Start-Stopp-Automatik

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Kurzfassung

Mit Hilfe dieser Funktion wird der Motor automatisch abgestellt, wenn er nicht benötigt wird, wie z.B. bei Fahrzeugstillstand an einer Ampel oder im Stau. Dadurch wird der Verbrauch erheblich reduziert. Dieser Verbrauchsvorteil wird jedoch nicht zu Lasten der Schadstoffemissionen erzielt. Mit Einführung der Schnellstartfunktion und Maßnahmen im Rahmen der Betriebs-strategie von BMW wird ein negativer Einfluss auf die Schadstoffemissionen verhindert.

Einleitung

Im Automobilbereich sind Start-Stopp-Systeme im Grunde schon lange bekannt und wurden z.B. im Golf Ecomatic (1990), Lupo 3l (1999) oder Audi A2 (1999) eingesetzt. Dieso Modelle wurden allerdings von den Kunden nicht geschätzt und als gewöhnungsbedürftig und unkomfortabel empfunden, daher waren sie kein Erfolg. BMW hat beschlossen ein für die Großserie geeignetes Start Stopp System zu entwickeln, das den BMW Anspruch an Dynamik und Komfort gerecht wird. Um eine möglichst breite absenkende Wirkung alle Typen zu enwickeln, wurden für den Erstanlauf die volumenstarken 4-Zylinder Benzin- und Dieselmodelle BMW 1er und 3er Baureihe mit Handschaltgetriebe ausgewählt. Das Start Stop System wird in diesen Modellen seit 2007 serienmäßig verbaut. Nun werde ich näher auf dieses Thema eingehen.

Funktion im Fahrzeug

Die BMW Auto Start Stop Funktion wird zum Großteil mit hilfe der sich schon im Fahrzeugbordnetzverbund befinden und für die neue Auto Start Stop Funktion "intelligent" vernetzten Bauteilen. Die Grundfunktionalität ist in der Motorsteuerung abgelegt. Die Bedienung durch den Fahrer erfolgt über den Schalthebel und die Kupplung.

Bedienung

Eine einfache Bedienung und hohe Nachvollziehbarkeit der Funktion waren die wichtigsten Entwicklungsziele von BMW. Somit wurde die BMW Auto Start Stop Funktion an die übliche Betätigung von Schalthebel und Kupplung gekoppelt. Nimmt der Fahrer bei ausrollendem Fahrzeug oder im Stand den Gang heraus und den Fuß von der Kupplung, geht der Motor automatisch aus. Der Motorstopp wird nur freigegeben, wenn dieser ohne negative Auswirkungen auf Sicherheit und Komfort möglich ist. Andernfalls wird der Motorstopp über das Setzen eines "Abschaltverhinderers" aufgehalten und der Motor läuft weiter. Die wichtigsten Abschaltverhinderer sind z.B. "Motortemperatur" oder "Anforderung Klimaanlage".

Bei erfolgtem Motorstopp wird dem Fahrer in den Instrumenten angezeigt.Der Motor ist nun im startbereitem Zustand. Alle Steuergeräte sind in diesem Zustand aktiv und erfüllen ihre Funktion. Die elektrischen Verbraucher werden während dieser Motorstoppphase von der Batterie mit Strom versorgt. Während des Motorstopps wird die Lüftungsleistung der Klimaanlage etwas reduziert, um Luftdurchsatz und Lüftergeräusch zu verringern. Während einer durchschnittlichen Standzeit des Motors von 25-35 Sekunden (z.B. an einer roten Ampel) kühlt die Klimaanlage den Innenraum noch eine Zeit lang mit Hilfe der gespeicherten Restkälte im Kältekreislauf. Da das Start Stop Systhem an die Kupplung gekoppelt ist bestimmt der Fahrer selber, ob es zum Motorstapp kommen soll oder nicht. Sollte ein Kunde keinen automatischen Motorstopp wünschen, muss er lediglich den Fuß auf dem Kupplungspedal lassen. Hinzu kommt, dass sich die BMW Start Stop Funktion über einen Taster in der Mittelkonsole deaktivieren lässt. Somit bleibt der Fahrer der Herr über das Auto und bestimmt weiterhin selbst, wie sich das Fahrzeug verhält. Der Motorstart erfolgt im üblichen Bewegungsablauf. Sobald die Kupplung bei grüner Ampel getreten wird startet der Motor sofort automatisch. Dank der neu entwickelten Schnellstartfunktion kann nach Einlegen des Ganges sofort losgefahren werden. Das Gefühl, beim Anfahren auf den Motorstart warten zu müssen, stellt sich bei der hier erzielten Startzeit von maximal 500 Millisekunden gar nicht erst ein. Beim Motorstart erlischt die Start Stop Anzeige. Im April 2007 wurde die BMW Auto Start Stop Funktion erfolgreich im Markt eingeführt. Die Auswertung von Informationen aus dem Servicebereich lässt darauf schließen, dass das System bei den Kunden sehr beliebt ist.

