DE102005019695A1

DE102005019695A1 - Drive motor for motor vehicle, has starting device with electric starter connected with traction unit drive by wheel, which stands in toothing intervention with traction unit and is connected with rotor of starter during motor start

Info

Publication number: DE102005019695A1
Application number: DE200510019695
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Bogner (FH)
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2006-11-02

Abstract

The motor has a starting device (7) integrated in a control drive, and including an electric starter (8) arranged in a control side of the motor. The starter is connected with a traction unit drive by a starter driving wheel (10). The wheel durably stands in toothing intervention with a traction unit of the drive and is connected with a rotor of the starter during a motor start. A free wheel clutch is arranged between the wheel and rotor.

Description

Gebiet der ErfindungTerritory of invention

Die Erfindung betrifft einen Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges, der als ein 4-Takt-Verbrennungskolbenmotor ausgebildet ist, einen formschlüssigen Zugmitteltrieb als Steuertrieb aufweist, und mit einer Start-Stopp-fähigen Startvorrichtung versehen ist, die einen Elektrostarter aufweist, der zumindest während eines Motorstarts über einen Zugmitteltrieb mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors in Verbindung steht.The The invention relates to a drive motor of a motor vehicle, the as a 4-stroke internal combustion engine is formed, a form-fitting Traction drive as Steueschieb has, and with a start-stop-capable starting device is provided, which has an electric starter, at least during a Engine starts over a traction drive with the crankshaft of the drive motor in conjunction stands.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Bei einem mit einem Verbrennungskolbenmotor als Antriebsmotor ausgerüsteten Kraftfahrzeug besteht neben der Optimierung des Verbrennungsvorgangs und des Gaswechsels in dem Antriebsmotor eine weitere Möglichkeit zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs in einem Start-Stopp-Betrieb des Antriebsmotors. Dabei wird in einem weitgehend automatisierten Vorgang der Antriebsmotor bei niedriger Geschwindigkeit im Schubbetrieb sowie bei Fahrzeugstillstand abgestellt und gleichzeitig die Anfahrkupplung geöffnet, anschließend das zugeordnete Fahrgetriebe beispielsweise in eine Anfahrübersetzung gebracht, und mit einer Betätigung des Fahrpedals durch den Fahrer der Antriebsmotor wieder gestartet sowie die Anfahrkupplung geschlossen.at a motor vehicle equipped with a combustion piston engine as a drive motor in addition to the optimization of the combustion process and the gas exchange in the drive motor another way to reduce fuel consumption in a start-stop operation of the drive motor. It is in a largely automated operation of the drive motor at low speed parked in overrun mode and vehicle standstill and simultaneously the starting clutch opened, subsequently the assigned driving gear, for example, in a starting ratio brought, and with an operation the accelerator pedal by the driver of the drive motor started again and the starting clutch closed.

Damit sind insbesondere im innerörtlichen Kurzstreckenverkehr mit häufigen Ampelstopps und Ampelstarts sowie mit staubedingten Stopp-and-Go-Phasen deutliche Kraftstoffeinsparungen von mehr als 15% erzielbar. Für einen solchen Start-Stopp-Betrieb des Antriebsmotors ist aber eine entsprechend leistungsfähige und robuste Startvorrichtung erforderlich, die ein schnelles Ansprechverhalten, eine geringe Lärmentwicklung und eine hinreichende Standzeit aufweisen sollte.In order to are especially in the inner-city short-distance traffic with frequent Traffic light stops and traffic light starts as well as with dust-related stop-and-go phases Significant fuel savings of more than 15% can be achieved. For one such start-stop operation of the drive motor but is a corresponding powerful and robust starting device required, which has a fast response, a low level of noise and should have a sufficient service life.

Bei einer konventionellen Startvorrichtung ist ein zumeist als Schubschraubtrieb-Anlasser ausgebildeter Elektrostarter getriebeseitig an dem Antriebsmotor angeordnet und mittels einer Einspurvorrichtung durch die Herstellung eines Verzahnungseingriffs zwischen einem Anlasserritzel und einem auf der Schwungscheibe des Antriebsmotors befestigten Anlasserzahnkranz mit dem Antriebsmotor verbindbar. Diese Bauart einer Startvorrichtung ist zwar millionenfach bewährt, aber aus mehreren Gründen nur für relativ wenige Motorstarts pro Fahrt geeignet.at A conventional starting device is usually a push-screw starter trained electric starter on the transmission side of the drive motor arranged and by means of a Einspurvorrichtung by the production a meshing engagement between a starter pinion and a on the flywheel of the drive motor mounted starter ring gear connectable to the drive motor. This type of starting device is proven millions of times, but for several reasons only for relative few engine starts per trip suitable.

