CN110770434B - 用于机动车的内燃机的起动方法和用于机动车的驱动传动系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于起动用于机动车的内燃机(2)的方法和驱动传动系，内燃机具有从动轴(4)，在该方法中执行起动过程，借助于起动过程起动内燃机并且因此将内燃机由未激活状态转变到燃烧运行中。起动过程借助于小齿轮式起动机(11)并且借助于皮带式起动机(12)执行，借助于它们在起动过程期间驱动从动轴。起动过程具有：第一时间段，在此期间借助于小齿轮式起动机驱动从动轴，不发生从动轴的通过皮带式起动机产生的驱动；跟随的第二时间段，在此期间借助于皮带式起动机驱动从动轴，不发生从动轴的通过小齿轮式起动机产生的驱动；在第一时间段与第二时间段之间的过渡阶段，在此期间从动轴同时借助于小齿轮式起动机和皮带式起动机驱动。

Description

用于机动车的内燃机的起动方法和用于机动车的驱动传动系

技术领域

本发明涉一种用于起动用于机动车的内燃机的方法。另外，本发明涉及一种用于机动车的驱动传动系。

背景技术

用于起动用于机动车的内燃机的这种方法以及用于机动车的这种驱动传动系由一般性的技术已经充分已知。在此，相应的内燃机具有例如构成为曲轴的从动轴，通过该从动轴，内燃机例如能提供用于驱动相应的机动车的转矩。相应的驱动传动系在此具有内燃机和起动装置，借助于该起动装置，起动过程是可执行的或者被执行。借助于该起动过程，内燃机被起动并且因此由未激活的状态转变到燃烧运行中。

另外，DE102015012244A1公开一种用于起动机动车的起动装置，该起动装置具有用于起动机动车的起动-停止按钮。

DE102010036321A1公开一种用于机动车的驱动系统，该驱动系统具有用于驱动机动车的至少一个驱动轴的变速器以及内燃机，该内燃机与该变速器有选择地作用连接或者与该变速器脱开。

此外，由EP3022568B1已知一种用于车辆的车载电气系统。

发明内容

本发明的目的是，实现按开头所述类型的一种方法以及一种驱动传动系，使得能够按舒适的方式实现内燃机的特别有利的起动。

本发明的第一方面涉及一种用于起动用于机动车、尤其用于汽车、例如轿车的内燃机的方法。内燃机在此具有从动轴，通过该从动轴，内燃机例如能提供用于驱动机动车的转矩。从动轴例如构成为曲轴，内燃机尤其能构成为往复活塞式机械。在这种方法中，执行起动过程，借助于该起动过程，内燃机被起动并且因此由未激活的状态转变到燃烧运行中。

现在为了能按结构空间有利的和重量有利的方式实现内燃机的特别有利的并且尤其是舒适的起动，按发明设定，起动过程借助于小齿轮式起动机并且借助于皮带式起动机来执行，借助于该小齿轮起动机和该皮带式起动机，从动轴在起动过程期间被驱动，其中，所述起动过程具有：第一时间段，在该第一时间段期间，借助于小齿轮式起动机驱动从动轴，并且不发生从动轴的通过皮带式起动机产生的驱动；和跟随第一时间段的第二时间段，在该第二时间段期间，借助于皮带式起动机驱动从动轴，并且不发生从动轴的通过小齿轮式起动机产生的驱动；其中，在第一时间段与第二时间段之间设置过渡阶段，在过渡阶段期间，从动轴同时借助于小齿轮式起动机和借助于皮带式起动机驱动。

小齿轮式起动机例如是第一起动机或者也称为第一起动机，皮带式起动机例如是第二起动机或者也称为第二起动机。例如这些起动机是起动装置的组成部分，借助于该起动装置，为了起动内燃机，能执行起动过程。在内燃机的未激活的状态中，该内燃机是切断的或者说停机的，使得在内燃机中、尤其在内燃机的相应的例如构成为缸的燃烧室中，没有进行燃烧过程。在起动过程的范围中或者在起动过程期间，从动轴借助于起动装置、即借助于小齿轮式起动机并且借助于皮带式起动机驱动，尤其是如此久，直到在内燃机中进行燃烧过程，于是借助于所述燃烧过程，从动轴尤其在没有起动机的帮助下被驱动。通过在起动过程期间两个起动机用于驱动从动轴并且从而用于起动内燃机，可以避免过大的在起动过程期间产生的并且例如可由机动车的乘员感受到的振动，使得起动过程能尤其舒适地被执行。另外，两个起动机可以紧凑地、重量有利地和成本有利地构成，使得机动车的成本和重量总体上可以保持在特别小的范围中。

