DE102007052737A1 - Start-up method for an internal combustion engine in a hybrid drive train uses an electric motor and an internal combustion engine linked to the electric motor via a clutch - Google Patents

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Abstract

Progression is measured for torque in an electric motor (EM) and an internal combustion engine (ICE) in a hybrid drive train during a start-up process. An X axis gives the time in seconds. A Y axis gives torque in Newton meters (Nm) in the electric motor and the internal combustion engine. The Y axis also gives the electric motor's speed (n) and that of the internal combustion engine as well as the position of a clutch. Clutch engagement process is started with generating a start signal through a control device. An independent claim is also included for a hybrid drive train with an electric motor, an internal combustion engine linked to the electric motor via a clutch and a unit for controlling the hybrid drive train.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten zumindest eines Verbrennungsmotors eines Hybrid-Antriebsstranges, wobei der Hybrid-Antriebsstrang mindestens einen Elektromotor und zumindest einen über eine Kupplung mit dem Elektromotor verbindbaren Verbrennungsmotor aufweist. Ferner betrifft die Erfindung einen Hybrid-Antriebsstrang mit mindestens einem Elektromotor und zumindest einem über eine Kupplung mit dem Elektromotor verbindbaren Verbrennungsmotor und mit einer Steuereinheit zum Steuern des Hybrid-Antriebsstranges.The The present invention relates to a method for starting at least an internal combustion engine of a hybrid drive train, wherein the Hybrid powertrain at least one electric motor and at least one via a Coupling with the electric motor connectable combustion engine. Furthermore, the invention relates to a hybrid powertrain with at least an electric motor and at least one via a coupling with the electric motor connectable internal combustion engine and with a control unit for controlling of the hybrid powertrain.

Aus dem Stand der Technik sind Hybrid-Antriebsstränge hinreichend bekannt. Ein Hybridantrieb stellt eine Kombination verschiedener Antriebsprinzipien für eine Antriebsaufgabe innerhalb einer Anwendung dar. Als Antriebsprinzipien werden in der Regel bei einem Hybridantrieb zumindest ein Elektromotor und ein Verbrennungsmotor bzw. eine Brennkraftmaschine verwendet.Out In the prior art, hybrid powertrains are well known. One Hybrid drive represents a combination of different drive principles for one Drive task within an application dar. As drive principles are usually in a hybrid drive at least one electric motor and an internal combustion engine or an internal combustion engine used.

Ein Hybridantrieb wird häufig zum Betreiben eines Fahrzeuges eingesetzt. Bei einem Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor kann der Verbrennungsmotor in einem sehr günstigen Wirkungsgradbereich betrieben werden. Anfallende überschüssige Energie des Verbrennungsmotors kann über einen Generator für die Batterieladung verwendet werden. Beim Beschleunigen arbeiten Verbrennungs- und Elektromotor gemeinsam. Beim Bremsen und im Schubbetrieb kann ein Teil der Bremsenergie in die Batterie zurückgeführt werden. Wird keine Antriebsleistung benötigt, beispielsweise bei Stillstand des Fahrzeuges oder bei voll geladener Batterie kann der Verbrennungsmotor abgeschaltet werden. Der Elektromotor kann die Funktion eines konventionellen Anlassers übernehmen. Der Elektromotor stellt bereits beim Anfahren das maximale Drehmoment zur Verfügung, lässt aber bei höherer Drehzahl im Drehmoment nach. Ein Verbrennungsmotor liefert dagegen ab einem bestimmten Drehzahlbereich ein hohes Drehmoment. Durch Kombination der beiden Antriebsprinzipien kann ein Fahrzeug um etwa 10–20 % schneller beschleunigt werden. Der Hybridantrieb ermöglicht es, den Verbrennungsmotor unter günstigeren Bedingungen zu betreiben, beispielsweise in einem optimalen Drehzahlbereich, weil der Elektromotor die für den Verbrennungsmotor ungünstigen Betriebsbereiche abfedern kann. Die Leistungskennlinien eines Elektromotors und eines Verbrennungsmotors ergänzen sich, da das geringere Drehmoment eines Verbrennungsmotors im unteren Drehzahlbereich durch das hohe Drehmoment des Elektromotors ausgeglichen wird. Ein Hybridantrieb kann aber auch nur rein elektrisch gefahren werden.One Hybrid drive becomes common used to operate a vehicle. In a hybrid drive with an internal combustion engine and an electric motor, the internal combustion engine in a very cheap Efficiency range are operated. Accumulating excess energy of the internal combustion engine can over a Generator for the battery charge can be used. Working while accelerating Combustion and electric motor in common. When braking and in overrun mode Part of the braking energy can be returned to the battery. If no drive power is required, for example, when the vehicle is at a standstill or when fully charged Battery, the internal combustion engine can be switched off. The electric motor can take over the function of a conventional starter. The electric motor already sets the maximum torque when starting to disposal, but leaves higher Speed in torque after. An internal combustion engine delivers against it from a certain speed range high torque. By combination Of the two drive principles, a vehicle can be about 10-20% faster be accelerated. The hybrid drive makes it possible to use the internal combustion engine under cheaper Operate conditions, for example in an optimal speed range, because the electric motor for the the combustion engine unfavorable Operating areas can cushion. The performance characteristics of an electric motor and an internal combustion engine itself, because the lower torque of an internal combustion engine in the lower Speed range offset by the high torque of the electric motor becomes. A hybrid drive can also only driven purely electrically become.

Aus der DE 37 37 192 C2 ist ein Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem der Hybridantrieb einen Verbrennungsmotor und einen als Asynchronmaschine ausgebildeten Elektromotor aufweist. Der Elektromotor ist über eine erste Kupplung mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und mit einer zweiten Kupplung mit der Getriebeeingangswelle verbindbar. Der Verbrennungsmotor besitzt kein eigenes Schwungrad. Stattdessen ist der Rotor des Elektromotors als Schwungmasse für den Verbrennungsmotor nutzbar, wenn die erste Kupplung geschlossen ist. Der Elektromotor übernimmt bei dem Hybridantrieb die Funktion des Anlassers des Verbrennungsmotors. Hierzu wird der Elektromotor bei geöffneter erster Kupplung auf eine relativ hohe Drehzahl gebracht, so dass in der sich drehenden Schwungmasse des Elektromotors ein hohes Drehmoment erzeugt wird. Nach Erreichen des hohen Drehmomentes wird die erste Kupplung zwischen dem Elektromotor und dem Verbrennungsmotor ruckartig geschlossen, so dass der Verbrennungsmotor bis über die Anlassdrehzahl hochgerissen wird, um dann selbstständig weiterzulaufen. Der in der DE 37 37 192 C2 beschriebene Hybridantrieb kann derart betrieben werden, dass ein rein elektromotorischer Antrieb, ein rein verbrennungsmotorischer Antrieb oder ein gleichzeitiger Antrieb erfolgt. Das ruckartige Hochreißen des Verbrennungsmotors hat jedoch nachteilig zur Folge, dass es zu unerwünschten Drehzahlschwankungen am Elektromotor kommt. Ferner werden zwei Kupplungen benötigt, was zu hohen Kosten führt.From the DE 37 37 192 C2 a hybrid drive for a motor vehicle is known in which the hybrid drive has an internal combustion engine and an electric motor designed as an asynchronous machine. The electric motor can be connected via a first clutch to a crankshaft of the internal combustion engine and with a second clutch to the transmission input shaft. The combustion engine does not have its own flywheel. Instead, the rotor of the electric motor is useful as a flywheel for the internal combustion engine when the first clutch is closed. The electric motor assumes the function of the starter of the internal combustion engine in the hybrid drive. For this purpose, the electric motor is brought to a relatively high speed when the first clutch is open, so that a high torque is generated in the rotating flywheel of the electric motor. After reaching the high torque, the first clutch between the electric motor and the engine is jerky closed, so that the engine is pulled up above the starting speed, and then continue to run independently. The Indian DE 37 37 192 C2 described hybrid drive can be operated such that a purely electric motor drive, a purely internal combustion engine drive or a simultaneous drive takes place. However, the jerky rupture of the internal combustion engine has the disadvantage that it comes to unwanted speed fluctuations on the electric motor. Furthermore, two clutches are needed, which leads to high costs.