So weist ein derartiger Elektrostarter trotz hoher spezifischer Leistung keine Kühlvorrichtung auf. Des weiteren tritt durch das Einspuren des Anlasserritzels in den Anlasserzahnkranz eine Startverzögerung von etwa 0,15 Sekunden auf, die für einen Erststart des Antriebsmotors und für wenige Motorstarts pro Fahrt zwar akzeptabel ist, für einen häufigen Motorstart in einem Start-Stopp-Betrieb aber nicht toleriert wird.So has such an electric starter despite high specific power no cooling device on. Furthermore occurs by the meshing of the starter pinion in the Starter sprocket a start delay 0.15 seconds, which is for a first start of the drive motor and for few engine starts per drive is acceptable, for one frequent Engine start in a start-stop operation but not tolerated.

Ebenfalls treten beim Einspuren und aufgrund der ungeschmierten Geradverzahnung auch während des Andrehvorgangs starke Verzahnungsgeräusche auf, die bei einem Start-Stopp-Betrieb von den Fahrzeuginsassen und von Passanten als unangenehm und störend empfunden werden. Schließlich ist der konventionelle Elektrostarter und die zugeordnete Anlasserverzahnung auf eine Lebensdauer von maximal 50000 Starts ausgelegt, wogegen für einen Start-Stopp-Betrieb eine Lebensdauer von etwa 500000 Starts erforderlich ist. Würde eine konventionelle Startvorrichtung mit einem Schubschraubtrieb-Anlasser auf Start-Stopp-Betrieb hin ausgelegt werden, so müsste der Elektrostarter deutlich leistungsstärker und damit größer und schwerer ausgebildet, gegebenenfalls mit einer Kühlvorrichtung versehen, und die Anlasserverzahnung auf eine geschmierte und gekapselte Schrägverzahnung umgestellt werden, welches aber in Fachkreisen im Hinblick auf den größeren Bauraumbedarf, das erhöhte Gewicht und die höheren Herstellungskosten als ungeeignet beurteilt wird.Also occur when meshing and due to the unlubricated gearing even while of Andrehvorgangs strong Verzahnungsgeräusche that in a start-stop operation felt by the passengers and by passers as unpleasant and disturbing become. Finally is the conventional electric starter and the associated starter toothing designed for a maximum life of 50000 starts, whereas for a start-stop operation a life of about 500,000 starts is required. Would one Conventional starting device with a push-screw starter to start-stop operation should be interpreted the electric starter significantly more powerful and thus bigger and heavier, optionally provided with a cooling device, and the starter teeth on a lubricated and encapsulated helical gearing be converted, which, however, in professional circles in terms of larger space requirements, the increased weight and the higher ones Cost of production is judged to be inappropriate.

Es sind daher verschiedene Vorschläge für eine alternative Ausbildung einer Start-Stopp-fähigen Startvorrichtung gemacht worden.It are therefore different proposals for one made alternative training a start-stop-capable starting device Service.

So ist in der DE 197 05 610 A1 und der DE 100 60 835 A1 jeweils eine Startvorrichtung eines Verbrennungskolbenmotors beschrieben, die zusätzlich zu einem konventionellen Elektrostarter eine Elektromaschine aufweist, die über einen Zugmitteltrieb mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors in Verbindung steht und wechselweise als Generator und als Startermotor betreibbar ist. In beiden Fällen ist jeweils vorgesehen, dass der Antriebsmotor bei Kaltstarts, die bei einem Start-Stopp-Betrieb den ersten Motorstarts entsprechen, gemeinsam von dem Elektrostarter und der Elektromaschine sowie bei Warmstarts, die bei einem Start-Stopp-Betrieb den späteren Motorstarts entsprechen, alleine von der Elektromaschine angedreht wird. Der Aufwand für die temperaturabhängige Steuerung der Startvorrichtung ist aber nachteilig hoch. Ebenfalls ist das von der Elektromaschine auf die Kurbelwelle des Antriebsmotors übertragbare Drehmoment aufgrund der reibschlüssigen Ausbildung des Zugmitteltriebs relativ niedrig, so dass diese Startvorrichtung nur für kleinere Verbrennungskolbenmotoren geeignet ist.So is in the DE 197 05 610 A1 and the DE 100 60 835 A1 in each case a starting device of a combustion piston engine is described, which in addition to a conventional electric starter has an electric machine which is connected via a traction drive with the crankshaft of the drive motor in combination and alternately as a generator and as a starter motor is operable. In both cases, it is provided in each case that the drive motor in cold starts, which correspond to the first engine starts in a start-stop operation, jointly by the electric starter and the electric motor and at warm starts, which correspond to the later engine start in a start-stop operation, is turned on by the electric machine alone. The cost of the temperature-dependent control of the starting device is disadvantageously high. Also, the transferable from the electric machine to the crankshaft of the drive motor torque due to the frictional design of the traction mechanism is relatively low, so that this starting device is only suitable for smaller internal combustion piston engines.