本发明尤其基于以下认识：小齿轮式起动机例如可以在所谓的马达起动-停止-起动阶段期间使用。在这种马达起动-停止-起动阶段范围中，首先激活的并且从而处于内燃机的燃烧运行中的该内燃机，尤其由机动车的电子计算装置和/或根据至少一个可预定的条件的满足，自动地停止或者说停机并且从而转变到该内燃机的未激活的状态中。紧接着，内燃机在马达起动-停止-起动阶段的范围中由电子计算装置并且例如根据至少一个可预定的条件的满足又自动地起动并且从而由未激活的状态转变到燃烧运行中。换言之，内燃机在马达起动-停止-起动阶段的范围中例如被自动地解除激活并且然后又被激活，而且是在没有机动车驾驶员协助的情况下。在马达起动-停止-起动阶段的范围中，内燃机借助于皮带式起动机自动地起动，内燃机因为低振动或者无振动而被特别舒适地起动。

小齿轮式起动机例如在内燃机的冷起动中使用。这种冷起动尤其可以理解成，内燃机的起动通过机动车的驾驶员产生，尤其通过如下方式产生：驾驶员操纵、尤其按压例如构成为按钮的操纵元件。从而，内燃机的起动在冷起动的情况下不是自动地实现，而是由于驾驶员操纵了操纵元件来实现。内燃机的通过小齿轮式起动机产生的起动是常用的，也就是说，与内燃机的在马达起动-停止-起动阶段的范围中借助于皮带式起动机执行的起动相比较，冷起动没有那么舒适，因为在冷起动期间通常比在马达起动-停止-起动阶段期间发生更强烈的振动。现在为了例如不仅在冷起动期间而且在马达起动-停止-起动阶段期间实现相似或相同舒适的起动，在小齿轮式起动机中通常采取预防措施，但是这会使得小齿轮式起动机变得成本密集和重量密集。尽管所述成本密集和重量密集的措施，但是在马达起动-停止-起动阶段期间内燃机的借助于皮带式起动机执行的起动仍比在冷起动期间借助于小齿轮式起动机执行的起动更舒适地保持。

但是因为现在设定，在起动过程期间、尤其在冷起动期间，不仅采用皮带式起动机而且采用小齿轮式起动机，以便驱动从动轴并且因此起动内燃机，所以内燃机尤其也在冷起动期间能特别舒适地被起动，因为可以避免过大的振动。另外，也称作为冷起动机的小齿轮式起动机通过如下方式能紧凑地构成：该小齿轮式起动机例如通过皮带式起动机在起动过程期间被支持，也就是说该小齿轮式起动机能以小的外形尺寸以及重量和成本有利地构成。因为在起动过程期间按本发明不仅采用小齿轮式起动机而且采用皮带式起动机，所以起动过程也称为合作起动。为了实现这种合作起动，可以采用比小齿轮式起动机更简单的且成本更优化的小齿轮式起动机，使得成本和重量对于执行按本发明的方法可以特别小地保持。另外，小齿轮式起动机能廉价地保持，因为不设定并且不需要例如皮带式起动机的因为用于冷起动性能的转矩提升而被适配。换言之，皮带式起动机尤其在其皮带运行时不必适配于冷起动，因为尤其在冷起动期间皮带式起动机由小齿轮起动机支持。因此，重量并且从而燃料消耗以及内燃机的排放或者机动车总体上可以被特别小地保持。