Aus der DE 43 23 601 A1 ist ein im Vergleich zur DE 37 37 192 C2 vereinfachter bzw. kompakterer Hybridantrieb offenbart. Der dort beschriebene Hybridantrieb benötigt keine zwei Kupplungen mehr, sondern nur noch eine Kupplung, die die Verbindung zwischen der Verbrennungsmotorkurbelwelle und der Antriebswelle schaltbar macht. Der Stator des Elektromotors ist mit dem Gehäuse des Verbrennungsmotors oder des zugehörigen Schaltgetriebes fest verbunden, während der Rotor des Elektromotors drehfest an der Getriebeeingangswelle sitzt. Das Starten des Verbrennungsmotors kann bei dem Hybridantrieb gemäß der DE 43 23 601 A1 auf zwei Arten erfolgen. Bei Stillstand des Fahrzeuges und bei Nullstellung des Schaltgetriebes kann bei geschlossener Kupplung aufgrund des erzeugbaren hohen Motordrehmomentes des Elektromotors die Kurbelwelle zusammen mit der Getriebeeingangswelle beschleunigt und der Verbrennungsmotor gezündet werden. Der Anlassvorgang kann auch derart erfolgen, dass die Kupplung zunächst geöffnet ist und das Hybridfahrzeug rein elektromotorisch auf eine geeignete Mindestgeschwindigkeit beschleunigt wird. D.h., der Elektromotor erzeugt ein Drehmoment, welches auf die Getriebeeingangswelle übertragen wird. Bei Erreichen eines bestimmten Drehmoments des Elektromotors wird die Kupplung geschlossen, so dass der Verbrennungsmotor auf die Anlassdrehzahl beschleunigt wird.From the DE 43 23 601 A1 is one compared to DE 37 37 192 C2 simplified or more compact hybrid drive disclosed. The hybrid drive described there requires no more two clutches, but only a clutch that makes the connection between the engine crankshaft and the drive shaft switchable. The stator of the electric motor is fixedly connected to the housing of the internal combustion engine or the associated gearbox, while the rotor of the electric motor rotatably seated on the transmission input shaft. The starting of the internal combustion engine can in the hybrid drive according to the DE 43 23 601 A1 done in two ways. At standstill of the vehicle and at zero position of the gearbox, the crankshaft can be accelerated together with the transmission input shaft and ignited the engine with the clutch closed due to the high engine torque of the electric motor. The starting process may also be such that the clutch is initially open and the hybrid vehicle is accelerated purely electric motor to a suitable minimum speed. That is, the electric motor generates a torque which is transmitted to the transmission input shaft. Upon reaching a certain torque of the electric motor, the clutch is closed, so that the Internal combustion engine is accelerated to the starting speed.

Ausgehend von der DE 43 23 601 A1 als nächstliegendem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Startvorgang zumindest eines Verbrennungsmotors eines Hybrid-Antriebsstranges zu verbessern, so dass ein momentenschwankungsfreier Übergang von einem rein elektrischen Betrieb in einen reinen Verbrennungsmotorbetrieb oder einen kombinierten Betrieb ermöglicht wird. Insbesondere soll eine Drehzahlschwankung infolge eines Verbrennungsmotorstarts am Elektromotor und damit an der Getriebeeingangswelle während des Fahrens vermieden werden.Starting from the DE 43 23 601 A1 As the closest prior art, the present invention seeks to improve the starting process of at least one internal combustion engine of a hybrid drive train, so that a torque fluctuation-free transition is made possible from a purely electrical operation in a pure engine operation or a combined operation. In particular, a speed fluctuation due to an engine start at the electric motor and thus at the transmission input shaft while driving should be avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Starten zumindest eines Verbrennungsmotors eines Hybrid-Antriebsstrangs mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 sowie durch einen Hybrid-Antriebsstrang mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 8 gelöst. Weitere Vorteile, Merkmale, Details, Aspekte und Effekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Zeichnung sowie der Beschreibung. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Starten zumindest eines Verbrennungsmotors eines Hybrid-Antriebsstrangs gemäß Patentanspruch 1 beschrieben werden, gelten dabei selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsstrang gemäß dem Patentanspruch 8, und umgekehrt.These The object is achieved by a Method for starting at least one internal combustion engine of a hybrid drive train with the features according to the independent claim 1 and by a hybrid powertrain having the features of the independent claim 8 solved. Further advantages, features, details, aspects and effects of the invention emerge from the subclaims, the drawing and the description. Features and details that in connection with the method for starting at least one internal combustion engine a hybrid powertrain according to claim 1 described, of course, apply in context with the hybrid powertrain according to the invention according to the claim 8, and vice versa.

Die Aufgabe wird gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren zum Starten zumindest eines Verbrennungsmotors eines Hybrid-Antriebsstranges, wobei der Hybrid-Antriebsstrang mindestens einen Elektromotor und zumindest einen über eine Kupplung mit dem Elektromotor verbindbaren Verbrennungsmotor aufweist, bei dem das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:

  • a) der Elektromotor wird mit einem ersten Drehmoment gefahren,
  • b) mit der Erzeugung eines Startsignal durch ein Steuergerät wird der Schließvorgang der Kupplung gestartet, wobei während des Schließvorganges der Kupplung das Drehmoment des Elektromotors von dem ersten Drehmoment hochgefahren wird,
  • c) durch das Schließen der Kupplung wird das zusätzlich zu dem ersten Drehmoment erzeugte, ansteigende Drehmoment auf den Verbrennungsmotor übertragen, wobei sich die Abtriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors der Abtriebsdrehzahl des Elektromotors annähert,
  • d) nach dem Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl des Verbrennungsmotors wird das Drehmoment des Elektromotors auf ein Drehmoment, welches der Summe des Soll-Antriebsmomentes und des Schleppmomentes des Verbrennungsmotors, welches benötigt wird, um den Verbrennungsmotor auf der erreichten Drehzahl zu halten, entspricht, heruntergefahren und der Verbrennungsmotor gezündet, e) mit Beginn des Selbstlaufes des Verbrennungsmotors wird das Drehmoment des Elektromotors um das Schleppmoment verringert sowie das Drehmoment des Verbrennungsmotors hochgefahren und synchron zur Erhöhung des Drehmomentes des Verbrennungsmotors wird das Drehmoment des Elektromotors zurückgefahren, gelöst.
The object is according to the first aspect of the invention by a method for starting at least one internal combustion engine of a hybrid drive train, wherein the hybrid powertrain comprises at least one electric motor and at least one connectable via a clutch to the electric motor internal combustion engine, wherein the method by the following steps is characterized:
  • a) the electric motor is driven with a first torque,
  • b) with the generation of a start signal by a control unit of the closing operation of the clutch is started, wherein during the closing operation of the clutch, the torque of the electric motor is raised from the first torque,
  • c) by closing the clutch, the increasing torque generated in addition to the first torque is transmitted to the internal combustion engine, wherein the output speed of the internal combustion engine approaches the output speed of the electric motor,
  • d) after reaching a predetermined speed of the internal combustion engine, the torque of the electric motor to a torque which corresponds to the sum of the desired drive torque and the drag torque of the internal combustion engine, which is required to keep the internal combustion engine at the achieved speed, shut down and ignited the engine, e) with the beginning of the self-running of the internal combustion engine, the torque of the electric motor is reduced by the drag torque and the engine torque is ramped up and synchronously to increase the torque of the engine, the torque of the electric motor is reduced, solved.

Zunächst dient nur der zumindest eine Elektromotor als Antrieb, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges. D.h., es wird ein erstes Drehmoment von dem Elektromotor an den Antriebsstrang abgegeben, welches zur Erfüllung des Soll-Antriebsdrehmomentes infolge einer fahrerseitigen Leistungsvorgabe, wie beispielsweise einer Gaspedalstellung, dient. Das erste Drehmoment entspricht einem Grenzdrehmoment bzw. einem Grenzdrehmomentbereich, ab dessen leistungsbezogenen Überschreiten das Verfahren zum Zuschalten des Verbrennungsmotors eingeleitet wird. D.h., das erste Drehmoment stellt nicht zwangsläufig einen Grenzbetrag dar, sondern kann in einem Drehmomentbereich liegen, innerhalb dessen die Leistungselektronik das Verfahren zum Zuschalten des Verbrennungsmotors einleitet. Das Größe des ersten Drehmomentes ist beispielsweise davon abhängig, wie schnell, z.B. durch „Kick-Down" des Gaspedals, beschleunigt wird oder ob gerade bergauf oder in der Ebene gefahren wird. Ein schwacher Batterieladezustand kann das Grenzdrehmoment ebenfalls verkleinern. Nach dem Erreichen des ersten Drehmomentes, bevorzugt eines relativ konstanten Drehmomentes, des Elektromotors wird der Schließvorgang der Kupplung gestartet, wobei während des Schließvorganges der Kupplung das Drehmoment des Elektromotors von dem ersten Drehmoment hochgefahren wird.First serves only the at least one electric motor as a drive, for example a motor vehicle. That is, it becomes a first torque of the Electric motor delivered to the drive train, which to fulfill the Target drive torque due to a driver-side power specification, such as for example, an accelerator pedal position, is used. The first torque corresponds to a limit torque or a limit torque range, from its performance-related excess initiated the process for switching on the engine becomes. That is, the first torque does not necessarily provide one Limit amount, but may be in a range of torque, within which the power electronics the method for connecting of the internal combustion engine initiates. The size of the first torque depends, for example, on how fast, e.g. by "kick-down" the accelerator accelerates is or is being driven uphill or in the plane. One low battery level, the limit torque may also be out. After reaching the first torque, preferred a relatively constant torque, the electric motor is the closing operation the clutch started while being of the closing process the coupling torque of the electric motor of the first torque is raised.

