen). Das System vermindert ferner leere Batterien infolge elektrischer Lasten, wie etwa durch Kühlschränke oder Satellitensysteme.

Bei dem zuvor bekannten DDEC-System arbeitet das Funktionsmerkmal zum automatisierten Anlassen und Ausschalten in einem von zwei Moden. Ein Funktionsmerkmal zum automatisierten Anlassen und Ausschalten in einem Motormodus wird verwendet, um die Batterie geladen und die Motoröltemperatur zwischen Fabrikeinstellungsgrenzen zu halten. Das DDEC-System umfaßt ferner ein Thermostatmodus-Funktionsmerkmal zum Halten des Führerhaus-/Schlafplatz(Lastkraftwagen auf der Straße) und des Fahrgastbereichs (Reisebus) auf der erwünschten Temperatur und zum Aufrechterhalten der Motormodusparameter. Der optionale Thermostat muß auf EIN geschaltet werden, damit der Thermostatmodus aktiv ist. Die Aktivitätslampe des optimierten Leerlaufs wird immer dann erleuchtet, wenn das Funktionsmerkmal zum automatisierten Anlassen/Ausschalten aktiviert ist.

Bei einem bekannten Steuersystem von Detroit Diesel wird das Anlaß- und Ausschalt-Funktionsmerkmal durch eine Kombination von Schaltererfassungsbedingungen aktiviert, obgleich andere Hilfsmittel zum Aktivieren des Funktionsmerkmals verwendet werden können, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Aktivierungskombination kann eine Aktivierung durch Halten des Zündschalters in der „EIN"-Position umfassen, wobei sich der Motor im Leerlauf befindet. Die Motorhauben-, Führerhaus- bzw. Motorraumtür(en) sind geschlossen, wie durch Sensoren angezeigt. Der Getriebeauswahl-Schalthebel befindet sich in Neutralstellung. Ferner kann sich das Getriebe in einem ausgewählten Übersetzungsbereich befinden, beispielsweise dem einer hohen Übersetzung, wenn mehrere Übersetzungen auswählbar sind. Die Standbremsen sind betätigt. Die Leerlaufabschaltungs-Schaltuhr wird durch Aktivierung aktiviert, wie erörtert.

Das bekannte System kann Optionen wie etwa eine Fahrtsteuerung umfassen. Wenn das Fahrzeug mit einer Fahrtsteuerung versehen ist, muß der Fahrthauptschalter zu der „EIN"-Position bewegt werden, nachdem sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet und die oben erwähnten Bedingungen eingestellt sind. Wenn der Fahrthauptschalter eingeschaltet ist, bevor sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet, ist dieser auf „AUS" zu stellen. Der Fahrthauptschalter ist auf „EIN" zu stellen, nachdem sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet und die oben erwähnten Bedingungen erfüllt sind.

Das Funktionsmerkmal zum automatisierten Anlassen und Ausschalten wird dadurch deaktiviert, daß der Fahrthauptschalter auf AUS gestellt wird, oder durch Verwenden des Wegfahr-Funktionsmerkmals, welches unten erörtert wird. Wenn der Motor nicht läuft, wird ein Drücken der Kupplung erfaßt, um die Anlaß- und Ausschaltfunktion des Leerlaufs zu deaktivieren. Die Anzeigelampe ist eingeschaltet, wenn die Anlaß- und Ausschaltfunktion des Leerlaufs aktiv ist. Wenn sich der Getriebeschalthebel während einer Aktivität des Funktionsmerkmals zum automatisierten Anlassen und Ausschalten bewegte, kann dies erfaßt werden und den automatisierten Anlaß- und Ausschaltbetrieb des Leerlaufs deaktivieren. Ein Motorraumalarm ertönt kurz vor jedem Anlassen des Motors bei einem Anlaß- und Ausschaltbetrieb des Leerlaufs. Nachdem die Anlaß- und Ausschaltfunktion des Leerlaufs den Motor anläßt, wird die Drehzahl auf einen beschränkten Drehzahlwert eingestellt, beispielsweise 1100 U/min.

Wenn die Aktivierungsbedingungen erfüllt sind, blinkt die Anzeigelampe, wobei die Lampe zu blinken aufhört und eingeschaltet bleibt, nachdem die Leerlaufabschaltungs-Schaltuhr abläuft und die Steuerung den Motor ausschaltet. Die Anzeigelampe für einen automatischen Anlaß- und Ausschaltbetrieb blinkt, um anzuzeigen, daß der Betrieb der Anlaß- und Ausschaltfunktion des Leerlaufs beginnt, nachdem die Leerlaufabschaltungs-Schaltuhr abläuft, wobei das Funktionsmerkmal aktiviert ist, wobei die Steuerung den Motor ausschaltet, wenn die Batteriespannung, die Motortemperatur und die Führerhaustemperatur erreicht sind. Der Motor springt lediglich dann wieder an, wenn das ECM 32 bestimmt, daß der Motor angelassen werden muß, um die Batterie zu laden, den Motor in dem Motormodus zu erwärmen oder den Innenraum in dem Thermostatmodus zu heizen bzw. zu kühlen.