皮带式起动机例如包括也称作为齿带传动机构的牵引元件式传动机构，该牵引元件式传动机构例如具有牵引元件。牵引元件例如构成为皮带或者链条。另外，皮带式起动机例如包括电机，由该电机能驱动皮带式起动机的第一起动轮。第一起动轮例如是齿轮或者皮带盘，牵引元件至少部分缠绕第一起动轮。另外，皮带式传动机构例如包括第二驱动轮，该第二驱动轮可以构成为齿轮或者构成为皮带盘。例如，从动轴能由第二起动轮驱动。在此，尤其可以设定，第二起动轮与从动轴无相对转动地连接。总体上，例如从动轴通过第二起动轮、牵引元件和第一起动轮能由电机、尤其在电机的马达运行时进行驱动，以便因此例如起动内燃机。皮带式起动机的电机也称为第一电机。

小齿轮式起动机例如具有第二电机和小齿轮，该小齿轮能由第二电机、尤其在该第二电机的马达运行时驱动。小齿轮是第一齿轮，该第一齿轮能与第二齿轮并且尤其以齿圈的形式作用连接。第二齿轮例如同样是小齿轮式起动机的组成部分。在此，例如从动轴能由第二齿轮驱动，可以设定，第二齿轮与从动轴无相对转动地连接。总体上，从而从动轴通过第二齿轮和小齿轮能由第二电机驱动，因为尤其第二齿轮通过第一齿轮能由第二电机驱动。尤其例如可考虑，第一齿轮沿着第一和第二齿轮的轴向方向能相对于第二齿轮运动并且因此能由初始位置运动到接合位置。在初始位置中，第一齿轮不与第二齿轮啮合，使得在初始位置中第一齿轮与第二齿轮脱离接合。但是在接合位置中，第一齿轮与第二齿轮啮合，使得然后第二齿轮通过第一齿轮能由第二电机驱动。第一齿轮由初始位置到接合位置中的运动也称为第一齿轮的进入接合，使得第一齿轮例如首先被进入接合，因此第二齿轮并且从而内燃机通过第一齿轮由第二电机驱动是可驱动的或者被驱动。

在本发明的方案中，从动轴在起动过程期间至少暂时地同时借助于小齿轮式起动机和借助于皮带式起动机驱动。因此，例如可以实现特别舒适的起动，因为例如从动轴在起动过程期间至少基本上连续地由所谓的起动装置驱动或者能被驱动。

起动过程具有第一时间段和第二时间段。在第一时间段期间，从动轴借助于小齿轮式起动机驱动，并且从动轴的通过皮带式起动机产生的驱动不发生。这意味着，从动轴在第一时间段期间不借助于皮带式起动机驱动。在第二时间段期间，从动轴借助于皮带式起动机驱动，并且从动轴的通过小齿轮式起动机产生的驱动不发生。换言之，从动轴在第二时间段期间不借助于小齿轮式起动机驱动。因此，内燃机能特别舒适地起动，不仅小齿轮式起动机而且皮带式起动机可以重量有利地和成本有利地构成。

第二时间段跟随第一时间段。按这样的方式，例如首先可能的是，借助于小齿轮式起动机克服内燃机或者说从动轴的起步转矩。在此，例如借助于小齿轮式起动机使首先处于静止状态的从动轴加速和驱动，尤其直至从动轴具有不同于零的可预定的转速。紧接着，例如皮带式起动机承担牵引过程的执行，因此内燃机可以低振动地或者甚至无振动地并且能以特别有利的功率起动。例如，第一时间段通过过渡阶段过渡到第二时间段，所述过渡阶段例如设置在第一时间段与第二时间段之间。总体上，从而例如可考虑的是，从动轴首先借助于小齿轮式起动机驱动，同时从动轴的通过皮带式起动机产生的驱动不发生。因此起步转矩被克服。然后，尤其在过渡阶段期间，例如从动轴不仅借助于小齿轮式起动机而且同时借助于皮带式起动机驱动，使得发生从第一阶段至第二阶段的特别有利的且尤其平稳的过渡，在该第一阶段期间，从动轴借助于小齿轮式起动机、但不借助于皮带式起动机驱动，在该第二阶段期间，从动轴借助于皮带式起动机、但不借助于小齿轮式起动机驱动。从而过渡阶段在时间上位于第一阶段与第二阶段之间，第一阶段至少是第一时间段的一部分或者是第一时间段，并且第二阶段至少是第二时间段的一部分或者是第二时间段。在过渡阶段之后，例如小齿轮式起动机被解除激活，使得然后在过渡阶段之后，例如在第二阶段中或者期间，从动轴借助于皮带式起动机、但不借助于小齿轮式起动机驱动。