Dieses seitens des Elektromotors zusätzlich zu dem ersten Drehmoment erzeugte, vorteilhafterweise linear bzw. annähernd linear, ansteigende Drehmoment wird beim Schließen der Kupplung auf den Verbrennungsmotor übertragen. Durch den linearen bzw. annähernd linearen Anstieg des übertragenen Drehmomentes des Elektromotors wird die Abtriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors der Abtriebsdrehzahl des Elektromotors, insbesondere ruckfrei kontinuierlich, angenähert. Die Abtriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors und die Abtriebsdrehzahl des Elektromotors entsprechen der Drehzahl des jeweiligen Aggregates auf die Getriebeeingangswelle. Hierbei können beispielsweise zwischengeschaltete Planetengetriebe Teil des Aggregates sein. D.h., die Abtriebsdrehzahlen sind die Drehzahlen der jeweiligen Motoren an der Getriebeeingangswelle, welche insbesondere in Hinblick auf den Elektromotor auch über zum Beispiel Planetengetriebe angebunden sein können. Weiterhin ist eine lineare Steigung des Drehmomentes besonders einfach elektronisch steuerbar.This generated on the part of the electric motor in addition to the first torque, advantageously linear or approximately linear, increasing torque is transmitted to the internal combustion engine when closing the clutch. Due to the linear or approximately linear increase in the transmitted torque of the electric motor, the output rotational speed of the internal combustion engine is brought closer to the output rotational speed of the electric motor, in particular without jerking continuously. The output speed of the internal combustion engine and the output speed of the electric motor correspond to the speed of the respective unit to the transmission input shaft. In this case, for example, intermediate planetary gear can be part of the unit. That is, the output speeds are the speeds of the respective motors on the transmission input shaft, which in particular with regard to the electromobility Tor can also be connected via, for example, planetary gear. Furthermore, a linear slope of the torque is particularly easy electronically controlled.

Wird eine vorgegebene Drehzahl des Verbrennungsmotors erreicht, wird das Drehmoment des Elektromotors auf ein Drehmoment, welches der Summe des Soll-Antriebsmomentes und des Schleppmomentes des Verbrennungsmotors, welches benötigt wird, um den Verbrennungsmotor auf der erreichten Drehzahl zu halten, entspricht, heruntergefahren und der Verbrennungsmotor gezündet. Das Soll-Antriebsmoment ist das Drehmoment, welches zur Umsetzung der Gaspedalstellung notwendig ist. Es ist in der Regel nicht konstant, da es der Leistungsvorgabe des Fahrers über das Gaspedal oder der Vorgabe des Geschwindigkeits-Tempomaten entspricht. Bereits während dieses Verfahrens kann sich das Soll-Antriebsmoment ändern, beispielsweise durch eine geänderte Gaspedalstellung oder bei einer Fahrt bergauf oder bergab. Bis zum Start des Verfahrens zum Starten des Verbrennungsmotors wird das Soll-Drehmoment alleinig durch den Elektromotor aufgebracht. Das Soll-Drehmoment kann auch durch eventuelle Schaltvorgänge eines automatisierten Schaltgetriebes während des Betriebes dieses Verfahrens zumindest kurzzeitig beeinflusst sein.Becomes reaches a predetermined speed of the engine is the torque of the electric motor to a torque which is the sum the desired drive torque and the drag torque of the internal combustion engine that is needed to keep the combustion engine at the speed reached, corresponds, shut down and ignited the internal combustion engine. The Target drive torque is the torque required to implement the accelerator pedal position is. It is usually not constant as it is the performance target the driver over the accelerator or the specification of the speed-cruise control corresponds. Already during This method may change the desired drive torque, for example by a changed Accelerator pedal position or when driving uphill or downhill. Until the start the method for starting the internal combustion engine becomes the target torque solely applied by the electric motor. The desired torque can also by possible switching operations an automated transmission during operation of this Be affected method at least briefly.

D.h., zum Beginn des Selbstlaufes des Verbrennungsmotors steigt das vom Verbrennungsmotor erzeugte Drehmoment bis auf einen Betrag, dass das Schleppmoment zur Beibehaltung der Verbrennungsmotordrehzahl auf Null sinkt. Der Verbrennungsmotor läuft mit Synchrondrehzahl zum E-Motor ohne jedoch auf den Antriebsstrang Leistung abzugeben oder aufzunehmen. Der E-Motor schleppt nicht mehr den Verbrennungsmotor mit. Das Schleppmoment ist dabei der Teil des Drehmomentes des Elektromotors, welches dieser aufbringt, um den nicht gezündeten Verbrennungsmotor auf die vorgegebene Drehzahl zu bringen bzw. auf der vorgegebenen Drehzahl zu halten. Nach der Zündung des Verbrennungsmotors wird das Drehmoment des Elektromotors um genau dieses Schleppmoment verringert, da der Verbrennungsmotor selbstständig anfängt zu laufen und somit ein eigenes Drehmoment erzeugt. Zündung des Verbrennungsmotors bedeutet Kraftstoffeinspritzung in den Verbrennungsmotor. Mit Beginn des Selbstlaufes des Verbrennungsmotors wird das Drehmoment des Verbrennungsmotors hochgefahren und synchron zur Erhöhung des Drehmomentes des Verbrennungsmotors wird das Drehmoment des Elektromotors zurückgefahren. D.h., das Drehmoment des Elektromotors wird um exakt den gleichen Betrag heruntergefahren, um den das Drehmoment des Verbrennungsmotors erhöht wird. Hierdurch bleibt das Gesamtdrehmoment, d.h. die Summe der Drehmomente des Elektromotors und des Verbrennungsmotors, konstant. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors kontinuierlich hochgefahren wird.that is, to start the self-running of the internal combustion engine increases from the Internal combustion engine generated torque down to an amount that that Drag torque to maintain the engine speed on Zero sinks. The internal combustion engine is running at synchronous speed E-motor without giving up power to the powertrain or receive. The electric motor no longer drags the combustion engine With. The drag torque is the part of the torque of the electric motor, which this applies to the non-ignited internal combustion engine to bring the predetermined speed or at the predetermined speed to keep. After the ignition of the Internal combustion engine is the torque of the electric motor to exactly This drag torque is reduced because the engine starts to run on its own and thus generates its own torque. Ignition of the internal combustion engine means fuel injection into the internal combustion engine. With beginning the internal combustion of the internal combustion engine is the torque of Engine started up and synchronous to increase the Torque of the engine is the torque of the electric motor scaled back. That is, the torque of the electric motor becomes exactly the same Amount shut down to the torque of the internal combustion engine elevated becomes. This leaves the total torque, i. the sum of Torques of the electric motor and the internal combustion engine, constant. It is particularly preferred if the torque of the internal combustion engine is ramped up continuously.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Starten zumindest eines Verbrennungsmotors eines Hybrid-Antriebs wird der Startvorgang des Hybrid-Antriebsstranges derart verbessert, dass ein momentenschwankungsfreier Übergang von einem rein elektrischen Betrieb in einen reinen Verbrennungsmotorbetrieb oder einen kombinierten Betrieb möglich ist. Eine Drehzahlschwankung am Elektromotor infolge des Verbrennungsmotorstarts und damit an der Getriebeeingangswelle des Hybrid-Antriebs kann durch das zuvor beschriebene Verfahren vermieden werden. Durch das Verfahren kann ein Anlasser zum Anlassen des Verbrennungsmotors weggelassen werden, wodurch Kosten und Bauraum eingespart werden können.By the inventive method for Starting at least one internal combustion engine of a hybrid drive is the starting process of the hybrid powertrain improved such that a torque fluctuation-free transition of a purely electrical operation in a pure engine operation or a combined operation is possible. A speed fluctuation on the electric motor as a result of the engine start and thus on The transmission input shaft of the hybrid drive can through the previously described method can be avoided. Through the process can a starter for starting the internal combustion engine are omitted, whereby costs and installation space can be saved.