Kundenerlebnis

Die BMW Auto Start Stop Funktion ist im Gegensatz zu den meisten Sprit-Spar-Maßnahmen für den Kunden direkt erlebbar. Nach einer kurzen Eingewöhnungsphase möchten viele Kunden auf die Funktion nicht mehr verzichten. Es ist für die Kunden offensichtlich, dass der ruhende Motor keinen Kraftstoff benötigt („spürbares Sparen“). Damit nimmt die Start Stop Funktion einen hohen Stellenwert ein und gilt bei den Kunden als sehr beliebte und effenzielle Sprit-Spar-Maßnahme. Außerdem werden in Kundenumfragen der verblüffend schnelle Motorstart per Kupplungspedalbetätigung und die Ruhe und Entspannung beim Fahrzeugstillstand sehr positiv bewertet. Rote Ampeln verlieren Dank der BMW Auto Start Stop Funktion einen Teil ihres Schreckens, da das Stress-Gefühl, Zeit zu verlieren und Kraftstoff zu verschwenden, nicht so stark aufkommt.

Betriebsstrategie

Es wurden sehr viele Anforderungen an die Betriebsstrategie gestellt. Sicherheit und Komfort dürfen durch die BMW Auto Start Stop Funktion nicht eingeschränkt werden. Auch das BMW typische Fahrerlebnis und die Nachvollziehbarkeit des Systemverhaltens müssen darin berücksichtigt sein. Die Betriebsstrategie wurde mit Hilfe der Festlegung von System-Deaktivierern, Abschaltverhinderern und Einschaltauffordern umgesetzt.

System-Deaktivierer verhindern einen automatischen Motorstopp und Motorstart, sobald die Grundvoraussetzungen für eine ordnungsgemäße Systemfunktion nicht gegeben sind z.B. wenn der Fahrer nicht angegurtet ist, die Auto Start Stop Funktion ist per Tasterbetätigung ausgeschaltet wurde oder Sensorfehler vorliegen.

Abschaltverhinderer bewirken, dass der Motor während eines Fahrzeugstillstands nicht abgestellt wird. Hierfür sind ausschlaggebend Sicherheits- und Komfortgründe, wie z.B. der Motor ist nicht betriebswarm, Geschwindigkeit > 3km/h, Betätigung der Lenkung, Rückwärtsfahrt, Außentemperatur <3°C, Anforderung der Klimaanlage, beginnender Beschlag der Frontscheibe, Bremsunterdruck zu gering, Batterieladezustand nicht ausreichend und relevante Fehlerspeichereinträge in der Motorsteuerung.

Eine Einschaltaufforderung wird vom Auto Start Stop Funktion gesetzt, wenn der Motor während eines Stopps zur Energiebereitstellung für die Fahrzeugfunktionen benötigt wird. Ohne Einwirkung des Fahrers startet der Motor z.B. wenn das Fahrzeug anrollt, die Klimaanlage ein Kühlungsdefizit erkennt, die Frontscheibe beschlägt, der Bremsunterdruck durch mehrfaches Betätigen der Bremse nicht mehr ausreichend ist oder der Batterieladezustand unter einn bestimmten Wert abgesunken ist.

Systemkomponenten

Schon an der Vielzahl der Einflussfaktoren wird der hohe Grad der Systemvernetzung erkennbar, die auf die Betriebsstrategie einwirken. Die BMW Auto Start Stop Funktion nutzt vorhandene Bordnetztkomponenten und Kommunikationswege und bezieht ihre Eingangsinformationen von den im Fahrzeug vorhandenen Steuergeräten. Die Informationen fließen in der Motorsteuerung zusammen. Hier werden die jeweiligen Entscheidungen der Betriebsstrategie getroffen.

Das BMW Auto Start Stop System ist aktiv, wenn die Motorhaube geschlossen ist, der Fah-rer angegurtet ist, der Motor läuft, das Fahrzeug angerollt ist und die Funktion nicht über den Taster in der Mittelkonsole ausgeschaltet wurde. Zum Auslösen eines automatischen Motorstopps werden das Geschwindigkeitssignal, die Kupplung und der Nullagesensor im Getriebe ausgewertet. Der Motorstopp erfolgt, sobald das Fahrzeug zum Stillstand kommt, der Kunde den Fuß von der Kupplung nimmt und keine weiteren Abschaltverhinderer anliegen. Der automatische Motorstart erfolgt bei Treten der Kupplung über das CAS (Car Access Sys-tem) per Startfreigabe an den Anlasser. Zur Erhöhung der Systemsicherheit erfolgt der Sig-nalpfad über das CAS per Botschaft im BUS System und über eine feste Hardwareleitung auf redundantem Wege. Der Anlasser wurde aufgrund der höheren Anforderungen an Le-bensdauer und Dauerfestigkeit entsprechend verstärkt ausgeführt. Weitere Signale, die von der Betriebsstrategie zum Setzen von Abschaltverhinderern und Einschaltaufforderern herangezogen werden, senden die Klimaanlage, der Bremsunter-drucksensor und der intelligente Batteriesensor. Die höher zyklenfeste 12V Batterie in AGM Technologie (Absorbent Glass Mat) stellt die Stromversorgung während der Stopp Phasen sicher.