因此可以实现内燃机的特别舒适的起动。在此例如设定，过渡阶段比第一阶段和/或第二阶段更短，使得从动轴仅在很短的时间内借助于两个起动机驱动。第一阶段也可以非常短地保持，因为该第一阶段以及小齿轮式起动机例如仅用于克服起步转矩。第二阶段例如比第一阶段长和/或比过渡阶段长，因此可以实现特别舒适的起动。第二阶段尤其借助于皮带式起动机执行，例如直至在内燃机中进行燃烧过程，于是借助于这些燃烧过程驱动从动轴。然后例如第二阶段可以结束。

为了能够特别小地保持小齿轮式起动机的重量、成本和结构空间需求，在本发明的另一方案中设定，小齿轮式起动机以12伏的电压、尤其以12伏的额定电压运行。从而，小齿轮式起动机优选构成为12伏小齿轮式起动机或者12伏冷起动机。

另一实施方式的特征在于，皮带式起动机以12伏的电压、尤其以12伏的额定电压运行。从而，例如皮带式起动机构成为紧凑的、重量有利的和成本有利的12伏皮带式起动机。相应的电压尤其是相应的起动机的相应的电机的相应的电压、尤其是相应的额定电压。

但是已证实特别有利的是，皮带式起动机以大于20伏、尤其大于40伏的电压运行。优选，例如皮带式起动机例如具有48伏的电压、尤其是额定电压，使得特别高的功能实现范围能由皮带式起动机实现。在此尤其可考虑的是，借助于皮带式起动机实现回收运行和/或助力运行，以便例如借助于助力运行，内燃机在其燃烧运行中并且在此时在驱动机动车时被支持。

本发明的第二方面涉及一种用于机动车、尤其用于汽车、例如轿车的驱动传动系。该驱动传动系具有内燃机，借助于该内燃机能驱动机动车。内燃机在此具有从动轴，通过该从动轴，内燃机可以提供例如用于驱动机动车的转矩。此外，驱动传动系包括起动装置，借助于该起动装置能执行起动过程，以便借助于起动过程起动内燃机并且因此将内燃机由内燃机的未激活的状态转变到燃烧运行中。

现在为了能特别舒适地以及重量有利地和成本有利地起动内燃机，按本发明设定，起动装置具有小齿轮式起动机和皮带式起动机，为了执行起动过程，借助于小齿轮式起动机和皮带式起动机，在起动过程期间从动轴是可驱动的。所述起动过程具有：第一时间段，在该第一时间段期间，借助于小齿轮式起动机驱动从动轴，并且不发生从动轴的通过皮带式起动机产生的驱动；和跟随第一时间段的第二时间段，在该第二时间段期间，借助于皮带式起动机驱动从动轴，并且不发生从动轴的通过小齿轮式起动机产生的驱动；其中，在第一时间段与第二时间段之间设置过渡阶段，在过渡阶段期间，从动轴同时借助于小齿轮式起动机和借助于皮带式起动机驱动。本发明的第一方面的优点和有利的方案可以视为本发明的第二方面的优点和有利的方案，并且反之亦然。

附图说明

本发明的其他详情由优选的实施例的后续说明连同附图得到。在此，唯一的附图显示用于机动车的驱动传动系的示意图，该驱动传动系构成用于执行用于起动驱动传动系的内燃机的方法。

具体实施方式

唯一的附图以示意图的形式显示用于机动车、尤其用于汽车例如轿车的驱动传动系1。驱动传动系1具有例如构成为往复活塞式机械的内燃机2，该内燃机包括多个燃烧室3。相应的燃烧室3例如构成为缸。内燃机2也称为马达或者内燃发动机并且另外具有从动轴4，该从动轴例如构成为曲轴。在相应的燃烧室3中可平移运动地容纳相应的活塞。相应的活塞与从动轴铰接地联接，使得相应的活塞在相应的燃烧室3中的平移运动转换成从动轴4的旋转运动。