Durch ein derartiges Verfahren kann das von den beiden Motoren, d.h. von dem Elektromotor und dem Verbrennungsmotor, abgegebene Drehmoment an die Getriebeeingangswelle des Hybrid-Antriebs konstant gehalten werden, wobei gleichzeitig der Verbrennungsmotor gestartet wird. Die Momentabgabe an die Getriebeeingangswelle erfolgt zuerst von dem Elektromotor und im weiteren Verlauf des Startvorgangs von dem Verbrennungsmotor. D.h., zuerst wird der Hybrid-Antrieb rein elektromotorisch betrieben und am Ende des Startvorgangs wird der Hybrid-Antrieb rein verbrennungsmotorisch oder zum Teil elektromotorisch und zum Teil verbrennungsmotorisch betrieben. Bei diesem Verfahren kann der Verbrennungsmotor ruckfrei zugeschaltet werden. Dies erfolgt durch den besonderen Ablauf des Verfahrens. Während des Schließvorgangs der Kupplung wird die Momentenkurve, d.h., dass im Elektromotor erzeugte Drehmoment, linear bzw. annähernd linear hochgefahren. Der Schließvorgang der Kupplung, d.h. der Schließweg der Kupplung über die Zeit, ist dabei derart abgestimmt, dass das Anwerfen des Verbrennungsmotors, d.h. dass Bringen des Verbrennungsmotors auf selbige Drehzahl wie der Elektromotor, keinen Abfall des auf die Getriebeeingangswelle wirkenden Antriebsmomentes zur Folge hat. Der zum Anwerfen und Hochdrehen des Verbrennungsmotors benötigte Momentfluss entspricht dem linearen bzw. annähernd linearen Momentenanstieg am Elektromotor. Somit wird beim Schließen der Kupplung der Elektromotor auf eine während des Schließvorgangs nahezu konstant steigende Drehmomentabgabe eingestellt und dieser Anstieg des Drehmomentes über die Kupplung auf den Verbrennungsmotor kontinuierlich übertragen. Der Schließvorgang der Kupplung wird dabei derart gesteuert, dass jeweils das vom Elektromotor in diesem Zeitpunkt zusätzlich erzeugte Drehmoment übertragen wird, aber auch nicht mehr. Dadurch wird der Verbrennungsmotor ruckfrei zugeschaltet.By such a method may be that of the two motors, i. from the electric motor and the internal combustion engine, output torque kept the transmission input shaft of the hybrid drive constant be simultaneously with the internal combustion engine is started. The torque output to the transmission input shaft is made first by the Electric motor and in the further course of the starting process of the internal combustion engine. That is, first, the hybrid drive is operated purely by electric motor and at the end of the starting process, the hybrid drive is purely internal combustion engine or partly driven by an electric motor and partly by an internal combustion engine. In this method, the engine can be switched smoothly become. This is done by the special procedure of the process. During the closing process the coupling becomes the torque curve, i.e. that in the electric motor generated torque, ramped up linearly or approximately linearly. The closing process the coupling, i. the closing path the clutch over the time, is tuned in such a way that the starting of the internal combustion engine, i.e. that bringing the engine to same speed as the electric motor, no waste of the on the transmission input shaft acting drive torque has the consequence. The one to crank and spin up required of the internal combustion engine Moment flux corresponds to the linear or approximately linear torque increase on the electric motor. Thus, when closing the clutch, the electric motor on one during the closing process almost Constantly increasing torque output is set and this increase of torque over the Continuously transfer the clutch to the combustion engine. The closing process The clutch is controlled in such a way that in each case that of the electric motor in addition at this time transmitted generated torque will, but not anymore. As a result, the internal combustion engine is jerk-free switched on.

Während der gesamten Startphase wird die Drehmomentabgabe des Elektromotors insoweit gesteuert, als das zuerst der Wegfall des Schleppmomentes für den Verbrennungsmotor zurück geregelt wird und mit zunehmender Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors an den Antriebstrang die Drehmomentabgabe des Elektromotors weiter zurückgefahren wird. Insgesamt wird die auf den Getriebeantriebstrang wirkende Leistung, d.h. das übertragende Drehmoment, der beiden Motoren konstant gehalten, was beispielsweise einer konstanten Fahrpedalstellung eines Kraftfahrzeuges entspricht.During the entire starting phase is the torque output of the electric motor controlled insofar as the first of the omission of the drag torque for the Internal combustion engine back is regulated and with increasing torque output of the internal combustion engine to the drive train, the torque output of the electric motor on scaled back becomes. Overall, acting on the transmission drive train Performance, i. the transmitting torque, the two motors kept constant, which, for example, a constant Accelerator pedal position of a motor vehicle corresponds.

Insgesamt soll die Drehmomentabgabekurve des E-Motors innerhalb des gesamten Zeitfensters vom Beginn des Mitschleppens des Motors bis zum selbstständigen Mitlaufen/allein Antreiben seitens des Verbrennungsmotors so gesteuert werden, dass das abgegebene Drehmoment hierbei fortwährend nahezu der Anforderung seitens des Fahrpedals entspricht.All in all the torque output curve of the electric motor should be within the entire Time window from the start of Entrainment of the engine to self-driving / alone Driving on the part of the internal combustion engine are controlled so that the Torque delivered thereby continuously almost the requirement corresponds on the part of the accelerator pedal.

Mit Beginn des Selbstlaufes des Verbrennungsmotors wird die Drehmomenterzeugung des Verbrennungsmotors allmählich hochgefahren und die entsprechende Reduktion des zum Antrieb des Fahrzeuges verbleibenden Elektromotor-Drehmomentes allmählich entsprechend gesenkt. Es wird bei diesem Verfahren zum Starten des Hybrid-Antriebsstranges ein plötzlicher oder unstetiger Drehmomentsprung seitens des Verbrennungsmotors zumindest ab dem Punkt des lastfreien Selbstmitlaufens vermieden. Insbesondere werden flache Rampen als Drehmomentänderungen für den Elektromotor und den Verbrennungsmotor gewählt, so dass die addierte Gesamtdrehmomentlinie nahezu linear oder zumindest frei von Drehmomentsprüngen ist.With The beginning of the self-running of the internal combustion engine becomes the torque generation of the internal combustion engine gradually started up and the corresponding reduction of the drive of the vehicle remaining electric motor torque gradually lowered accordingly. It is used in this process to start the hybrid powertrain a sudden or unsteady torque jump on the part of the internal combustion engine at least from the point of no-load self-circulation avoided. In particular, flat ramps are considered torque changes for the electric motor and the internal combustion engine selected such that the added total torque line is nearly linear or at least free of torque jumps is.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht das einfache Starten eines Verbrennungsmotors eines Hybridantriebstranges während des Fahrens des Elektromotors des Hybridantriebstranges. D.h., ein Hybridantriebstrang wird in der Regel zunächst nur durch einen Elektromotor angetrieben. Sobald ein Signal zum Starten des Verbrennungsmotors kommt, werden die Schritte des zuvor beschriebenen Verfahrens ausgeführt. Das Signal zum Starten des Verbrennungsmotors kann z.B. durch einen Leistungsabruf von einem Fahrer eines Kraftfahrzeuges erfolgen, d.h. durch Gasgeben, wenn die Leistung des elektrischen Motors nicht ausreicht. Es ist auch möglich den Verbrennungsmotor zu starten, wenn eine Batterie des Kraftfahrzeuges fast leer ist, so dass diese durch den Verbrennungsmotor wieder geladen werden kann.The inventive method allows the simple starting of an internal combustion engine of a hybrid powertrain while the driving of the electric motor of the hybrid drive train. That is, a Hybrid powertrain is usually initially only by an electric motor driven. As soon as a signal for starting the internal combustion engine comes, the steps of the method described above are carried out. The Signal for starting the internal combustion engine may e.g. through a Performance call made by a driver of a motor vehicle, i.e. by accelerating when the power of the electric motor is not sufficient. It is also possible to start the internal combustion engine when a battery of the motor vehicle is almost empty, so this through the internal combustion engine again can be loaded.

Bevorzugt ist es, wenn während des Schließvorganges der Kupplung das Drehmoment des Elektromotors von dem ersten Drehmoment linear oder annähernd linear hochgefahren wird. Das lineare Hochfahren des Drehmomentes des Elektromotors ermöglicht eine besonders einfache Steuerung des Schließvorganges der Kupplung. D.h. die Momentenkurve des Elektromotors beschreibt einen linearen bzw. annähernd linearen Anstieg während des Schließvorgangs der Kupplung.Prefers is it when during of the closing process the coupling torque of the electric motor of the first torque linear or approximate ramped up linearly. The linear ramp-up of torque of the electric motor allows a particularly simple control of the closing process of the clutch. That the torque curve of the electric motor describes a linear or nearly linear increase during the closing process the clutch.