In der DE 198 54 948 A1 wird dagegen eine wechselweise als Starter und Generator betreibbare Elektromaschine vorgeschlagen, die im Generatorbetrieb über einen Riementrieb und im Starterbetrieb über eine Fernwelle und ein Anlassergetriebe mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors verbunden ist. Durch das Anlassergetriebe ist zwar im Starterbetrieb ein günstig hohes Übersetzungsverhältnis zwischen der Elektromaschine und der Kurbelwelle des Antriebsmotors gegeben. Nachteilig sind jedoch die durch das Einspuren des Anlassergetriebes auftretende Startverzögerung die beim Einspuren und während des Andrehens des Antriebsmotors auftretenden Verzahnungsgeräusche. Ebenfalls ist der Aufwand für die Lagerung der Fernwelle relativ hoch.In the DE 198 54 948 A1 In contrast, an alternately operable as a starter and generator electric machine is proposed in the generator Operation is connected via a belt drive and in starter mode via a remote shaft and a starter gear to the crankshaft of the drive motor. By starter gear while a low transmission ratio between the electric motor and the crankshaft of the drive motor is given in starter mode. However, a disadvantage is the starting delay occurring as a result of the meshing in of the starter gear that occurs during meshing and during the turning of the drive motor gear noise. Also, the cost of storage of the remote shaft is relatively high.

In einer prinzipiell ähnlichen Anordnung nach der DE 100 03 741 A1 ist eine wechselweise als Starter und Generator betreibbare Elektromaschine vorgesehen, die über ein Vorschaltgetriebe und einen Riementrieb mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors in Verbindung steht. Dabei wird durch zwei Freilaufkupplungen erreicht, dass im Generatorbetrieb und im Starterbetrieb jeweils ein anderes Übersetzungsverhältnis des Vorschaltgetriebes wirksam ist. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist jedoch das durch den reibschlüssigen Riementrieb beschränkt übertragbare Drehmoment zum Starten des Antriebsmotors und die Notwendigkeit einer aufwendigen Spannvorrichtung zur Erhöhung der Riemenspannung im Starterbetrieb.In a basically similar arrangement according to the DE 100 03 741 A1 is an alternately operable as a starter and generator electric machine provided which is connected via a front-mounted transmission and a belt drive with the crankshaft of the drive motor in combination. It is achieved by two one-way clutches that in the generator mode and in starter mode each have a different ratio of the primary gear is effective. A disadvantage of this device, however, limited by the frictional belt drive transmissible torque for starting the drive motor and the need for a complex clamping device to increase the belt tension in starter mode.

Schließlich ist aus der DE 199 26 612 A1 eine Startvorrichtung mit einem Starter-Generator bekannt, der über einen Riementrieb mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors in Verbindung steht. Es ist eine relativ komplizierte Spannvorrichtung mit zwei Spannrollen vorgesehen, die jeweils an einem der Abschnitte des Riemens anliegen und abhängig von der Betriebsart, Starterbetrieb oder Generatorbetrieb, wechselweise als Umlenkrolle und als Spannrolle wirksam sind. Der Riementrieb stellt nachteilig eine zusätzliche Einrichtung mit entsprechendem Bauraumbedarf dar. Im übrigen ist das feste Übersetzungsverhältnis des Riementriebs entweder für eine der Betriebsarten ungünstig oder als mittlere Kompromisslösung für beide Betriebsarten nicht optimal.Finally, out of the DE 199 26 612 A1 a starting device with a starter-generator known, which is connected via a belt drive with the crankshaft of the drive motor in connection. It is a relatively complicated clamping device provided with two tension rollers, which rest in each case on one of the portions of the belt and, depending on the operating mode, starter operation or generator operation, alternately effective as a deflection roller and as a tensioning roller. The belt drive is disadvantageous an additional device with a corresponding space requirement. Incidentally, the fixed gear ratio of the belt drive either for one of the modes unfavorable or as an average compromise solution for both modes is not optimal.

