DE102019135342A1 - Method for starting an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine (10) einer Anordnung (100). Die Anordnung (100) umfasst ferner eine Brennkraftmaschinenvorrichtung (1) mit der Brennkraftmaschine (10), ein Summiergetriebe (2), ein Förderelement (3) zum Fördern eines Fluids, und ein Antriebselement (4). Dabei ist das Summiergetriebe (2) mit der Brennkraftmaschinenvorrichtung (1), dem Antriebselement (4) und dem Förderelement (3) verbunden ist. Das Antriebselement (4) ist eingerichtet, in einem ersten Betriebsmodus das Förderelement (3) zum Fördern des Fluids anzutreiben. Gemäß dem Verfahren wird zum Starten der Brennkraftmaschine (10) das Antriebselement (4) in einem zweiten Betriebsmodus betrieben.The invention relates to a method for starting an internal combustion engine (10) of an arrangement (100). The arrangement (100) further comprises an internal combustion engine device (1) with the internal combustion engine (10), a summing gear (2), a conveying element (3) for conveying a fluid, and a drive element (4). The summing gear (2) is connected to the internal combustion engine device (1), the drive element (4) and the conveying element (3). The drive element (4) is set up to drive the conveying element (3) to convey the fluid in a first operating mode. According to the method, the drive element (4) is operated in a second operating mode to start the internal combustion engine (10).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine. Ferne betrifft die Erfindung eine die Brennkraftmaschine aufweisende Anordnung, an der das Verfahren zum Starten der Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann.The present invention relates to a method for starting an internal combustion engine. The invention also relates to an arrangement having the internal combustion engine on which the method for starting the internal combustion engine can be carried out.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine bekannt, bei denen eigene Systeme, z.B. Schub-Schraubtrieb Anlasser, zum Starten der Brennkraftmaschine benutzt werden.Methods for starting an internal combustion engine are known from the prior art, in which separate systems, e.g. thrust-screw drive starters, are used to start the internal combustion engine.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine vorzugschlagen, welches ein zuverlässiges Starten bei einfacher Gestaltung des verwendeten Systems ermöglicht. Es soll ferner eine Anordnung mit einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen werden, durch welche das Verfahren umgesetzt werden kann.It is an object of the present invention to propose a method for starting an internal combustion engine which enables reliable starting with a simple design of the system used. Furthermore, an arrangement with an internal combustion engine is to be proposed, by means of which the method can be implemented.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine einer Anordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen zum Inhalt.This object is achieved by a method for starting an internal combustion engine of an arrangement having the features of the independent claim. The dependent claims contain advantageous developments and refinements.
Insbesondere wird die Lösung dadurch erreicht, dass ein schon vorhandenes, für eine andere Funktion der Anordnung als das Starten der Brennkraftmaschine gedachtes, System zu letzterem Zweck benutzt wird. Dabei umfasst die Anordnung eine Brennkraftmaschinenvorrichtung mit der Brennkraftmaschine, ein Summiergetriebe, ein Förderelement zum Fördern eines Fluids und ein Antriebselement. Das Summiergetriebe ist mit der Brennkraftmaschinenvorrichtung, dem Antriebselement und dem Förderelement zur Drehmomentübertragung verbunden. Hierbei ist das Antriebselement eingerichtet, in einem ersten Betriebsmodus das Förderelement zum Fördern des Fluids anzutreiben. Gemäß dem durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagenen Verfahren wird das Antriebselement in einem zweiten Betriebsmodus zum Starten der Brennkraftmaschine betrieben.In particular, the solution is achieved in that an already existing system, which is intended for a function of the arrangement other than starting the internal combustion engine, is used for the latter purpose. The arrangement comprises an internal combustion engine device with the internal combustion engine, a summing gear, a conveying element for conveying a fluid and a drive element. The summing gear is connected to the internal combustion engine device, the drive element and the conveying element for torque transmission. Here, the drive element is set up to drive the conveying element for conveying the fluid in a first operating mode. According to the method proposed by the present invention, the drive element is operated in a second operating mode for starting the internal combustion engine.
Mit anderen Worten bedeutet dies insbesondere, dass das Antriebselement derart betrieben wird, dass eine durch das Antriebselement erzeugte mechanische Leistung bzw. erzeugtes Drehmoment auf die Brennkraftmaschine, insbesondere eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, übertragen wird.In other words, this means in particular that the drive element is operated in such a way that a mechanical power or torque generated by the drive element is transmitted to the internal combustion engine, in particular a crankshaft of the internal combustion engine.