Bevorzugt ist ein Verfahren zum Starten eines Hybrid-Antriebsstranges, bei dem die vorgegebene Drehzahl des Verbrennungsmotors in einem Bereich zwischen 85% bis 100%, insbesondere bei ca. 95%, der Drehzahl des Elektromotors liegt. Bei dem Erreichen einer derartig hohen Drehzahl des Verbrennungsmotors wird die Kupplung zwischen dem Elektromotor und dem Verbrennungsmotor vollständig geschlossen, wobei im Restschließweg, das kann ca. 40% des Kupplungsschließweges sein, keine kontrollierte Steuerung der Schließgeschwindigkeit mehr stattfindet. D.h., zum vollständigen Schließen der Kupplung muss keine Rücksicht mehr auf den gesteuerten Drehmomentaufbau der Kupplung genommen werden. Es kann für den Restschließweg eine maximale Schließgeschwindigkeit der Kupplungsaktuatorik gewählt werden. In diesem Bereich von ca. 95% Drehzahlgleichheit zwischen Elektromotor und Verbrennungsmotor wird das erhöhte Elektromotordrehmoment auf einen Betrag nach unten gefahren, welcher der aktuellen Leistungsanforderung entspricht. Die aktuelle Leistungsanforderung, d.h. die Drehmomentanforderung oder Lastanforderung setzt sich beispielsweise aus der vorbestimmten Fahrgeschwindigkeitanforderung, hier ist die Last entsprechend der Gaspedalstellung oder bei Tempomatbetrieb die eingestellte Geschwindigkeit gemeint, und dem negativen aktuellen Verbrennungsmotordrehmoment, d.h. der Verbrennungsmotor wird leer mitgeschleppt auf der entsprechenden Elektromotordrehzahl, zusammen.Prefers is a method for starting a hybrid powertrain, at the predetermined speed of the engine in a range between 85% to 100%, especially at about 95%, the speed of the Electric motor is located. In reaching such a high speed of the internal combustion engine becomes the coupling between the electric motor and the internal combustion engine completely closed, whereby in the remaining closing way, that can approx. 40% of the Clutch closing path be, no controlled control of the closing speed takes place more. That is, to the complete Shut down the clutch does not have to be considered more taken on the controlled torque build-up of the clutch become. It can be for the rest of the way a maximum closing speed the Kupplungsaktuatorik selected become. In this range of about 95% speed equality between electric motor and internal combustion engine becomes the increased electric motor torque down to an amount that corresponds to the current performance requirement. The current power request, i. the torque request or load request is made, for example, from the predetermined vehicle speed requirement, Here is the load according to the accelerator pedal position or during cruise control meant the set speed, and the negative current Engine torque, i. the internal combustion engine is dragged along empty on the corresponding electric motor speed, together.

Ferner ist ein derartiges Verfahren vorteilhaft, bei dem nach dem Erreichen der vorgegebenen Drehzahl des Verbrennungsmotors, insbesondere bei 95% der Elektromotordrehzahl, die Kupplung mit maximaler Schließgeschwindigkeit zum Erreichen einer 100%igen Drehzahlgleichheit zwischen dem Elektromotor und dem Verbrennungsmotor geschlossen wird. Zum vollständigen Schließen der Kupplung ist keine kontrollierte Steuerung mehr notwendig, so dass bevorzugt eine maximale Schließgeschwindigkeit gewählt werden kann.Further is such a method advantageous in which after reaching the predetermined speed of the internal combustion engine, in particular at 95% of the electric motor speed, the clutch with maximum closing speed to achieve a 100% speed equality between the electric motor and the internal combustion engine is closed. To completely close the Coupling is no longer necessary control, so that preferably a maximum closing speed chosen can be.

Ein Verfahren zum Starten eines Hybrid-Antriebsstranges, bei dem die Übertragung des Drehmomentes bzw. eines Teils des Drehmomentes des Elektromotors auf den Verbrennungsmotor durch eine Reibungskupplung erfolgt, ist besonders bevorzugt. Eine derartige Reibungskupplung ist „im Betrieb" des Hybrid-Antriebsstranges schaltbar. D.h., die Kupplung kann zur Übertragung eines bereits bestehenden Drehmomentes am Elektromotor betätigt werden. Mit einer derartigen Reibungskupplung kann im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung die Energie des Elektromotors nahezu verlustfrei, also mit selbem Drehmoment und selber Drehzahl, an den Verbrennungsmotor weitergeben werden. Besonders geeignet ist eine trockene Reibungskupplung.A method for starting a hybrid powertrain, in which the transmission of the torque or a part of the torque of the electric motor to the internal combustion engine by means of a friction clutch, is particularly preferred. Such a friction clutch is switchable "during operation" of the hybrid drive train, ie, the clutch can be actuated to transmit an existing torque to the electric motor become. With such a friction clutch, in the closed state of the friction clutch, the energy of the electric motor can be transmitted to the internal combustion engine almost loss-free, ie with the same torque and speed itself. Particularly suitable is a dry friction clutch.

Das Schließen der Kupplung, insbesondere der Reibungskupplung, erfolgt bevorzugt hydraulisch. Eine hydraulisch betätigbare Kupplung arbeitete ausschließlich mit Flüssigkeitsreibung und ist, bis auf einen Ölwechsel, wartungs- und verschleißfrei.The Shut down the clutch, in particular the friction clutch, is preferably carried out hydraulically. A hydraulically actuated clutch worked exclusively with fluid friction and, except for an oil change, Maintenance and wear-free.

In einer anderen bevorzugten Ausführung des Verfahrens erfolgt das Schließen der Kupplung, insbesondere der Reibungskupplung, elektronisch. D.h. das Schließen der Kupplung wird elektronisch durch eine Kupplungselektronik gesteuert.In another preferred embodiment of Procedure is closing the clutch, in particular the friction clutch, electronically. That the closing The clutch is electronically controlled by a clutch electronics.

Bevorzugt ist des Weiteren ein Verfahren, bei dem das von dem Elektromotor und/oder das von dem Verbrennungsmotor erzeugte Drehmoment an den Hybrid-Antriebsstrang, insbesondere an eine Getriebeeingangwelle, abgegeben wird. Während des Startens eines Verbrennungsmotors des Hybrid-Antriebsstranges wird das von dem Elektromotor und dem Verbrennungsmotor erzeugte Drehmoment zumindest teil- und zeitweise auf die Getriebeeingangwelle des Hybrid-Antriebsstranges übertragen. Der Startvorgang des Verbrennungsmotors wird dabei derart durchgeführt, dass die Drehmomentabgabe des Elektromotors und/oder des Verbrennungsmotors an die Getriebeeingangwelle während des Startens des Verbrennungsmotors konstant gehalten wird. Aus diesem Grund wird das Drehmoment des Elektromotors zeitweilig erhöht, bis der Verbrennungsmotor selbst genug Drehmoment aufbringt. Aus diesem Grund wird nach dem Selbstlauf des Verbrennungsmotors mit steigendem Drehmoment des Verbrennungsmotors das Drehmoment im gleichen Maße synchron zurückgefahren.Prefers is further a method in which that of the electric motor and / or the torque generated by the internal combustion engine to the Hybrid powertrain, in particular to a transmission input shaft, is delivered. During the Starting an internal combustion engine of the hybrid powertrain is the torque generated by the electric motor and the internal combustion engine at least partially and temporarily transferred to the transmission input shaft of the hybrid drive train. Of the Starting process of the internal combustion engine is carried out such that the torque output of the electric motor and / or the internal combustion engine to the transmission input shaft during the starting of the internal combustion engine is kept constant. Out For this reason, the torque of the electric motor is temporarily increased until the internal combustion engine itself generates enough torque. For this Reason becomes after the self-running of the internal combustion engine with rising Torque of the internal combustion engine, the torque synchronously to the same extent scaled back.

Gemäß des zweiten Aspektes der Erfindung wird die Aufgabe durch einen Hybrid-Antriebsstrang mit mindestens einem Elektromotor und zumindest einem über eine Kupplung mit dem Elektromotor verbindbaren Verbrennungsmotor und mit einer Steuereinheit zum Steuern des Hybrid-Antriebsstranges, wobei die Steuereinheit Mittel zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens aufweist, gelöst. Ein derartiger Hybrid-Antriebsstrang ermöglicht eine Verbesserung des Startvorganges zumindest eines Verbrennungsmotors eines Hybrid-Antriebsstranges, so dass ein momentenschwankungsfreier Übergang von einem rein elektrischen Betrieb in einen reinen Verbrennungsmotorbetrieb oder einen kombinierten Betrieb erfolgen kann. Durch einen derartigen Hybrid-Antriebsstrang kann eine Drehzahlschwankung infolge eines Verbrennungsmotorstarts am Elektromotor und damit an der Getriebeeingangswelle vermieden werden. Die Zuschaltung des Verbrennungsmotors kann durch die Steuereinheit ruckfrei erfolgen.According to the second Aspect of the invention is the object by a hybrid powertrain with at least one electric motor and at least one via a Clutch with the electric motor connectable combustion engine and with a control unit for controlling the hybrid drive train, wherein the control unit means for carrying out the previously described Has method solved. Such a hybrid powertrain allows an improvement of the Starting operation of at least one internal combustion engine of a hybrid drive train, so that a torque fluctuation-free transition from a purely electrical Operation in a pure engine operation or a combined operation can be done. By such a hybrid powertrain can a speed fluctuation due to an engine start on Electric motor and thus avoided at the transmission input shaft. The connection of the internal combustion engine can by the control unit smoothly.