在内燃机2的燃烧运行期间，在燃烧室3中并且从而在内燃机2中进行燃烧过程，借助于这些燃烧过程驱动活塞并且通过该活塞驱动从动轴4。在内燃机2的未激活的状态中，在该内燃机中或者在燃烧室3中没有进行燃烧过程，使得活塞并且从而从动轴停止。

另外，驱动传动系1包括具有车轮6的车桥5，车轮6并且从而机动车总体上能由内燃机2驱动。尤其在该内燃机的燃烧运行期间，内燃机2例如在牵引运行中运行，在该牵引运行中，车轮6尤其通过差速器7、轴8和离合器9由从动轴4并且从而由内燃机2是可驱动的，或者说被驱动。

另外，驱动传动系1包括总体上用10标记的起动装置，借助于该起动装置能执行起动过程，以便借助于起动过程起动内燃机2并且因此将内燃机由未激活的状态转变到燃烧运行中。换言之，借助于起动装置10，执行一种用于起动内燃机2的方法。在这种方法中，执行上述起动过程，借助于该起动过程起动内燃机2并且因此将内燃机由未激活的状态转变到燃烧运行中。

现在为了能够特别低振动地并且从而舒适地执行起动过程并且在此情况下为了能够特别小地保持起动装置10的结构空间需求、重量和成本，起动装置10包括也称为冷起动机的小齿轮式起动机11和也称为牵引元件式起动机的皮带式起动机12，为了执行起动过程，借助于该皮带式起动机，在起动过程期间，从动轴4是可驱动的。换言之，在本法方法的范围中设定，起动过程借助于小齿轮式起动机11并且借助于皮带式起动机12执行，借此，从动轴4在起动过程期间被驱动。小齿轮式起动机11是第一起动机或者也称为起动装置10的第一起动机，而皮带式起动机12是第二起动机或者也称为起动装置10的第二起动机。

小齿轮式起动机11具有可作为电动机运行的第一电机13、形式为小齿轮14的第一齿轮和形式为齿圈15的第二齿轮，通过该小齿轮式起动机11，例如能驱动从动轴4。在此，齿圈15例如至少间接地与从动轴4无相对转动地连接。由附图可见，小齿轮14能由电机13驱动，齿圈15能由小齿轮14并且从而通过小齿轮14能由电机13驱动。因此，从动轴4通过齿圈15和小齿轮14能由电机13驱动。从而，在起动过程期间，从动轴4通过齿圈15和小齿轮14由电机13驱动。

皮带式起动机12具有牵引元件式传动机构20，该牵引元件式传动机构具有第一驱动轮16、例如构成为皮带的牵引元件17和第二驱动轮18。在此，从动轴4例如能由第二驱动轮18驱动，因为例如第二驱动轮18与从动轴4无相对转动地连接。驱动轮18并且尤其牵引元件17能由驱动轮16驱动，因为例如牵引元件17相应至少部分缠绕驱动轮16和18。驱动轮16本身能由皮带式起动机12的第二电机19驱动，该皮带式起动机12包括该第二电机19。第二电机19能作为电动机运行，借此，驱动轮16是可驱动的，或者说被驱动。从而在起动过程期间，从动轴4通过驱动轮18、牵引元件17和驱动轮16由电机19驱动。

尤其，起动过程具有第一时间段和至少部分地跟随第一时间段的第二时间段。在第一时间段期间，从动轴4例如借助于小齿轮起动机11驱动，而从动轴4的通过皮带式起动机12产生的驱动不发生。在第二时间段期间，例如从动轴4借助于皮带式起动机12驱动，而从动轴4的通过小齿轮式起动机11产生的驱动不发生。第一时间段例如是第一阶段，而第二时间段是第二阶段。在第一阶段与第二阶段之间例如存在一个过渡阶段，通过该过渡阶段，第一时间段或第一阶段过渡到第二时间段或第二阶段中。在该过渡阶段期间，例如从动轴4同时借助于小齿轮式起动机11和借助于皮带式起动机12驱动，使得在过渡阶段期间，例如小齿轮式起动机11和皮带式起动机12同时驱动从动轴4。