Es kann ausgewählt werden, daß das Funktionsmerkmal zum automatischen Anlassen und Ausschalten lediglich in dem Motormodus arbeitet. In einem derartigen Modus schaltet die Steuerung 32 den Motor nach Notwendigkeit aus und läßt diesen wieder an, um die Motortemperatur in einem ausgewählten Bereich zwischen Temperaturen, beispielsweise 60°F (16°C) und 104°F (40°C) (welche Fabrikeinstellungsgrenzen sein können), zu halten und die Batterie geladen zu halten. Wenn der Motor aufgrund einer Erfassung einer niedrigen Batteriespannung, beispielsweise von weniger als 12,2 V bei einem 12V-System oder 24,4 V bei einem 24V-System, anspringt, läuft der Motor für eine ausgewählte Zeit, beispielsweise ein Minimum von zwei Stunden.

Der Motormodus wird durch Anlassen des Motors und Belassen davon im Leerlauf aktiviert. Es ist notwendig, die Motorhauben-, Führerhaus- bzw. Motorraumtür(en) zu schließen und zu sichern. Der Getriebeauswahl-Schalthebel wird in Neutralstellung und in einem hohen Übersetzungsbereich (wenn vorhanden) angeordnet. Die Standbremsen werden angewandt. Wenn eine Fahrtsteuerung ein Steuerungs-Funktionsmerkmal ist, so ist der Fahrthauptschalter auf die „EIN"-Position zu stellen. Wenn der Schalter zuvor eingeschaltet war, ist es erforderlich, diesen aus- und sodann einzuschalten, nachdem sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet. Dennoch können andere Optionen und Betätigungselemente verwendet werden, ohne von der Erfindung abzuweichen. Die Aktivitätslampe der Anlaß- und Ausschaltfunktion des Leerlaufs blinkt infolge des Aktivierungsprogramms. Wenn die Leerlaufabschaltungs-Schaltuhr abläuft, hört die Lampe der Anlaß- und Ausschaltfunktion des Leerlaufs zu blinken auf und bleibt eingeschaltet. Der Motor wird ausgeschaltet und wieder angelassen, wie dies notwendig ist, um auf den Batteriespannungssensor oder den Motoröltemperatursensor zu reagieren.

Wenn der Motor während eines automatischen Anlaß- und Ausschaltbetriebs des Leerlaufs nach dem zweiten Anlaßversuch nicht anspringt oder wenn sich das Fahrzeug bewegt, während die automatische Anlaß- und Ausschaltfunktion des Leerlaufs aktiviert ist, wird eine Meldevorrichtung, beispielsweise die Motorprüflampe (CEL), eingeschaltet, um anzuzeigen, daß die Anlaß- und Ausschaltfunktion deaktiviert wurde, und die Aktivitätsanzeigelampe wird ausgeschaltet. Die Zündung muß auf die „AUS"-Position gestellt werden, der Motor wieder gestartet werden und die Aktivierungsbedingungen erfüllt werden, um den Betrieb zum automatischen Anlassen und Ausschalten des Leerlaufs wieder zu aktivieren.

Der folgende Ablauf löst einen Thermostatmodusbetrieb in der Steuerung des bevorzugten Ausführungsbeispiels aus. Wieder wird eine Kombination von Schalterbetätigungselementen verwendet, obgleich ein anderes zugeordnetes Betätigungselement bzw. eine andere Kombination von Schaltern verwendet werden kann, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Nach dem Anlassen des Motors und dem Belassen davon im Leerlauf kann der Verschluß und/oder die Sicherung der Motorhauben-, Führerhaus- bzw. Motorraumtür(en) durch Sensoreingaben in die Steuerung bestätigt werden. Eine Versetzung des Getriebes in Neutralstellung und in einen hohen Übersetzungsbereich, wenn vorhanden, wird gleichfalls erfaßt. Ferner wird eine Anwendung der Schlepperfahrzeug-Standbremse erfaßt, wenn eine Fahrtsteuerung ein Steuerungs-Funktionsmerkmal ist, wobei der Fahrthauptschalter auf die „EIN"-Position zu stellen ist. Wenn der Schalter zuvor eingeschaltet war, ist es erforderlich, diesen aus- und sodann einzuschalten, nachdem sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet. Dennoch können andere Optionen und Betätigungselemente verwendet werden, ohne von der Erfindung abzuweichen. Die Aktivitätslampe der automatischen Anlaß- und Ausschaltfunktion des Leerlaufs blinkt infolge des Aktivierungsablaufs. Eine Einstellung der Schlepperfahrzeugheizung bzw. -klimaanlage auf maximale Stärke und eine Einstellung der Heizungs- bzw. Wechselstromgebläseregler an den Armaturen- und Schlafplatzbereichen des Fahrzeugs auf eine hohe Einstellung minimieren die Laufzeit des Motors. Das Einschalten des Raumthermostaten erfolgt beispielsweise durch Drücken eines Knopfs an der Anzeige. Ein Kühlungsschalter bzw. Heizungsschalter ist durch Drücken eines Heizlüftungs- und Kühlungsbetätigungselements und Anpassen der Einstellung der Heizungs- und Wechselstromregler auszuwählen. Die Steuerung wird durch Drücken von Knöpfen an der Steuerungsschnittfläche durch einen Bediener nach oben und unten selektiv eingestellt, um die erwünschte Innentemperatur festzulegen.