Die Drehmomentabgabekurve des Elektromotors kann bei einem derartigen Hybrid-Antriebsstrang innerhalb des gesamten Zeitfensters, d.h. vom Beginn des Mitschleppens des Verbrennungsmotors bis zum selbstständigen Mitlaufen/allein Antreiben seitens des Verbrennungsmotors, so gesteuert werden, dass das abgegebene Drehmoment hierbei fortwährend nahezu der Anforderung seitens des Fahrpedals eines Kraftfahrzeuges entspricht.The Torque output curve of the electric motor can in such a Hybrid powertrain within the entire time window, i. from the beginning of the entrainment of the internal combustion engine until autonomous driving / alone driving on the part of the internal combustion engine, so controlled that the delivered Torque here constantly almost the requirement on the part of the accelerator pedal of a motor vehicle equivalent.

Mit Beginn des Selbstlaufes des Verbrennungsmotors wird durch die Steuereinheit die Drehmomenterzeugung des Verbrennungsmotors allmählich hochgefahren und die entsprechende Reduktion des zum Antrieb des Fahrzeuges verbleibenden E-Motor-Drehmomentes allmählich entsprechend gesenkt. Ein plötzlicher oder unstetiger Drehmomentsprung seitens des Verbrennungsmotors zumindest ab dem Punkt des lastfreien Selbstmitlaufens wird vermieden. Insbesondere wenn flache Rampen als Drehmomentänderungen für den Elektromotor und den Verbrennungsmotor gewählt werden, ist die addierte Gesamtdrehmomentlinie nahezu linear oder zumindest frei von Drehmomentsprüngen.With The beginning of the internal combustion of the internal combustion engine is controlled by the control unit the torque generation of the internal combustion engine starts up gradually and the corresponding reduction of remaining to drive the vehicle e-motor torque gradually lowered accordingly. A sudden or unsteady torque jump on the part of the internal combustion engine at least from the point of no-load self-circulation is avoided. In particular, when flat ramps as torque changes for the electric motor and the Combustion engine selected be, the added total torque line is almost linear or at least free of torque jumps.

Bevorzugt ist ferner ein Hybrid-Antriebsstrang, bei dem die Kupplung als Reibungskupplung ausgebildet ist. Die Reibungskupplung kann geschlossen werden, wenn bereits ein erstes Drehmoment an dem Elektromotor anliegt. Die Reibungskupplung kann hydraulisch über Ventile oder elektronisch durch die Steuereinheit gesteuert werden. Eine hydraulisch betätigbare Kupplung arbeitete ausschließlich mit Flüssigkeitsreibung und ist, bis auf einen Ölwechsel, wartungs- und verschleißfrei. Besonders geeignet ist eine trockene Reibungskupplung einsetzbar.Prefers is also a hybrid powertrain, wherein the clutch is formed as a friction clutch is. The friction clutch can be closed, if already a first torque is applied to the electric motor. The friction clutch can hydraulically over Valves or electronically controlled by the control unit. A hydraulically operated Clutch worked exclusively with fluid friction and, except for an oil change, Maintenance and wear-free. Especially suitable is a dry friction clutch used.

Der Schließvorgang der Kupplung ist derart von der Steuereinheit abgestimmt, dass das Anwerfen des Verbrennungsmotors keinen Abfall des auf die Getriebeeingangswelle wirkenden Antriebsmomentes des Elektromotors zur Folge hat.Of the closing the clutch is tuned by the control unit such that the Ignition of the internal combustion engine does not waste the on the transmission input shaft acting drive torque of the electric motor has the consequence.

Der Schließvorgang der Reibungskupplung wird durch die Steuereinheit derart gesteuert, dass der zum Hochfahren des Verbrennungsmotors benötigte Momentfluß dem linearen bzw. dem nahezu linearen Momentenanstieg am Elektromotor entspricht. Die Kupplungselektronik kann aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit, d.h. hinsichtlich ihrer Steuerbarkeit, eine Rampe/Kurve beim Schließen der Reibungskupplung darstellen, die der Steigung/dem Anstieg der Drehmomentabgabe am Elektromotor entspricht. Beim Schließen der Reibungskupplung wird der Elektromotor auf eine nahezu konstant steigende Drehmomentabgabe eingestellt und der Anstieg des Drehmomentes über die Reibungskupplung auf den Verbrennungsmotor übertragen. D.h., der Schließvorgang der Reibungskupplung wird durch die Steuereinheit des Hybrid-Antriebsstranges derart gesteuert, dass jeweils das vom Elektromotor in diesem Zeitpunkt zusätzlich erzeugte Drehmoment auf den Verbrennungsmotor übertragen wird, aber auch nicht mehr. Dadurch wird der Verbrennungsmotor ruckfrei zugeschaltet.The closing operation of the friction clutch is controlled by the control unit in such a way that the torque flow required for starting up the internal combustion engine corresponds to the linear torque increase or the almost linear torque increase at the electric motor. Due to its performance, ie with regard to its controllability, the clutch electronics can represent a ramp / curve when the friction clutch closes, which corresponds to the increase / increase in the torque output at the electric motor. When closing the friction clutch of the electric motor is set to a nearly constant increasing torque output and transmit the increase of torque via the friction clutch to the engine. That is, the closing operation of the friction clutch is controlled by the control unit of the hybrid drive train such that each of the additional torque generated by the electric motor at this time is transmitted to the engine, but not more. As a result, the internal combustion engine is switched smoothly.

Der Hybrid-Antriebsstrang ist bevorzugt derart ausgebildet, dass der Elektromotor und der zumindest eine Verbrennungsmotor in Reihe geschaltet sind. Es können auch mehrer Elektromotoren vorgesehen sein.Of the Hybrid powertrain is preferably designed such that the Electric motor and the at least one internal combustion engine are connected in series. It can Also be provided several electric motors.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to an embodiment with reference explained in more detail in the accompanying drawings. Show it:

1 den schematischen Verlauf der Drehmomentkurven und der Drehzahlkurven des Elektromotors und des Verbrennungsmotors während des Startvorgangs des Verbrennungsmotors eines Hybrid-Antriebsstranges; 1 the schematic course of the torque curves and the rotational speed curves of the electric motor and the internal combustion engine during the starting process of the internal combustion engine of a hybrid drive train;

2 einen schematischen theoretischen Ablauf der Drehmomentkurven des Elektromotors und des Verbrennungsmotors während des Startvorgangs des Verbrennungsmotors eines Hybrid-Antriebsstranges; 2 a schematic theoretical flow of the torque curves of the electric motor and the internal combustion engine during the starting process of the internal combustion engine of a hybrid drive train;

3 einen schematischen theoretischen Ablauf der Drehzahlkurven des Elektromotors und des Verbrennungsmotors während des Startvorgangs des Verbrennungsmotors eines Hybrid-Antriebsstranges. 3 a schematic theoretical sequence of the speed curves of the electric motor and the internal combustion engine during the starting process of the internal combustion engine of a hybrid drive train.

In 1 ist der schematische Verlauf der Drehmomentkurven eines Elektromotors EM und eines Verbrennungsmotors ICE eines Hybrid-Antriebsstranges während des Startvorgangs dargestellt. Die X-Achse gibt die Zeit in Sekunden an. Die Y-Achse gibt das Drehmoment in Newtonmeter Nm des Elektromotors EM und des Verbrennungsmotors ICE an. Ferner gibt die Y-Achse die Drehzahl n des Elektromotors EM und des Verbrennungsmotors ICE sowie die Position x der Kupplung an.In 1 the schematic course of the torque curves of an electric motor EM and an internal combustion engine ICE of a hybrid drive train during the startup process is shown. The X-axis indicates the time in seconds. The Y axis indicates the torque in Newton meters Nm of the electric motor EM and the internal combustion engine ICE. Further, the Y-axis indicates the rotational speed n of the electric motor EM and the internal combustion engine ICE and the position x of the clutch.

Die Kurve 1 stellt den Solldrehmomentverlauf des Verbrennungsmotors ICE dar.The Curve 1 sets the target torque curve of the internal combustion engine ICE dar.

Die Kurve 4 stellt den Istdrehmomentverlauf des Verbrennungsmotors ICE dar.The Curve 4 represents the actual torque curve of the internal combustion engine ICE represents.

Die Kurve 2 stellt den Sollmomentverlauf des Elektromotors EM dar.The Curve 2 represents the desired torque curve of the electric motor EM.

