DE19811245A1

DE19811245A1 - Verfahren und Antriebseinrichtung zum Starten und Einkoppeln einer Brennkraftmaschine in den Antriebsstrang eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE19811245A1
Application number: DE19811245A
Authority: DE
Inventors: Volker Marx
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1998-03-14
Publication date: 1998-09-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Antriebseinrichtung zum Starten und Einkop peln einer Brennkraftmaschine in den Antriebsstrang eines Fahrzeuges, bei dem zwischen der Brennkraftmaschine und einem Getriebe eine Kupplung angeordnet ist.

Eine derartige Antriebseinrichtung ist beispielsweise aus der DE 195 19 703 bekannt, mit der antriebslose Fahrzeug-Schubbetriebsphasen in Abhängigkeit von der Fahrpedal- und/oder Ganghebelbetätigung realisierbar sind.

Da im Alltagsbetrieb derartiger Schwungnutzautomatik-Fahrzeuge der erneute Wiederstart der Brennkraftmaschine mit Hilfe eines in diesem Antriebsstrang integrierten elektromotori schen Anlassers vergleichsweise häufig durchzuführen ist, kommt es im Laufe des Fahr zeuglebens zu einem nicht zu vernachlässigenden Verschleiß am mit einer Schwungradaußenverzahnung auf der Brennkraftmaschinenkurbelwelle kämmenden Anlas serritzel.

Außerdem sind Fahrzeuge mit automatisierten Schaltgetrieben bekannt, bei denen eine Stellvorrichtung die Wähl- und Schaltvorgänge sowie die Kupplungsbetätigung ausführen.

Schließlich ist aus der DE-OS 40 04 330 ein Zusatzantrieb für Kraftfahrzeuge mit Verbren nungsmotor bekannt, bei dem ebenfalls zwischen der Brennkraftmaschine und einem Ge triebe eine Kupplung vorgesehen ist. Zusätzlich ist ein Elektromotor vorhanden, dessen An triebsritzel zum Starten der Brennkraftmaschine in bekannter Weise mit einer Außenverzah nung eines auf der Kurbelwelle sitzenden Motorschwungrades in Eingriff bringbar ist. Für einen elektromotorischen Antrieb bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine und geöffneter Trennkupplung kann gemäß dieser Offenlegungsschrift auch vorgesehen sein, daß das An lasserritzel auf der Antriebswelle des Elektromotors axial soweit in Richtung Getriebe ver schoben wird, daß es mit einem auf der Getriebeeingangswelle sitzenden Zahnrad kämmt und damit den elektromotorischen Antrieb des Fahrzeuges sicherstellt.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe an die Erfindung darin, ein Verfahren und eine Antriebseinrichtung zum Starten und Einkoppeln einer Brennkraftmaschine in den Antriebs strang des Fahrzeuges vorzuschlagen, bei dem das Anlasserritzel grundsätzlich nur auf ein auf der Getriebeeingangswelle angeordnetes Zahnrad wirkt. Durch entsprechendes Schließen und Öffnen der Kupplung sowie anschließendes Einlegen des gewünschten Ge triebeganges läßt sich die Brennkraftmaschine sowohl bei Stillstand des Fahrzeuges als auch in sogenannten antriebslosen Schubbetriebsphasen verschleißarm starten und bei passender Synchrondrehzahl bei vorgewählten Gang in den Antriebsstrang einkoppeln.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist der Beschreibung die Zeichnung eines Ausfüh rungsbeispiels einer Antriebseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah rens beigefügt. Darin ist in schematischer Darstellungsweise mit 1 eine Brennkraftmaschine und mit 2 ein Getriebe bezeichnet, zwischen denen eine Kupplung 9 angeordnet ist. Das Getriebe 2 kann ein mittels eines Getriebeschalthebels 12 manuell schaltbares Handschalt getriebe, ein mittels Servostelleinrichtungen 30 automatisiert schaltbares Getriebe oder gar ein Automatikgetriebe sein. Zur Steuerung der Schaltbetätigung ist das Getriebe 2 in den letzteren beiden Varianten sowie zur Übermittlung der Schalthebelposition mit einem Steu ergerät 11 über eine gestrichelt gezeichnete Sensor- und Steuerleitung verbunden.

Die Kupplung 9 ist hier als eine mittels einer druckmittelbetätigbaren Servostelleinrichtung 10 versehene automatische Kupplung ausgeführt, die auf der Antriebsseite mit der Kurbelwelle 6 der Brennkraftmaschine 1 und auf der Abtriebsseite mit der Getriebeeingangswelle 7 des Getriebes 2 verbunden ist. Abtriebsseitig treibt das Getriebe 2 über eine Getriebeabtriebs welle 15 in an sich bekannter Weise ein Differentialgetriebe 3 an, von dem Radantriebswel len 4 zu Fahrzeugrädern 5 führen. Die Kupplung 9 kann jedoch auch elektromotorisch betä tigt sein.

Außerdem ist in der Zeichnung ein Fahrpedal 18 mit einem Fahrpedalstellungssensor 19 dargestellt, wobei letzterer ebenso wie ein Bremspedalsensor 23 mit dem genannten Steu ergerät 11 über die gestrichelt dargestellten Sensorleitungen verbunden ist. Die Steuerung von antriebslosen Schubbetriebsphasen sowie des Startens der Brennkraftmaschine 1 er folgt unter anderem aufgrund dieser Sensordaten.