Das Funktionsmerkmal zum automatischen Anlassen und Ausschalten schaltet den Motor nun aus und läßt diesen lediglich dann wieder an, wenn dies erforderlich ist, um den Innenraum auf der erwünschten Temperatur zu halten. Wenn der Innenraum eine Heizung bzw. Kühlung benötigt, blinkt das Heizungs-Kennsymbol bzw. das Kühlungs-Kennsymbol. Wenn der Motor anspringt, steigt die Motordrehzahl, welche durch die Steuerung eingestellt wird, auf 1100 U/min. an. Das Gebläse und Zubehörsgeräte werden eingeschaltet, vorzugsweise nach einer Verzögerungsperiode von beispielsweise 30 Sekunden, nachdem der Motor anspringt. Um den Thermostaten auszuschalten und den Thermostatmodus zu verlassen, ist der Modusknopf zu drücken und für eine Zeitperiode von beispielsweise 3 Sekunden zu halten. Das Funktionsmerkmal zum automatischen Anlassen und Ausschalten wird nun auf Motormodusbetrieb geschaltet.

Wenn der Motor nach dem zweiten Versuch der Anlaß- und Ausschaltfunktion des Leerlaufs nicht anspringt oder wenn sich das Fahrzeug bewegt, während die Anlaß- und Ausschaltfunktion aktiviert ist, wird die Motorprüflampe (CEL) eingeschaltet, um anzuzeigen, daß die Anlaß- und Ausschaltfunktion des Leerlaufs deaktiviert wurde, und die Aktivitätslampe geht aus. Die Zündung muß auf „AUS" gestellt werden, der Motor wieder angelassen werden und die Einstellungsbedingungen, welche zuvor erörtert wurden, hergestellt werden, um den Betrieb zum automatischen Anlassen und Ausschalten des Leerlaufs zu aktivieren. Unter normalen Bedingungen wird der Motor zyklisch ein- und ausgeschaltet, um den Innenraum auf der erwünschten Temperatur zu halten. Zwei automatische Bedingungen, welche dazu beitragen, den Komfort des Bedieners zu erhalten und den zyklischen Betrieb des Motors zu vermindern, werden in den nächsten Abschnitten beschrieben. Ein Wegfahren deaktiviert die Anlaß- und Ausschaltfunktion des Leerlaufs und ermöglicht es, das Fahrzeug ohne zyklischen Betrieb der Zündung zu fahren. Ein Wegfahren ermöglicht die Verwendung von DDEC-Funktionsmerkmalen, wie etwa einem veränderlichen Drehzahlregler (VSG) bzw. einem Fahrt-VSG.

Wenn der Motor läuft, während die automatische Anlaß- und Ausschaltfunktion des Leerlaufs aktiv ist, deaktivieren das Lösen der Standbremse und das Versetzen des Getriebes in Gangschaltungseingriff oder das Ausschalten des Fahrtschalters das Funktionsmerkmal. Den Motor zum Basisleerlauf zurückkehren zu lassen, löscht die Aktivitätslampe an der Schnittstelle. Wenn der Motor nicht läuft, koppelt das Anlassen des Motors das Funktionsmerkmal ab, wobei das Lösen der Standbremsen, das Versetzen des Getriebes in Gangschaltungseingriff oder das Ausschalten des Fahrtschalters die Aktivitätslampe an der Schnittstelle ausschalten.

Wie in 3 dargestellt, verwendet die gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verbesserte Steuerung einen Umgebungsluftsensor 88 als Eingabequelle in die Steuereinheit 32. Wenn die Umgebungstemperatur die Fähigkeit der Batterie beeinträchtigt, einen vollständig geladenen Zustand zu halten, kann das Funktionsmerkmal zum automatischen Anlassen und Ausschalten verwendet werden, um das Anlassen des Motors auszulösen, wenn das Fahrzeug bei hohen Umgebungstemperaturen geparkt ist. Umgekehrt ermöglicht die Fähigkeit der Batterie, eine Ladung bei niedrigen Umgebungstemperaturen zu halten, daß die Steuerung einen höheren Spannungs-Schwellenwert zum Befehlen des Anlassens des Motors und während der Tätigkeit eines automatischen Anlaß- und Auslaßbetriebs auswählt.