Die Kurve 3 stellt den Istdrehmomentverlauf des Elektromotors EM dar.The Curve 3 represents the actual torque curve of the electric motor EM.

Die Kurve 5 gibt die Position der Kupplung wieder.The Curve 5 shows the position of the clutch.

Die Kurve 6 stellt den Istdrehzahlverlauf des Elektromotors EM dar.The Curve 6 represents the actual speed curve of the electric motor EM.

Die Kurve 7 stellt den Istdrehzahlverlauf des Verbrennungsmotors ICE dar.The Curve 7 represents the actual speed curve of the internal combustion engine ICE represents.

Bei einer Zeit von 5 Sekunden weist der Elektromotors EM ein erstes Istdrehmoment von ca. 120 Nm auf. Der Hybrid-Antriebsstrang wird zu diesem Zeitpunkt rein elektrisch gefahren. Wenn der Befehl zum Starten des Verbrennungsmotors von einem Steuergerät kommt, wird der Schließvorgang der Kupplung gestartet, wobei während des Schließvorganges der Kupplung das Drehmoment 3 des Elektromotors EM von dem ersten Istdrehmoment linear oder annähernd linear hochgefahren wird. Durch das Schließen der Kupplung wird das zusätzlich zu dem ersten Istdrehmoment erzeugte, linear bzw. annähernd linear ansteigende Drehmoment 3 auf den Verbrennungsmotor ICE übertragen, wobei sich die Drehzahl 7 des Verbrennungsmotors ICE nach einer Verzögerung von ca. 1,3 Sekunden der Drehzahl 6 des Elektromotors EM annähert. Nach dem Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl, hier ca. einer Drehzahl von knapp 1500 Umdrehungen pro Minute, des Verbrennungsmotors ICE, wird das Drehmoment von fast 300 Nm des Elektromotors EM auf ein Drehmoment vom knapp 200 Nm, welches der Summe des ersten Drehmomentes von 120 Nm und des Schleppmomentes des Elektromotors von ca. 80 Nm, welches benötigt wird, um den Verbrennungsmotor ICE auf der erreichten Drehzahl von ca. 1500 Umdrehungen pro Minute zu halten, entspricht, heruntergefahren, und der Verbrennungsmotor ICE gezündet. Nach der Zündung des Verbrennungsmotors ICE nach ca. 6,85 Sekunden, wird das aktuelle Drehmoment von knapp 200 Nm des Elektromotors EM um das Schleppmoment in Höhe von 80 Nm verringert. Ferner wird mit Beginn des Selbstlaufes des Verbrennungsmotors ICE das Drehmoment 4 des Verbrennungsmotors ICE kontinuierlich von einem Wert von 0 Nm bis auf einen Wert von ca. 120 Nm nach 7,2 Sekunden hochgefahren. Synchron zur Erhöhung des Drehmomentes 4 des Verbrennungsmotors ICE wird das Drehmoment 3 des Elektromotors von einem Wert von ca. 120 Nm auf einen Wert von 0 Nm zurückgefahren.at a time of 5 seconds, the electric motor EM has a first Actual torque of approx. 120 Nm. The hybrid powertrain is driven purely electrically at this time. When the command to Starting the internal combustion engine comes from a control unit, becomes the closing process the clutch started while being of the closing process the clutch, the torque 3 of the electric motor EM of the first Actual torque is linear or approximate ramped up linearly. By closing the clutch is the addition to generated the first actual torque, linear or approximately linear transmit increasing torque 3 to the ICE internal combustion engine, wherein the speed 7 of the internal combustion engine ICE after a delay of approx. 1.3 seconds approximates the speed 6 of the electric motor EM. To reaching a given speed, here about one speed of almost 1,500 revolutions per minute, the internal combustion engine ICE, The torque of almost 300 Nm of the electric motor EM is on Torque of almost 200 Nm, which is the sum of the first torque of 120 Nm and the drag torque of the electric motor of about 80 Nm, which needs is to the internal combustion engine ICE at the achieved speed of about 1500 revolutions per minute, equals, shut down, and the internal combustion engine ICE ignited. After the ignition of the Internal combustion engine ICE after about 6.85 seconds, the current Torque of almost 200 Nm of the electric motor EM to the drag torque in height reduced by 80 Nm. Furthermore, with the beginning of the self-running of the Internal combustion engine ICE the torque 4 of the internal combustion engine ICE continuously from a value of 0 Nm up to a value of approx. 120 Nm raised after 7.2 seconds. Synchronous to increase the torque 4 of the internal combustion engine ICE becomes the torque 3 of the electric motor from a value of approx. 120 Nm back to a value of 0 Nm.

Im dargestellten Diagramm 1 erfolgt die Zündung/die Kraftstoffeinspritzung, also der Selbstlauf des Motors, etwa mit Erreichen der Synchrondrehzahl zwischen dem Elektromotor EM und dem Verbrennungsmotor ICE. Die Synchrondrehzahl wird hier bei 90% Drehzahlgleichheit erreicht. Durch Beginn des Selbstlaufes des Verbrennungsmotors ICE steigt das vom Verbrennungsmotor ICE erzeugt Drehmoment 4 bis auf einen Betrag, dass das Schleppmoment des Elektromotors EM zur Beibehaltung der Verbrennungsmotordrehzahl 7 auf Null sinkt. Der Verbrennungsmotor ICE läuft mit Synchrondrehzahl zum Elektromotor EM ohne jedoch auf den Hybrid-Antriebsstrang eine Leistung abzugeben oder aufzunehmen. Der Elektromotor EM schleppt den Verbrennungsmotor ICE ab diesem Zeitpunkt nicht mehr mit. Der Verbrennungsmotor ICE steigert weiterhin, insbesondere kontinuierlich, sein erzeugtes Drehmoment 4 und gibt dieses an den Hybrid-Antriebsstrang, d.h. an die Getriebeeingangswelle, ab. Während dieser Gesamtphase wird die Drehmomentabgabe des Elektromotor EM insoweit gesteuert, als das zuerst der Wegfall des Schleppmomentes für den Verbrennungsmotor ICE zurück geregelt wird und mit zunehmender Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors ICE an den Antriebstrang die Drehmomentabgabe des Elektromotors EM weiter zurückgefahren wird. Insgesamt soll die auf den Hybrid-Antriebstrang wirkende Leistung, das abgegebene Drehmoment, der beiden Motoren konstant der Fahrpedalstellung eines Kraftfahrzeuges entsprechen. Das heißt, bei konstanter „Gaspedalstellung" wird die auf die Getriebeeingangswelle wirkende Summe der Drehmomente beider Motoren konstant gehalten. Ist das Fahrzeug dann beim Beschleunigen, ändert sich hierbei die Drehzahl der Getriebeeingangswelle aber nicht die Drehmomentanforderung. Ausgenommen hiervon ist z.B. eine drehzahlabhängige Drehmomentanforderung, z.B. bei hoher Drehzahl als Bauteilschutz ein Reduktion/Beschränkung des maximalen Drehmomentes.In the diagram shown 1 the ignition / the fuel injection, ie the self-running of the engine, takes place, for example, when the synchronous speed between the electric motor EM and the internal combustion engine ICE is reached. The synchronous speed is achieved here at 90% speed equality. By Be Beginning of the self-running of the internal combustion engine ICE increases the torque generated by the internal combustion engine ICE 4 to an amount that the drag torque of the electric motor EM to maintain the engine speed 7 decreases to zero. The internal combustion engine ICE runs at synchronous speed to the electric motor EM without, however, delivering or receiving power to the hybrid powertrain. The electric motor EM no longer tows the internal combustion engine ICE from this point on. The internal combustion engine ICE further increases, in particular continuously, its generated torque 4 and outputs this to the hybrid drive train, ie to the transmission input shaft from. During this overall phase, the torque output of the electric motor EM is controlled to the extent that the first omission of the drag torque for the internal combustion engine ICE is controlled back and with increasing torque output of the internal combustion engine ICE to the drive train, the torque output of the electric motor EM is further reduced. Overall, the force acting on the hybrid powertrain output, the output torque, the two motors should be consistent with the accelerator pedal position of a motor vehicle. That is, with a constant "accelerator pedal position", the sum of the torques of both motors acting on the transmission input shaft is kept constant.If the vehicle is then accelerating, the speed of the transmission input shaft but not the torque request changes, except for a torque-dependent torque request, eg At high speed as component protection, a reduction / limitation of the maximum torque.

Insgesamt soll die Drehmomentabgabekurve des Elektromotors EM innerhalb des gesamten Zeitfensters vom Beginn des Mitschleppens des Verbrennungsmotors ICE bis zum selbstständigen Mitlaufen/allein Antreiben seitens des Verbrennungsmotors ICE so gesteuert werden durch das Verfahren, dass das abgegebene Drehmoment hierbei fortwährend nahezu der Anforderung seitens des Fahrpedals entspricht.All in all should the torque output curve of the electric motor EM within the entire time window from the start of entrainment of the internal combustion engine ICE until self-employed Running / alone driving on the part of the internal combustion engine ICE so be controlled by the method that the output torque here continually almost corresponds to the requirement on the part of the accelerator pedal.