Somit kann auf ein zusätzliches System zum Starten der Brennkraftmaschine verzichtet werden, wodurch die Anordnung kompakt ausgebildet werden kann. Außerdem entfallen somit die Kosten sowie der Montage- und Wartungsaufwand, die mit einem zusätzlichen System verbunden sind.An additional system for starting the internal combustion engine can thus be dispensed with, as a result of which the arrangement can be made compact. In addition, the costs as well as the assembly and maintenance effort associated with an additional system are eliminated.
Um den Zweck des Startens der Brennkraftmaschine mittels des Antriebselements zu erfüllen, werden vorteilhafterweise die weiteren Komponenten der Anordnung, insbesondere die Brennkraftmaschinenvorrichtung und/oder das Summiergetriebe und/oder das Förderelement, entsprechend betrieben, so dass eine durch das Antriebselement erzeugte mechanische Leistung auf die Brennkraftmaschine übertragen werden kann.In order to fulfill the purpose of starting the internal combustion engine by means of the drive element, the further components of the arrangement, in particular the internal combustion engine device and / or the summing gear and / or the conveying element, are advantageously operated accordingly, so that a mechanical power generated by the drive element is transmitted to the internal combustion engine can be transferred.
Die Brennkraftmaschinenvorrichtung umfasst vorzugsweise neben der Brennkraftmaschine ein Hauptgetriebe, insbesondere ein Schaltgetriebe, und eine Kupplung, insbesondere eine Trennkupplung, über die die Brennkraftmaschine zur Drehmomentübertragung mit dem Hauptgetriebe verbunden ist.The internal combustion engine device preferably comprises, in addition to the internal combustion engine, a main transmission, in particular a gearbox, and a clutch, in particular a separating clutch, via which the internal combustion engine is connected to the main transmission for torque transmission.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist als Summiergetriebe insbesondere ein Getriebe zu verstehen, bei dem die Leistung bzw. ein Drehmoment an einem Ausgang des Getriebes der Summe aus den Leistungen bzw. Drehmomenten an mindestens zwei Eingängen des Getriebes entspricht.In the context of the present invention, a summing gear is to be understood in particular as a gear in which the power or a torque at an output of the gear corresponds to the sum of the powers or torques at at least two inputs of the gear.
Bevorzugt ist das Förderelement eine Ölpumpe, insbesondere eine Ölpumpe zum Fördern von Öl zur Brennkraftmaschinenvorrichtung, insbesondere zu einem Getriebe. Besonders bevorzugt ist dabei das Getriebe das beschriebene Hauptgetriebe (auch: Schaltgetriebe), welches mit der Brennkraftmaschine verbunden ist. Ferner kann die Ölpumpe eingerichtet sein, eine Kupplung, über die die Brennkraftmaschine mit dem Hauptgetriebe verbunden ist, mit Öl zu versorgen.The delivery element is preferably an oil pump, in particular an oil pump for delivering oil to the internal combustion engine device, in particular to a transmission. Particularly preferred is the transmission, the main transmission described (also: gearbox), which is connected to the internal combustion engine. Furthermore, the oil pump can be set up to supply a clutch, via which the internal combustion engine is connected to the main transmission, with oil.
Das Fluid kann vorzugsweise als Arbeitsmedium und/oder Schmiermittel dienen.The fluid can preferably serve as a working medium and / or lubricant.
Insbesondere ist das Antriebselement ein elektrischer Motor.In particular, the drive element is an electric motor.
Zum Betreiben des Antriebselements im zweiten Betriebsmodus wird eine Rotation einer Welle des Summiergetriebes, die mit dem Förderelement verbunden ist, vorteilhafterweise verhindert.To operate the drive element in the second operating mode, rotation of a shaft of the summing gear that is connected to the conveying element is advantageously prevented.
Der Begriff „Verhindern“ bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere sowohl ein totales Blockieren der Welle (die Welle kann nicht rotieren) als auch ein Erschweren der Rotation der Welle. Im letzteren Fall bedeutet das Erschweren der Rotation der Welle insbesondere, dass eine Drehzahl der Welle im Vergleich zu einer Drehzahl der Welle unter denselben Randbedingungen aber ohne das Einwirken der Verhinderung kleiner ist.In the context of the present invention, the term “preventing” means in particular both total blocking of the shaft (the shaft cannot rotate) and also making it more difficult to rotate the shaft. In the latter case, making the rotation of the shaft more difficult means, in particular, that a speed of the shaft is lower compared to a speed of the shaft under the same boundary conditions, but without the effect of the prevention.