Vorzugsweise wird der Schwellenwert bzw. Grenzwert tas_crank_voltage, bei welchem das System das Anlassen auslöst, gemäß einer Tabelle der Batteriespannung in Gegenüberstellung zu der Umgebungslufttemperatur geändert. Die Änderungen können zahlreiche diskrete Schritte zum Vergleich mit Batteriespannungslesevorgängen umfassen, oder die Änderungen können eine begrenzte Anzahl von Spannungsniveaus, welche für ausgewählte Temperaturbereiche ausgewählt werden, umfassen. Der gespeicherte Schwellenwert bzw. Grenzwert wird mit dem Spannungsniveau verglichen, welches an der Batterie erfaßt wird, um zu bestimmen, wann ein Anlassen des Motors ausgelöst werden soll, wobei dies während eines Motorbetriebsmodus des automatisierten Anlaß- und Ausschaltbetriebs der bevorzugten Steuerungs-Ausführungsbeispiele erfolgt.

Obgleich Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, sollen diese Ausführungsbeispiele nicht sämtliche möglichen Formen der Erfindung darstellen und beschreiben. Stattdessen dienen die Ausdrücke, welche in der Beschreibung verwendet werden, einer Beschreibung anstatt einer Beschränkung, und es ist zu ersehen, daß verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von Prinzip und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Einstellen einer automatisierten Anlaß- und Ausschaltsteuerung, welche einen Modus aufweist, welcher ein Anlassen eines Motors in Reaktion auf eine Erfassung einer Batteriespannung, welche einem Schwellenwert einer niedrigen Batteriespannung entspricht, auswählt. Wobei das Verfahren umfaßt:

    Einstellen des Anlaß-Schwellengrenzwerts einer schwachen Batterie durch:

    Erfassen der Umgebungstemperatur;

    Vergleichen der Temperatur mit einem entsprechenden Vergleichsspeicher;

    Aktualisieren des Anlaßgrenzwerts einer schwachen Batterie an einer Speicherstelle.
  2. Erfindung nach Anspruch 1, wobei das Vergleichen ferner eine Beurteilung einer Verweistabelle umfaßt.
  3. Erfindung nach Anspruch 2, wobei die Beurteilung eine Tabelle der Umgebungstemperatur in Gegenüberstellung zur Spannung umfaßt.
  4. Steuersystem für einen Verdichtungszündungs-Verbrennungsmotor mit einer automatisierten Anlaß- und Ausschaltsteuerung, welche einen Modus aufweist, welcher ein Anlassen des Motors in Reaktion auf eine Erfassung einer Batteriespannung, welche einem Schwellengrenzwert entspricht, auswählt, wobei das System umfaßt:

    ein Anpassungsglied zum Einstellen des Schwellenwerts, umfassend:

    einen Sensor zum Erfassen der Umgebungstemperatur;

    einen Prozessor zum Vergleichen einer erfaßten Temperatur mit einem Vergleichsspeicher; und

    eine adaptive Speicherung zum Speichern eines Vergleichsspeicherwerts als Schwellengrenzwert.
  5. Erfindung nach Anspruch 4, wobei der Vergleichsspeicher eine Verweistabelle umfaßt.
  6. Erfindung nach Anspruch 5, wobei die Verweistabelle eine Tabelle der Umgebungstemperatur in Gegenüberstellung zur Batteriespannung ist.
  7. Computerlesbares Speichermedium, welches darin gespeicherte Daten aufweist, welche Anweisungen darstellen, welche durch einen Computer ausführbar sind, um einen Verdichtungszündungs-Verbrennungsmotor, welcher in einem Fahrzeug installiert ist, geeignet zu steuern, um einen automatisierten Anlaß- und Ausschaltbetrieb durchzuführen, welcher einen Modus umfaßt, welcher einen Zündungsbefehl in Reaktion auf einen Batteriespannungs-Schwellenwert auswählt, wobei das Computerspeichermedium umfaßt:

    Anweisungen zum Begrenzen des Thermostatmodusbetriebs auf eine vorbestimmte ununterbrochene Zeitbegrenzung, umfassend:

    Anweisungen zum Einstellen des Anlaß-Schwellenwerts einer schwachen Batterie, umfassend:

    Anweisungen zum Erfassen der Umgebungstemperatur;

    Anweisungen zum Vergleichen einer erfaßten Temperatur mit einem Vergleichsspeicherwert; und

    Anweisungen zum Aktualisieren des Schwellenwerts einer niedrigen Batteriespannung mit dem Vergleichsspeicherwert.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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