Mit Beginn des Selbstlaufes des Verbrennungsmotors ICE wird die Drehmomenterzeugung 4 des Verbrennungsmotors ICE allmählich hochgefahren und die entsprechende Reduktion des zum Antrieb des Fahrzeuges verbleibenden Elektromotor-Drehmomentes 3 allmählich entsprechend gesenkt. Es wird ein plötzlicher oder unstetiger Drehmomentsprung seitens des Verbrennungsmotors ICE zumindest ab dem Punkt des lastfreien Selbstmitlaufens vermieden. Durch die Auswahl einer flachen Rampen als Drehmomentänderungen 3 für den Elektromotor EM und den Verbrennungsmotor ICE, ist die addierte Gesamtdrehmomentlinie 3 + 4 nahezu linear oder zumindest frei von Drehmomentsprüngen.With Start of the self-running of the internal combustion engine ICE is the torque generation 4 of the internal combustion engine ICE gradually started up and the corresponding reduction of remaining for driving the vehicle Electric motor torque 3 gradually lowered accordingly. It will be a sudden or unsteady torque jump on the part of the internal combustion engine ICE at least from the point of no-load Self-avoidance avoided. By choosing a flat ramp as torque changes 3 for the Electric motor EM and the ICE engine, is the added Total torque line 3 + 4 almost linear or at least free of Torque jumps.

Die 2 zeigt einen schematischen theoretischen Ablauf der Drehmomentkurve 12 des Elektromotors EM und der Drehmomentkurve 14 des Verbrennungsmotors VM (ICE) während des Startvorgangs des Verbrennungsmotors VM eines Hybrid-Antriebsstranges. In
3 ist ein schematischer theoretischer Ablauf der Drehzahlkurve 26 des Elektromotors EM und der Drehzahlkurve 27 des Verbrennungsmotors VM während des Startvorgangs des Verbrennungsmotors VM eines Hybrid-Antriebsstranges dargestellt. In beiden 2 und 3 ist ferner der Kupplungsweg 15, 25 der Kupplung schematisch dargstellt.
The 2 shows a schematic theoretical flow of the torque curve 12 of the electric motor EM and the torque curve 14 of the internal combustion engine VM (ICE) during the starting process of the internal combustion engine VM of a hybrid drive train. In
3 a schematic theoretical sequence of the speed curve 26 of the electric motor EM and the speed curve 27 of the internal combustion engine VM during the starting process of the internal combustion engine VM of a hybrid drive train is shown. In both 2 and 3 Furthermore, the clutch travel 15, 25 of the clutch is schematically dargstellt.

Claims (14)

Verfahren zum Starten zumindest eines Verbrennungsmotors eines Hybrid-Antriebsstranges, wobei der Hybrid-Antriebsstrang mindestens einen Elektromotor und zumindest einen über eine Kupplung mit dem Elektromotor verbindbaren Verbrennungsmotor aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) der Elektromotor wird mit einem ersten Drehmoment gefahren, b) mit Erzeugung eines Startsignals durch ein Steuergerät wird der Schließvorgang der Kupplung gestartet, wobei während des Schließvorganges der Kupplung das Drehmoment des Elektromotors von dem ersten Drehmoment hochgefahren wird, c) durch das Schließen der Kupplung wird das zusätzlich zu dem ersten Drehmoment erzeugte, ansteigende Drehmoment auf den Verbrennungsmotor übertragen, wobei sich die Abtriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors der Abtriebsdrehzahl des Elektromotors annähert, d) nach dem Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl des Verbrennungsmotors wird das Drehmoment des Elektromotors auf ein Drehmoment, welches der Summe des Soll-Antriebsmomentes und des Schleppmomentes des Verbrennungsmotors, welches benötigt wird, um den Verbrennungsmotor auf der erreichten Drehzahl zu halten, entspricht, heruntergefahren und der Verbrennungsmotor gezündet, e) mit Beginn des Selbstlaufes des Verbrennungsmotors wird das Drehmoment des Elektromotors um das Schleppmoment verringert sowie das Drehmoment des Verbrennungsmotors hochgefahren und synchron zur Erhöhung des Drehmomentes des Verbrennungsmotors wird das Drehmoment des Elektromotors zurückgefahren.Method for starting at least one internal combustion engine a hybrid powertrain, wherein the hybrid powertrain at least one electric motor and at least one over a clutch with the electric motor connectable internal combustion engine characterized by the following steps: a) the electric motor is driven with a first torque, b) with production a start signal by a controller becomes the closing operation the clutch started while being of the closing process the coupling torque of the electric motor of the first torque being started up, c) by closing the clutch is in addition to transmitted to the first torque generated, increasing torque to the engine, wherein the output speed of the engine of the output speed approaching the electric motor, d) after reaching a predetermined speed of the internal combustion engine is the torque of the electric motor to a torque, which the sum of the nominal drive torque and the drag torque of the Internal combustion engine, which needs is to keep the internal combustion engine at the achieved speed, corresponds, shuts down and ignites the combustion engine, e) with the start of the self-running of the internal combustion engine, the torque the electric motor is reduced by the drag torque and the torque of the Engine started up and synchronous to increase the Torque of the engine is the torque of the electric motor scaled back. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schließvorganges der Kupplung das Drehmoment des Elektromotors von dem ersten Drehmoment linear oder annähernd linear hochgefahren wird.Method according to claim 1, characterized in that that while of the closing process the coupling torque of the electric motor of the first torque linear or approximate ramped up linearly. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Drehzahl des Verbrennungsmotors 85% bis 100% der Drehzahl des Elektromotors entspricht.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the predetermined speed of the Combustion engine 85% to 100% of the speed of the electric motor corresponds. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Drehzahl des Verbrennungsmotors 95% der Drehzahl des Elektromotors entspricht.Method according to claim 3, characterized that the predetermined speed of the engine 95% of the speed of the electric motor corresponds. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erreichen der vorgegebenen Drehzahl des Verbrennungsmotors die Kupplung mit maximaler Schließgeschwindigkeit zum Erreichen einer Drehzahlgleichheit zwischen dem Elektromotor und dem Verbrennungsmotor geschlossen wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized that after reaching the predetermined speed of the internal combustion engine the clutch with maximum closing speed to reach a speed equality between the electric motor and the internal combustion engine is closed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des Drehmomentes bzw. eines Teils des Drehmomentes des Elektromotors auf den Verbrennungsmotor durch eine Reibungskupplung erfolgt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized that the transmission of the torque or a part of the torque of the electric motor on the internal combustion engine through a friction clutch. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplung als trockene Reibungskupplung ausgebildet ist.Method according to Claim 6, characterized that the friction clutch is formed as a dry friction clutch is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließen der Kupplung, insbesondere der Reibungskupplung, hydraulisch erfolgt.Method according to one of claims 1 to 7, characterized that closing the coupling, in particular the friction clutch, hydraulically. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließen der Kupplung, insbesondere der Reibungskupplung, elektronisch erfolgt.Method according to one of claims 1 to 7, characterized that closing the clutch, in particular the friction clutch, electronically. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem Elektromotor und/oder das von dem Verbrennungsmotor erzeugte Drehmoment an den Hybrid-Antriebsstrang, insbesondere an eine Getriebeeingangwelle, abgegeben wird.Method according to one of claims 1 to 9, characterized that of the electric motor and / or that of the internal combustion engine generated torque to the hybrid powertrain, in particular to a transmission input shaft is discharged. Hybrid-Antriebsstrang mit mindestens einem Elektromotor und zumindest einem über eine Kupplung mit dem Elektromotor verbindbaren Verbrennungsmotor und mit einer Steuereinheit zum Steuern des Hybrid-Antriebsstranges, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist.Hybrid powertrain with at least one electric motor and at least one over a clutch with the electric motor connectable internal combustion engine and with a control unit for controlling the hybrid drive train, characterized in that the control unit comprises means for carrying out the Method according to one of the claims 1 to 10. Hybrid-Antriebsstrang nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung als Reibungskupplung ausgebildet ist.Hybrid drive train according to claim 11, characterized characterized in that the coupling is designed as a friction clutch is. Hybrid-Antriebsstrang nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplung als trockene Reibungskupplung ausgebildet ist.Hybrid drivetrain according to claim 12, characterized characterized in that the friction clutch as a dry friction clutch is trained. Hybrid-Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor und der Verbrennungsmotor in Reihe geschaltet sind.Hybrid drive train according to one of claims 11 to 13, characterized in that the electric motor and the internal combustion engine are connected in series.
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