Das Summiergetriebe ist insbesondere ein Planetengetriebe, vorzugsweise ein Differentialgetriebe.The summing gear is in particular a planetary gear, preferably a differential gear.
Vorzugsweise kann zum Verhindern der Rotation der Welle des Summiergetriebes eine mechanische Bremsvorrichtung verwendet werden. Durch die mechanische Bremsvorrichtung kann sowohl ein Blockieren als auch ein Erschweren der Rotation der Welle bewirkt werden. Die mechanische Bremsvorrichtung ist vorzugsweise an, insbesondere in, einem Gehäuse des Summiergetriebes angeordnet.A mechanical braking device can preferably be used to prevent the shaft of the summing gear from rotating. The mechanical braking device can both block and make the rotation of the shaft more difficult. The mechanical braking device is preferably arranged on, in particular in, a housing of the summing gear.
Alternativ oder zusätzlich zum Vorsehen einer mechanischen Bremsvorrichtung kann zum Verhindern der Rotation der Welle des Summiergetriebes eine Strömung des Fluids zum oder vom Förderelement angehalten oder gedrosselt werden.As an alternative or in addition to the provision of a mechanical braking device, a flow of the fluid to or from the conveying element can be stopped or throttled in order to prevent the rotation of the shaft of the summing gear.
Insbesondere kann eine Versorgung des Förderelements mit Fluid angehalten werden.In particular, a supply of the conveying element with fluid can be stopped.
In vorteilhafter Weise wird das Antriebselement im zweiten Betriebsmodus in einer Bewegungsrichtung betrieben, die einer Bewegungsrichtung des Antriebselements im ersten Betriebsmodus entgegengesetzt ist. Insbesondere entspricht eine Bewegungsrichtung des Antriebselements einer Drehrichtung eines als elektrischer Motor ausgebildeten Antriebselements.The drive element is advantageously operated in the second operating mode in a direction of movement which is opposite to a direction of movement of the drive element in the first operating mode. In particular, a direction of movement of the drive element corresponds to a direction of rotation of a drive element designed as an electric motor.
Zum Betreiben des Antriebselements im zweiten Betriebsmodus wird die Brennkraftmaschine vorzugsweise vom Hauptgetriebe der Brennkraftmaschinenvorrichtung entkuppelt. Dabei bleibt die Brennkraftmaschine bis zu einer vorbestimmten Drehzahl des Antriebselements im entkuppelten Zustand.To operate the drive element in the second operating mode, the internal combustion engine is preferably decoupled from the main transmission of the internal combustion engine device. The internal combustion engine remains in the decoupled state up to a predetermined speed of the drive element.
Die Brennkraftmaschine wird mit dem Hauptgetriebe vorzugsweise wieder eingekuppelt, wenn die vorbestimmte Drehzahl erreicht wird.The internal combustion engine is preferably re-engaged with the main transmission when the predetermined speed is reached.
Somit kann das Antriebselement zuerst mit geringerem Drehmoment die benötigte Rotationsenergie aufbauen, bevor die Brennkraftmaschine eingekuppelt wird. Die vorbestimmte Drehzahl bzw. die vorbestimmte Rotationsenergie des Antriebselements kann in vorteilhafter Weise derart gewählt werden, dass bei Wiedereinkuppeln der Brennkraftmaschine mit dem Hauptgetriebe, die Kurbelwelle in ausreichend Rotation versetzt wird, um den Startvorgang der Brennkraftmaschine abschließen zu können. Eine ausreichende Rotation der Kurbelwelle wird mit anderen Worten insbesondere erreicht, wenn eine Selbststartfähigkeit der Brennkraftmaschine, besonders bevorzugt, wenn eine Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine, erreicht wird.Thus, the drive element can first build up the required rotational energy with a lower torque before the internal combustion engine is engaged. The predetermined speed or the predetermined rotational energy of the drive element can advantageously be selected such that when the internal combustion engine is reconnected to the main transmission, the crankshaft is set in sufficient rotation to be able to complete the starting process of the internal combustion engine. In other words, sufficient rotation of the crankshaft is achieved in particular when the internal combustion engine is capable of self-starting, particularly preferably when an idling speed of the internal combustion engine is achieved.