Aufgabe der ErfindungTask of invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Startvorrichtung für einen Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs der eingangs genannten Art anzugeben, welche die Nachteile der vorgenannten Ausführungen vermeidet und besonders für einen Start-Stopp-Betrieb des Antriebsmotors geeignet ist, also bei kostengünstiger und platzsparender Bauweise ein hohes übertragbares Antriebsmoment, ein schnelles Ansprechverhalten und eine niedrige Lärmentwicklung aufweist.Of the Invention is therefore based on the object, a starting device for one Specify drive motor of a motor vehicle of the type mentioned, which avoids the disadvantages of the aforementioned embodiments and especially for a start-stop operation the drive motor is suitable, so at a lower cost and space-saving design a high transferable drive torque, a fast response and low noise having.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass über einen formschlüssigen Zugmitteltrieb ein größeres Drehmoment zum Starten des Antriebsmotors übertragen werden kann als über einen reibschlüssigen Zugmitteltrieb, und dass bei den meisten Verbrennungskolbenmotoren mit einem als Ketten- oder Zahnriementrieb ausgebildeten Steuertrieb ein geeigneter formschlüssiger Zugmitteltrieb bereits vorhanden ist sowie vorteilhaft zum Starten des Antriebsmotors genutzt werden kann.Of the Invention is based on the finding that via a positive traction drive a bigger torque transferred to start the drive motor can be considered over a frictional Traction drive, and that in most internal combustion piston engines with a trained as a chain or toothed belt drive drive a suitable form-fitting Traction drive already exists and advantageous for starting the drive motor can be used.

Die Aufgabe der Erfindung ist daher erfindungsgemäß in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Startvorrichtung in den Steuertrieb des Antriebsmotors integriert ist, indem der Elektrostarter auf der Steuerseite des Antriebsmotors angeordnet ist und über ein zugeordnetes Starter-Triebrad mit dem Steuertrieb in Verbindung steht, wobei das Starter-Triebrad dauerhaft in Verzahnungseingriff mit dem Zugmittel des Steuertriebs steht und zumindest während des Motorstarts mit dem Rotor des Elektrostarters drehfest verbunden ist.The The object of the invention is therefore according to the invention in conjunction with the features the preamble of claim 1 solved by the starting device is integrated in the control drive of the drive motor by the Electric starter arranged on the control side of the drive motor is and about an associated starter drive wheel with the timing drive in conjunction stands, with the starter drive wheel permanently in meshing engagement is with the traction means of the Steuerviebs and at least during the Engine starts with the rotor of the electric starter rotatably connected is.

Durch die Nutzung des Zugmittels des Steuertriebs zur Übertragung des Antriebsmomentes von dem Elektrostarter zu der Kurbelwelle des Antriebsmotors wird ein sonst erforderlicher separater Startertrieb vermieden und somit vorteilhaft Bauraum und Kosten eingespart. Dabei ist durch die formschlüssige Ausbildung des Steuertriebs in Form eines Ketten- oder Zahnriementriebs ein relativ großes Drehmoment sicher übertragbar, so dass beim Andrehen des Antriebsmotors auch bei einem Kaltstart die Mindestdrehzahl zum Verbrennungsstart des Antriebsmotors relativ schnell erreicht wird. In dieser Hinsicht ist auch der ständige Verzahnungseingriff des Starter-Triebrades in das Zugmittel von Vorteil, da hierdurch eine bei einem Einspurvorgang übliche Startverzögerung vermieden wird.By the use of the traction means of the timing drive for transmitting the drive torque from the electric starter to the crankshaft of the drive motor an otherwise required separate starter drive avoided and thus advantageous space and cost savings. It is due to the positive training the timing drive in the form of a chain or toothed belt drive relatively large Torque safely transferable, so that when starting the drive motor even with a cold start the minimum speed for the combustion start of the drive motor relative is reached quickly. In this regard, the constant gearing is also the starter drive wheel in the traction means of advantage, as a result a usual during a Einspurvorgang Start delay avoided becomes.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Antriebsmotors sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 13.advantageous Embodiments of the drive motor according to the invention are the subject the claims 2 to 13.

Um einerseits ein schnelles Ansprechverhalten der Startvorrichtung und andererseits eine Schädigung des Elektrostarters durch zu hohe Drehzahlen nach einem erfolgten Anspringen des Antriebsmotors zu gewährleisten, ist zweckmäßig eine Freilaufkupplung zwischen dem Starter-Triebrad und dem Rotor des Elektrostarters angeordnet, die während des Motorstarts, also bei einem das Starter-Triebrad treibendem Elektrostarter, geschlossen und bei laufendem Antriebsmotor, d.h. bei einem von dem Starter-Triebrad angetriebenem Elektrostarter, geöffnet ist.Around on the one hand a quick response of the starting device and on the other hand, injury of the electric starter due to high speeds after a successful To ensure the starting of the drive motor is expedient one Overrunning clutch between the starter drive wheel and the rotor of Electric starter arranged during engine startup, so when the starter drive wheel driving electric starter, closed and with the drive motor running, i. at one of the starter drive wheel powered electric starter, opened is.

