CO2-Reduktion: Start-Stopp-System im Automatik-Porsche

Geht es um die Erfüllung künftiger Abgas- oder Verbrauchsgrenzwerte, erinnern sich Automobilhersteller gern auch an frühere Entwicklungsprojekte. Mit einstiger Technik lassen sich moderne elektronische Steuerungen wie ein Start-Stopp-System und ein Doppelkupplungsautomatikgetriebe leicht realisieren.

Sparsysteme

Sportwagenbauer Porsche besinnt sich auf seine Sparsysteme: Bereits vor 30 Jahren hat man in Weissach mit dem Entwicklungsprojekt „Leerlaufabschaltung“ ein Start-Stopp-System getestet. Und in Le Mans wurde schon in den 1980er Jahren ein Doppelkupplungsgetriebe im Rennwagen 965 eingesetzt. Für einen Serieneinsatz war es allerdings noch zu ruppig. Erstmals in der Oberklasse hat Porsche beide Systeme in der Sportlimousine Panamera mit einer ausgeklügelten Software zu einer Start-Stopp-Automatik zusammengefasst: Abhängig von der Situation und den technischen Randbedingungen fällt die Entscheidung für oder gegen den Motorstopp sowie den automatischen Wiederstart aus.

Dabei steht Porsche unter Zugzwang. Außer dem SUV Cayenne Hybrid und Diesel liegt kein Modell unter 200 Gramm CO2-Ausstoß je Kilometer. Für das Jahr 2012 schreibt die EU jedoch einen CO2-Grenzwert von 120 g/km vor. Ein Doppelkupplungsgetriebe mit Start-Stopp-Strategie kann den Verbrauch um rund zehn Prozent senken. Dies haben auch andere Hersteller mit ihren Modellen bewiesen, beispielsweise VW im Passat oder Audi im A8 mit Wandlerautomat. Für den Porsche Panamera S bedeutet die situationsabhängige Motorabschaltung: bis zu 0,6 Liter weniger Kraftstoffverbrauch auf 100 Kilometer oder 14 Gramm weniger CO2 je Kilometer. Bereits bei einer Standzeit von vier Sekunden und mehr lohnt sich die Aggregatabschaltung.

Während vergleichbare Systeme mit Schaltgetriebe vom Fahrer jedoch erwarten, dass er in den Leerlauf schaltet und die Kupplung loslässt, genügt beim Automatikgetriebe ein Tritt aufs Bremspedal, um den Motor zu stoppen. Löst man das Bremspedal, startet er wieder. Hohe Anforderungen werden dabei ans Bordnetz gestellt. Die Regelstrategien sind komplex, geben aber letztlich den Komfortfunktionen immer Vorrang. So schöpft die Klimaanlage beim Stopp die Kühlleistung aus dem Wärmetauscher und die Heizleistung aus dem [foto id=“325543″ size=“small“ position=“right“]Kühlkreislauf. Sind die Reserven erschöpft, startet der Motor wieder. Anderseits wird im Hochsommer eine Aggregatabschaltung verhindert, um den Klimakomfort für die Insassen zu gewährleisten und um empfindliche Bauteile zu kühlen.

Ein schneller Wiederstart erfordert eine Motorengeneration mit Benzindirekteinspritzung und angepasster Steuerung. Beim Start dreht der Anlasser kurz an, der erste mögliche Zylinder wird durch entsprechendes Einspritz-Timing und Zündung herangezogen. Dazu misst ein eigener Sensor die Stellung der Kurbelwelle. Von der sogenannten Bestromung des Starters bis zum Erreichen der Leerlaufdrehzahl vergehen höchstens 250 Millisekunden. Wichtig für Automatikfahrzeuge ist die ständige Betriebsbereitschaft der Kupplungen bei abgestelltem Motor. Dazu müssen Zusatzsysteme den Arbeitsöldruck im Getriebe gewährleisten: Eine elektrische Ölpumpe mit integriertem Steuergerät regelt dies bei sehr hohen Temperaturen.

Das Letzte an Verbrauchsminderung rausholen

Und um das Letzte an Verbrauchsminderung rauszuholen, tüfteln Ingenieure schon weiter. So stehen die Start-Stopp-Pioniere bei Bosch mit der DESC (Direct Electric Shift Control) kurz vor dem Serieneinsatz. Die neue Ventilgeneration DESC regelt den Steueröldurchfluss, der oft mehrere Liter pro Minute beträgt. Die Ventile erlauben kleinere Ölpumpen und reduzieren somit den Leistungsbedarf für die Getriebesteuerung. Auf dem Weg zu den geforderten Grenzwerten stoppt diese Entwicklung den Ausstoß des Treibhausgases Kohlendioxid um ein weiteres Prozent.