Zum Starten der Brennkraftmaschine 1 ist eine als Anlasser ausgebildete Elektromaschine 16 vorgesehen, deren Betätigungssignal ausgehend von einem Signal eines Zündungs schlüsselkontaktes 20 von dem Steuergerät 11 gesteuert wird. Hierzu ist das Steuergerät 11 mit dem Anlasser 16 in an sich bekannter Weise über eine Steuerleitung verbunden. Der Anlasser 16 selbst verfügt über eine Antriebswelle 24, auf der ein Anlasserritzel 17 befestigt ist. Dieses Ritzel 17 ist mit einem auf der Getriebeeingangswelle 7 angeordneten Zahnrad 8 in Eingriff bringbar, wobei entweder das Ritzel 17 entsprechend dem Pfeil 21 auf der Anlas serwelle 24 oder das Zahnrad 8 entsprechend dem Pfeil 22 auf der Getriebeeingangswelle 7 mittels einer geeigneten Stellvorrichtung axial verschiebbar ist. Diese hier nicht dargestellten Stellvorrichtungen können beispielsweise von Elektromagneten verschiebbare Schaltgabeln sein, wie sie beispielsweise aus der genannten DE-OS 40 04 330 bekannt sind. Die Ver schiebung des Ritzels 17 oder des Zahnrades 8 erfolgt dabei aufgrund von Steuersignalen des Steuergerätes 11.

Zum Starten der Brennkraftmaschine 1 wird von dem Steuerungsgerät 11 folgender Steue rungsablauf ausgelöst.

Zunächst wird vorzugsweise mittels der Getriebeschalt- und Wählvorrichtung 13 das Ge triebe 2 in den Leerlauf geschaltet. Zuvor wird durch die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 die Kupplung 9 geöffnet, so daß die Getriebeeingangswelle 7 und die Kurbelwelle 6 an triebstechnisch voneinander getrennt sind. Als nächstes wird das Ritzel 17 oder das Zahnrad 8 auf der Anlasserantriebswelle 24 bzw. der Getriebeeingangswelle 7 derart koaxial zu diesen Wellen verschoben, daß beide Zahnräder in Zahneingriff gelangen. Anschließend wird der Anlasser 16 in Betrieb genommen, so daß über die Zahnräder 17, 8 die Getriebeeingangs welle 7 angetrieben wird. Sodann wird die Kupplung 9 geschlossen, die Kurbelwelle 6 ge dreht und die Brennkraftmaschine 1 dadurch gestartet. Anschließend wird die Antriebsver bindung zwischen dem Ritzel 17 und dem Zahnrad 8 gelöst und der Anlasser 16 stillgesetzt.

Bei laufender Brennkraftmaschine 1 wird dann die Kupplung 9 geöffnet und vorzugsweise von der Getriebewähl- und Schaltvorrichtung 13 ein Getriebegang eingelegt und anschließend die Kupplung 9 wieder geschlossen, so daß eine Antriebsverbindung zwischen der Brennkraftmaschine 1 und dem Getriebe 2 hergestellt wird.

Neben dem hier vorgeschlagenen automatischen Betrieb ist grundsätzlich auch ein halbau tomatischer oder gar manueller Betrieb zum Anwerfen der Brennkraftmaschine denkbar, bei dem zwar die Verfahrensschritte eingehalten, jedoch die Schalt- und Wählbetätigung und/oder die Kupplungsbetätigung manuell vom Fahrer des Fahrzeugs durchgeführt wird.

Als besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist anzusehen, daß bei Fahrzeu gen, die im intermitierenden Motorbetrieb fahren (Schwungnutzautomatik), die mechanische Belastung insbesondere beim Einspuren des Anlasserritzels in das anzutreibende Zahnrad dadurch deutlich verringert wird, daß hier lediglich die Drehmassen der mit der im Leerlauf zu drehenden Getriebeeingangswelle in Bewegung zu setzen sind, während beim Stand der Technik alle mit der Kurbelwelle und dem Motorschwungrad in Verbindung stehenden Mas sen in Bewegung zu drehen sind. Dadurch wird auch ein geringerer Anlasserstrom benötigt wodurch letztlich der Anlasser 16 klein und leicht gebaut sowie die Belastung einer Starter batterie verringert werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Starten und Einkoppeln einer Brennkraftmaschine in einen Antriebs strang eines Fahrzeuges, bei dem zwischen der Brennkraftmaschine und einem Ge triebe eine Kupplung angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Kupplung öffnen,
b) Getriebe (2) in den Leerlauf schalten,
c) Betätigen des Anlassers (16) derart, daß dessen Antriebsritzel (17) ein Zahnrad (8) auf der Getriebeeingangswelle (7) antreibt,
d) Kupplung (9) schließen, so daß sich die Kurbelwelle (6) der Brennkraftmaschine (1) dreht und die Brennkraftmaschine startet,
e) Anlasser (16) ausschalten,
f) Kupplung (9) öffnen,
g) Getriebegang einlegen,
h) Kupplung (9) schließen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlasserritzel (16) auf der Anlasserantriebswelle (24) und/oder das Zahnrad (8) auf der Getriebeeingangswelle (7) zum Einspuren oder Ausspuren der Verzahnung axial auf den jeweiligen Wellen ver schoben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsbetätigung von einem Steuergerät (11) in Abhängigkeit von dem gewählten Getriebegang, der Fahrpe dalbetätigung und/oder der Bremspedalbetätigung erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einle gen der Getriebegänge automatisch erfolgt.

5. Antriebseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Brennkraftmaschine (1), einem Getriebe (2) und einer zwi schen diesen beiden Aggregaten angeordneten Kupplung (9), sowie mit einer mit einem Anlasserritzel (17) versehenen Elektromaschine (16) zum Starten der Brennkraftma schine (1), dadurch gekennzeichnet, daß das Anlasserritzel (17) zum Starten der Brennkraftmaschine (1) mit einem Zahnrad (8) auf der dem Getriebe (9) abtriebsseitig nachgeordneten Getriebeeingangswelle (7) kämmt.