Um die Belastung des Zugmittels und der Lagerungen der Triebräder des Steuertriebs so gering wie möglich zu halten, erfolgt der Verzahnungseingriff des Starter-Triebrades – bezogen auf den Antrieb des Steuerungsmittels (Nockenwelle) von der Kurbelwelle des Antriebsmotors – an dem Leertrum des Zugmittels. Das Anlassdrehmoment des Elektrostarters wird somit auf dem kürzesten Weg über ein kurzes Stück des Leertrums des Zugmittels von dem Starter-Triebrad auf das Kurbelwellen-Triebrad des Antriebsmotors übertragen.To the load of the traction device and the La The gear meshing of the starter drive wheel - based on the drive of the control means (camshaft) of the crankshaft of the drive motor - takes place on the slack side of the traction mechanism. The starting torque of the electric starter is thus transmitted over the shortest path over a short distance of the slack side of the traction device from the starter drive wheel to the crankshaft drive wheel of the drive motor.

Bei dieser Anordnung kann die Lagerung des Elektrostarters an dem Antriebsmotor auch zweckmäßig mit einer Spannvorrichtung des Zugmittels kombiniert werden, die bei einem Zugmitteltrieb ohnehin erforderlich und üblicherweise an dem Leertrum des Zugmittels angeordnet ist. Die Spannvorrichtung kann beispielsweise durch eine schwenkbewegliche Lagerung des Elektrostarters um eine von der Drehachse des Rotors radial beabstandete achsparallele Schwenkachse sowie durch ein Spannmittel, wie einen durch ein Federelement und/oder ein Druckmittel beaufschlagten Spannkolben, mit einer radial beabstandet und tangential zu der Schwenkachse an dem Startergehäuse des Elektrostarters angreifenden und das Starter-Triebrad an das Zugmittel andrückenden Spannkraft gebildet sein.at This arrangement can be the storage of the electric starter on the drive motor also useful with a tensioning device of the traction means are combined, the a traction mechanism anyway required and usually on the slack side the traction means is arranged. The tensioning device can, for example by a pivotable mounting of the electric starter to a from the axis of rotation of the rotor radially spaced axially parallel pivot axis and by a clamping means, such as a by a spring element and / or a pressure medium acted upon clamping piston, with a radially spaced and tangent to the pivot axis on the starter housing of Electric starter attacking and the starter drive wheel to the traction means andrückenden Be formed clamping force.

Der Elektrostarter kann derart angeordnet sein, dass das Starter-Triebrad, wie alle anderen Triebräder auch, auf der Innenseite mit dem Zugmittel des Steuertriebs in Verzahnungseingriff steht. Dabei kann das Zugmittel durch das Starter-Triebrad soweit nach außen ausgelenkt werden, dass das Startergehäuse der Triebebene des Steuertriebs zum Antriebsmotor hin gerichtet nachgelagert angeordnet und seitlich an dem Antriebsmotor gelagert werden kann.Of the Electric starter may be arranged such that the starter drive wheel, like all other power wheels also, on the inside with the traction means of the timing drive in meshing engagement stands. In this case, the traction means by the starter drive wheel so far outward be deflected that the starter housing the drive plane of the control drive arranged downstream of the drive motor and arranged laterally can be stored on the drive motor.

Hierdurch wird eine Vergrößerung der Baulänge des Antriebsmotors durch den Elektrostarter vermieden, die insbesondere bei einer Queranordnung im Fahrzeug der aus dem Antriebsmotor und dem Fahrgetriebe gebildeten Antriebseinheit ungünstig wäre. Da bei der genannten Anordnung die Auslenkung des Zugmittels nach außen zwangsläufig zu einer Verringerung des Umschlingungswinkels an den benachbarten Triebrädern, dem Kurbelwellen-Triebrad und dem nächstgelegenen Nockenwellen-Triebrad, führt, ist in diesem Fall zur Erhöhung des Umschlingungswinkels des Zugmittels zweckmäßig eine Um lenkrolle zwischen dem Starter-Triebrad und dem nächstgelegenen Nockenwellen-Triebrad angeordnet.hereby will be an enlargement of the overall length of the drive motor avoided by the electric starter, in particular in a transverse arrangement in the vehicle from the drive motor and the Drive gear formed drive unit would be unfavorable. As in the above arrangement the deflection of the traction means to the outside inevitably to a reduction the wrap angle at the adjacent drive wheels, the Crankshaft drive wheel and the nearest Camshaft drive wheel, leads, is in this case to increase the Umschlingungswinkels the traction device expedient to order steering role between the starter drive wheel and the nearest one Camshaft drive wheel arranged.

Der Elektrostarter kann aber auch derart angeordnet sein, dass das Starter-Triebrad auf der Außenseite des Zugmittels des Steuertriebs mit demselben in Verzahnungseingriff steht. Dabei wird das Zugmittel unter vorteilhafter Vergrößerung des Umschlingungswinkels an den benachbarten Triebrädern nach innen ausgelenkt.Of the But electric starter can also be arranged such that the starter drive wheel on the outside the traction means of the timing drive with the same in meshing engagement stands. The traction means under advantageous enlargement of the Wrap angle deflected inwards on the adjacent drive wheels.