Zum Einkuppeln der Brennkraftmaschine mit dem Hauptgetriebe kann das Antriebselement vorzugsweise im ersten Betriebsmodus betrieben werden. Mit anderen Worten wird vorzugsweise das Antriebselement vom zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus umgeschaltet.To couple the internal combustion engine to the main transmission, the drive element can preferably be operated in the first operating mode. In other words, the drive element is preferably switched from the second operating mode to the first operating mode.
Es ist allerdings auch möglich, dass die Anordnung mindestens einen Druckspeicher zum Speichern von Fluid unter Druck aufweist. Das Fluid kann zum Einkuppeln der Brennkraftmaschine, insbesondere zum Schließen einer Kupplung, welche zwischen der Brennkraftmaschine und dem Hauptgetriebe angeordnet ist, benutzt werden.However, it is also possible for the arrangement to have at least one pressure accumulator for storing fluid under pressure. The fluid can be used to couple the internal combustion engine, in particular to close a clutch which is arranged between the internal combustion engine and the main transmission.
Bei einer solchen Ausgestaltung der Anordnung kann in vorteilhafter Weise zunächst geprüft werden, ob der benötigte Fluidruck zum Einkuppeln der Brennkraftmaschine durch das im Druckspeicher gespeicherten Fluid bereitgestellt werden kann. Wenn dies nicht der Fall ist, wird in vorteilhafter Weise der Betriebsmodus des Antriebselements wie oben beschrieben gewechselt.In such a configuration of the arrangement, it can first be checked in an advantageous manner whether the fluid pressure required for engaging the internal combustion engine can be provided by the fluid stored in the pressure accumulator. If this is not the case, the operating mode of the drive element is advantageously changed as described above.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung, welche eine Brennkraftmaschinenvorrichtung mit einer Brennkraftmaschine, ein Summiergetriebe, ein Förderelement zum Fördern eines Fluids, ein Antriebselement und eine Steuereinheit umfasst. Es handelt sich insbesondere um die vorab beschriebene Anordnung, die zur Durchführung des Verfahrens eingesetzt wird.The present invention further relates to an arrangement which comprises an internal combustion engine device with an internal combustion engine, a summing gear, a conveying element for conveying a fluid, a drive element and a control unit. It is in particular the arrangement described above that is used to carry out the method.
Dabei ist das Summiergetriebe mit der Brennkraftmaschinenvorrichtung, dem Antriebselement und dem Förderelement verbunden. Die Steuereinheit ist eingerichtet, das Antriebselement in einem ersten Betriebsmodus zum Fördern des Fluids mittels des Förderelements zu betreiben. Ferner ist die Steuereinheit eingerichtet, das Antriebselement in einem zweiten Betriebsmodus zum Starten der Brennkraftmaschine zu betreiben.The summing gear is connected to the internal combustion engine device, the drive element and the conveying element. The control unit is set up to operate the drive element in a first operating mode for conveying the fluid by means of the conveying element. Furthermore, the control unit is set up to operate the drive element in a second operating mode for starting the internal combustion engine.
Die Steuereinheit kann ein einziges Gerät oder mehrere Geräte umfassen, wobei im letzteren Fall vorzugsweise jedes der Geräte eingerichtet ist, ein unterschiedliches Bauteil oder Bauteilanordnung der Anordnung anzusteuern. So kann die Steuereinheit beispielsweise eine zentrale Steuerung der Anordnung umfassen.The control unit can comprise a single device or a plurality of devices, wherein in the latter case each of the devices is preferably set up to control a different component or component arrangement of the arrangement. For example, the control unit can include a central control of the arrangement.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Fahrzeug mit der zuvor beschriebenen Anordnung.The invention also relates to a vehicle with the arrangement described above.
Das Fahrzeug kann insbesondere ein Hybridfahrzeug sein, welches neben der Brennkraftmaschine einen Elektromotor aufweist. Der Elektromotor ist im Rahmen der Erfindung insbesondere als Teil der Brennkraftmaschinenvorrichtung zu verstehen.The vehicle can in particular be a hybrid vehicle which, in addition to the internal combustion engine, has an electric motor. In the context of the invention, the electric motor is to be understood in particular as part of the internal combustion engine device.