通过第一阶段并且从而借助于小齿轮式起动机11，例如克服从动轴4的起步转矩。在第一阶段之后，例如皮带式起动机12与小齿轮式起动机11一起接通，使得不仅小齿轮式起动机11而且皮带式起动机12在过渡阶段期间同时运行。紧接着，皮带式起动机12承担牵引过程，在该牵引过程的范围中，从动轴4借助于皮带式起动机12牵引加速并且从而到达可预定的转速。因此，例如在过渡阶段之后，小齿轮式起动机11被解除激活，使得在第二阶段期间，从动轴4仅借助于皮带式起动机12、但不借助于小齿轮式起动机11驱动。第二阶段尤其持续如此久，直至在燃烧室3中进行燃烧过程，借助于这些燃烧过程从动轴4被驱动。然后例如通过将皮带式起动机12解除激活，结束第二阶段。

该起动过程也称为合作起动，因为各起动机可以相互支持或补充。通过借助于小齿轮式起动机11仅克服起步转矩并且真正的牵引过程借助于皮带式起动机12执行，内燃机2可以低振动地并且从而特别舒适地起动。起动过程尤其涉及所谓的冷起动，该冷启动不是自动地由驱动传动系1的电子计算装置执行，而是由于操纵元件的通过机动车驾驶员产生的操纵来执行，所述操纵元件例如设置在机动车的内室中。

附图标记列表

1 驱动传动系

2 内燃机

3 燃烧室

4 从动轴

5 车桥

6 车轮

7 差速器

8 轴

9 离合器

10 起动装置

11 小齿轮式起动机

12 皮带式起动机

13 第一电机

14 小齿轮

15 齿圈

16 第一驱动轮

17 牵引元件

18 第二驱动轮

19 第二电机

20 牵引元件式传动机构

Claims (6)

1.一种用于起动用于机动车的内燃机(2)的方法，该内燃机具有从动轴(4)，在该方法中执行起动过程，借助于该起动过程起动内燃机(2)并且因此将内燃机由未激活的状态转变到燃烧运行中，其特征在于，起动过程借助于小齿轮式起动机(11)并且借助于皮带式起动机(12)执行，借助于该小齿轮起动机和该皮带式起动机，在起动过程期间驱动从动轴(4)，其中，所述起动过程具有：

第一时间段，在该第一时间段期间，借助于小齿轮式起动机(11)驱动从动轴(4)，并且不发生从动轴(4)的通过皮带式起动机(12)产生的驱动；和

跟随第一时间段的第二时间段，在该第二时间段期间，借助于皮带式起动机(12)驱动从动轴(4)，并且不发生从动轴(4)的通过小齿轮式起动机(11)产生的驱动；

其中，在第一时间段与第二时间段之间设置过渡阶段，在过渡阶段期间，从动轴(4)同时借助于小齿轮式起动机(11)和借助于皮带式起动机(12)驱动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，小齿轮式起动机(11)用12伏电压运行。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，皮带式起动机(12)用12伏电压运行。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，皮带式起动机(12)用大于20伏的电压运行。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，皮带式起动机(12)用大于40伏的电压运行。

6.一种用于机动车的驱动传动系(1)，该驱动传动系包括：

内燃机(2)，该内燃机具有从动轴(4)，借助于该内燃机能驱动机动车；和

起动装置(10)，借助于该起动装置能执行起动过程，以便借助于起动过程起动内燃机(2)并且因此将内燃机由未激活的状态转变到燃烧运行中；

其特征在于，所述起动装置(10)具有小齿轮式起动机(11)和皮带式起动机(12)，为了执行起动过程，在起动过程期间，借助于该小齿轮式起动机和该皮带式起动机，从动轴(4)能被驱动，其中，所述起动过程具有：

第一时间段，在该第一时间段期间，借助于小齿轮式起动机(11)驱动从动轴(4)，并且不发生从动轴(4)的通过皮带式起动机(12)产生的驱动；和

跟随第一时间段的第二时间段，在该第二时间段期间，借助于皮带式起动机(12)驱动从动轴(4)，并且不发生从动轴(4)的通过小齿轮式起动机(11)产生的驱动；

其中，在第一时间段与第二时间段之间设置过渡阶段，在过渡阶段期间，从动轴(4)同时借助于小齿轮式起动机(11)和借助于皮带式起动机(12)驱动。

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