Das Startergehäuse kann dann in einer umgekehrten Anordnung der Triebebene des Steuertriebs vom Antriebsmotor weg gerichtet vorgelagert angeordnet und stirnseitig an dem Antriebsmotor gelagert sein. Dies kann zwar nachteilig zu einer Erhöhung der Baulänge des Antriebsmotors führen. Da dem Steuertrieb aber mindestens ein Nebenaggregatezug vorgelagert ist, kann diese Auswirkung durch eine kurze Ausbildung des Elektrostarters und durch eine räumliche Anordnung des Elektrostarters innerhalb des Nebenaggregatezugs vermieden werden. Darüber hinaus sind auch Verbrennungskolbenmotoren bekannt, bei denen zur Erzielung einer kurzen Baulänge der Antriebseinheit der Steuertrieb getriebeseitig angeordnet ist und ein hervorstehender Elektrostarter nicht zu einer größeren Baulänge führt.The starter housing can then in a reverse arrangement of the drive plane of the Steuerviebs directed away from the drive motor arranged upstream and the front side be stored on the drive motor. While this may be detrimental too an increase the length lead the drive motor. However, at least one accessory train precedes the timing drive This effect may be due to a short training of the electric starter and by a spatial Arrangement of the electric starter within the accessory train avoided become. About that In addition, internal combustion piston engines are known in which the Achieving a short overall length the drive unit of the timing gear is arranged on the transmission side and a projecting electric starter does not lead to a larger overall length.

Da Zahnriemen normalerweise nur auf der Innenseite eine Triebverzahnung aufweisen, kann die zuletzt vorgeschlagene Anordnung des Elektrostarters bei einer Ausbildung des Steuertriebs als Zahnriementrieb auch realisiert werden, wenn der Zahnriemen beidseitig mit einer Triebverzahnung versehen ist.There Timing belts usually only on the inside of a drive gearing may have, the last proposed arrangement of the electric starter realized in a design of the timing drive as a toothed belt drive also when the toothed belt is provided with a spline on both sides is.

Der Steuertrieb des Antriebsmotors ist zum Schutz vor Verschmutzung, zur Abschirmung von Laufgeräuschen, und, zumindest bei einer Ausbildung als Kettentrieb, auch zur Schmierung der Triebräder und des Zugmittels in der Regel gekapselt ausgebildet, bei einem Kettentrieb durch ein Steuergehäuse an der Stirnseite des Motorgehäuses und bei einem Zahnriementrieb durch eine an dem Motorgehäuse befestigte Schutzverkleidung aus Kunststoff oder Stahlblech. Daher ist das Starter-Triebrad zweckmäßig innerhalb der Kapselung des Steuertriebs angeordnet, wogegen das Startergehäuse mit dem Stator und dem Rotor zur besseren Kühlung und zur einfacheren Zugänglichkeit für Wartungs- und Reparaturarbeiten außerhalb der Kapselung angeordnet ist.Of the Control drive of the drive motor is to protect against contamination, for shielding running noise, and, at least in training as a chain drive, also for lubrication the driving wheels and the traction device is usually formed encapsulated, at a Chain drive through a control housing at the front of the motor housing and in a toothed belt drive by a fixed to the motor housing Protective cover made of plastic or sheet steel. That's why Starter drive wheel appropriate within arranged the encapsulation of the timing drive, whereas the starter housing with the Stator and rotor for better cooling and easier accessibility for maintenance and repair outside the encapsulation is arranged.

Um die Baugröße und das Gewicht des Elektrostarters möglichst klein zu halten, ist dieser vorteilhaft als Vorgelegestarter mit einem die Ausgangsdrehzahl absenkenden Vorgelegegetriebe ausgebildet. Ein in konventioneller Anordnung bekannter Vorgelegestarter weist als Vorgelegegetriebe ein einfaches Planetengetriebe auf, dessen Sonnenrad mit dem Rotor, dessen Planetenträger mit dem Starter-Triebrad und dessen Hohlrad mit dem Startergehäuse verbunden ist. Hierdurch ist ein Übersetzungsverhältnis von i = 2,5 bis i = 5 zwischen dem Rotor und dem Starter-Triebrad erzielbar, welches bei einem Übersetzungsverhältnis von i = 3 zwischen dem Starter-Triebrad und dem Kurbelwellen-Triebrad ein Gesamt-Übersetzungsverhältnis von i = 7,5 bis i = 15 ergibt.In order to keep the size and weight of the electric starter as small as possible, this is advantageously designed as Vorgelegestarter with a lowering the output speed countershaft transmission. A known in a conventional arrangement Vorgelegestarter has as a countershaft transmission to a simple planetary gear, the sun gear with the rotor whose planet carrier is connected to the starter drive wheel and the ring gear to the starter housing. As a result, a transmission ratio of i = 2.5 to i = 5 can be achieved between the rotor and the starter drive wheel, which at a transmission ratio of i = 3 between the starter drive wheel and the crankshaft drive wheel Total transmission ratio of i = 7.5 to i = 15 results.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigtThe The invention will be described below with reference to the accompanying drawings on some embodiments explained in more detail. In this shows