Dabei kann der Elektromotor insbesondere zwischen dem Hauptgetriebe und der Brennkraftmaschine, insbesondere zwischen einer Kupplung der Brennkraftmaschinenvorrichtung und dem Hauptgetriebe, angeordnet sein. Andere Anordnungsmöglichkeiten des Elektromotors im Hybridfahrzeug, d.h. andere Hybrid-Topologien des Fahrzeugs bzw. der Brennkraftmaschinenvorrichtung, sind jedoch auch vorstellbar.The electric motor can in particular be arranged between the main transmission and the internal combustion engine, in particular between a clutch of the internal combustion engine device and the main transmission. However, other possible arrangements for the electric motor in the hybrid vehicle, ie other hybrid topologies of the vehicle or the internal combustion engine device, are also conceivable.
Das Hybridfahrzeug kann vorzugsweise in einem ersten Antriebsmodus und in einem zweiten Antriebsmodus betrieben werden. Im ersten Antriebsmodus wird nur der Elektromotor betrieben, wobei zum Bewegen des Fahrzeugs im zweiten Antriebsmodus sowohl die Brennkraftmaschine als auch der Elektromotor Leistung erbringen.The hybrid vehicle can preferably be operated in a first drive mode and in a second drive mode. In the first drive mode, only the electric motor is operated, with both the internal combustion engine and the electric motor providing power to move the vehicle in the second drive mode.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
-
1 eine schematische, vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einer Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine angewandt werden kann, und -
2 eine schematische, vereinfachte Darstellung der Anordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, anhand derer das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben wird.
-
1 a schematic, simplified representation of a vehicle according to the invention with an arrangement according to an exemplary embodiment of the present invention, in which the method according to the invention can be used for starting an internal combustion engine, and -
2 a schematic, simplified representation of the arrangement according to the exemplary embodiment of the invention, on the basis of which the method according to the invention is described.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine
Wie sich aus
Die Brennkraftmaschinenvorrichtung
In diesem Ausführungsbeispiel wird das Fahrzeug
Das Summiergetriebe
Die durch das Antriebselement
Insbesondere ist das Antriebselement
Das Förderelement
Zum Starten der Brennkraftmaschine
Dazu wird der als das Antriebselement
Um einen Leistungsfluss vom Antriebselement
Dazu ist bei der Brennkraftmaschinenvorrichtung
Die mechanische Bremsvorrichtung
Zudem kann das Ventil
Um eine optimale Übertragung des durch das Antriebselement
Somit kann zunächst der Teil der Brennkraftmaschinenvorrichtung
Wenn die vorbestimmte Drehzahl des Antriebselements
Dazu kann das Antriebselement
Alternativ oder zusätzlich kann die Anordnung
Insbesondere kann zunächst geprüft werden, ob der benötigte Fluidruck zum Einkuppeln der Brennkraftmaschine
Das zuvor beschriebene Verfahren wird durch eine Steuereinheit
Das zuvor beschriebene Verfahren bietet den Vorteil, dass zum Starten der Brennkraftmaschine
Neben der vorstehenden schriftlichen Beschreibung der Erfindung wird zu deren ergänzender Offenbarung hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BrennkraftmaschinenvorrichtungInternal combustion engine device
- 22
- SummiergetriebeSumming gear
- 33
- FörderelementConveyor element
- 44th
- AntriebselementDrive element
- 55
- RotationsverhinderungsvorrichtungAnti-rotation device
- 66th
- SteuereinheitControl unit
- 1010
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 1111
- HauptgetriebeMain transmission
- 1212th
- Kupplungcoupling
- 1313th
- ElektromotorElectric motor
- 1414th
- Kurbelwellecrankshaft
- 1515th
- DruckspeicherPressure accumulator
- 1616
- GetriebeeingangTransmission input
- 1717th
- Teil der BrennkraftmaschinenvorrichtungPart of the internal combustion engine device
- 2020th
- Wellewave
- 2121
- Gehäusecasing
- 4141
- BewegungsrichtungDirection of movement
- 4242
- BewegungsrichtungDirection of movement
- 5050
- mechanische Bremsvorrichtungmechanical braking device
- 5151
- VentilValve
- 100100
- Anordnungarrangement
- 200200
- Fahrzeugvehicle
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- 2019-12-20 DE DE102019135342.4A patent/DE102019135342A1/en active Pending
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