1 eine erste Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Startvorrichtung in einer schematischen Perspektivansicht, 1 A first embodiment of the starting device according to the invention in a schematic perspective view,

2 eine zweite Variante einer Startvorrichtung gemäß der Erfindung in einer schematischen Perspektivansicht, und 2 a second variant of a starting device according to the invention in a schematic perspective view, and

3 einen Zahnriemen eines Riementriebs zur Verwendung in der Startvorrichtung gemäß 2 in einer Querschnittsansicht. 3 a timing belt of a belt drive for use in the starting device according to 2 in a cross-sectional view.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungendetailed Description of the drawings

Ein als Verbrennungskolbenmotor ausgebildeter Antriebsmotor 1 eines Kraftfahrzeugs gemäß 1 weist einen Steuertrieb 2 auf, der als ein formschlüssig wirksamer Zugmitteltrieb 3 ausgebildet ist, und ein mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors 1 drehfest verbundenes Kurbelwellen-Triebrad 4, ein mit der Nockenwelle des Antriebsmotors 1 drehfest verbundenes Nockenwellen-Triebrad 5 und ein die beiden Triebräder 4, 5 durch Verzahnungseingriff verbindendes endloses Zugmittel 6 umfasst.A drive engine designed as a combustion piston engine 1 of a motor vehicle according to 1 has a tax drive 2 on, as a form-locking effective traction drive 3 is formed, and one with the crankshaft of the drive motor 1 rotatably connected crankshaft drive wheel 4 , one with the camshaft of the drive motor 1 rotatably connected camshaft drive wheel 5 and one of the two power wheels 4 . 5 by interlocking engagement connecting endless traction means 6 includes.

Der Zugmitteltrieb 3 kann beispielsweise ein Kettentrieb sein, bei dem die Triebräder 4, 5 als Kettenräder ausgebildet sind und das Zugmittel 6 durch eine endlose Gliederkette gebildet ist. Der Zugmitteltrieb 3 kann aber auch ein Zahnriementrieb sein, bei dem die Triebräder 4, 5 als Zahnriemenräder ausgebildet und das Zugmittel 6 durch einen endlosen Zahnriemen gebildet wird.The traction drive 3 may be, for example, a chain drive, in which the drive wheels 4 . 5 are designed as sprockets and the traction means 6 is formed by an endless link chain. The traction drive 3 but can also be a toothed belt drive, in which the drive wheels 4 . 5 designed as toothed belt wheels and the traction means 6 is formed by an endless toothed belt.

Erfindungsgemäß ist eine Startvorrichtung 7 des Antriebsmotors 1 in den Steuertrieb 2 integriert, indem ein Elektrostarter 8 derart auf der Steuerseite 9 des Antriebsmotors 1 angeordnet ist, dass ein zugeordnetes Starter-Triebrad 10 des Elektrostarters 8 dauerhaft in Verzahnungseingriff mit dem Zugmittel 6 des Steuertriebs 2 steht.According to the invention is a starting device 7 of the drive motor 1 into the tax drive 2 integrated by an electric starter 8th on the tax side 9 of the drive motor 1 arranged is that an associated starter drive wheel 10 the electric starter 8th permanently in meshing engagement with the traction means 6 of the tax drive 2 stands.

Das Starter-Triebrad 10 steht über eine (in 1 nicht sichtbare) Freilaufkupplung 11 mit dem innerhalb des Startergehäuses 12 drehbar gelagerten Rotor des Elektrostarters 8 in Verbindung, welche während des Motorstarts geschlossen und bei laufendem Antriebsmotor 1 geöffnet ist. Der Verzahnungseingriff des Starter-Triebrades 10 erfolgt auf der Innenseite 13 und an dem Leertrum 14 des Zugmittels 6, wodurch dieses radial nach außen ausgelenkt wird.The starter drive wheel 10 is about a (in 1 not visible) overrunning clutch 11 with the inside of the starter housing 12 rotatably mounted rotor of the electric starter 8th in communication, which closed during engine start and while the drive motor is running 1 is open. The meshing engagement of the starter drive wheel 10 takes place on the inside 13 and on the leertrum 14 of the traction device 6 , whereby this is deflected radially outwards.

Das Startergehäuse 12 des Elektrostarters 8 ist der Triebebene des Steuertriebs 2 zum Antriebsmotor 1 hin gerichtet nachgelagert angeordnet und seitlich an dem Antriebsmotor 1 gelagert, wobei diese Lagerung des Elektrostarters 8 mit einer Spannvorrichtung 15 des Zugmittels 6 kombiniert ist. Die Lagerung ist vorliegend demnach durch eine schwenkbewegliche Halterung des Elektrostarters 8 um eine oberhalb des Startergehäuses 12 angeordnete und zu der Drehachse 16 des Rotors achsparallele Schwenkachse 17, sowie durch einen unterhalb des Startergehäuses 12 horizontal und normal zu der benachbarten Seitenwand 18 in dem Antriebsmotor 1 axialbeweglich gelagerten und das Startergehäuse 12 über eine Drucklasche 19 nach außen mit einer Spannkraft 20 belastenden Spannkolben 21 gebildet, wodurch das Starter-Triebrad 10 an das Zugmittel 6 angedrückt und damit das Zugmittel 6 gespannt wird. Zur Erhöhung des Umschlingungswinkels des Zugmittels 6 ist eine Umlenkrolle 22 zwischen dem Starter-Triebrad 10 und dem Nockenwellen-Triebrad 5 angeordnet.The starter housing 12 the electric starter 8th is the drive level of the control drive 2 to the drive motor 1 arranged directed downstream and laterally on the drive motor 1 stored, this storage of the electric starter 8th with a tensioning device 15 of the traction device 6 combined. The storage is present in this case by a pivotally mounting the electric starter 8th one above the starter housing 12 arranged and to the axis of rotation 16 of the rotor axis-parallel pivot axis 17 , as well as one below the starter housing 12 horizontal and normal to the adjacent side wall 18 in the drive motor 1 mounted axially movable and the starter housing 12 over a pressure flap 19 outward with a clamping force 20 stressing tensioning piston 21 formed, causing the starter drive wheel 10 to the traction means 6 pressed and thus the traction means 6 is tense. To increase the wrap angle of the traction device 6 is a pulley 22 between the starter drive wheel 10 and the camshaft drive wheel 5 arranged.

Die erfindungsgemäße Startvorrichtung 7 ist durch die Einsparung eines separaten Startertriebs sehr kostengünstig und platzsparend. Aufgrund des ständigen Verzahnungseingriffes des Starter-Triebrades 10 mit dem Zugmittel 6 ist ein hohes Drehmoment zum Andrehen des Antriebsmotors 1 übertragbar. Ebenfalls wird dadurch in Verbindung mit der Freilaufkupplung 11 ein günstiges Ansprechverhalten der Starvorrichtung 7 erreicht. Im Zusammenwirken mit einer (in 1 nicht abgebildeten) Kapselung des Zugmitteltriebs 3 ist zudem eine geringe Lärmentwicklung der Startvorrichtung 7 gegeben. Die Startvorrichtung 7 ist somit besonders für einen Start-Stopp-Betrieb des Antriebsmotors 1 geeignet, wodurch insbesondere im innerörtlichen Fahrbetrieb vergleichsweise hohe Kraftstoffeinsparungen erzielbar sind.The starting device according to the invention 7 is by saving a separate starter drive very inexpensive and space-saving. Due to the constant meshing intervention of the starter drive wheel 10 with the traction means 6 is a high torque to crank the drive motor 1 transferable. Also, this is in conjunction with the one-way clutch 11 a favorable response of the star device 7 reached. In cooperation with a (in 1 not shown) encapsulation of the traction drive 3 is also a low noise of the starting device 7 given. The starting device 7 is thus particularly for a start-stop operation of the drive motor 1 suitable, which in particular in the inner-city driving comparatively high fuel savings can be achieved.

In einer prinzipiell ähnlichen, aber in einigen Details abweichenden Ausführung der Startvorrichtung 7 des Antriebsmotors 1 gemäß 2 ist der Elektrostarter 8 ebenfalls auf der Steuerseite 9 des Antriebsmotors 1 angeordnet, und es steht das zugeordnete Starter-Triebrad 10 des Elektrostarters 8 auch dauerhaft in Verzahnungseingriff mit dem Zugmittel 6 des Steuertriebs 2.In a basically similar, but in some details different execution of the starting device 7 of the drive motor 1 according to 2 is the electric starter 8th also on the tax side 9 of the drive motor 1 arranged, and it is the assigned starter drive wheel 10 the electric starter 8th also permanently in meshing engagement with the traction means 6 of the tax drive 2 ,

Der Verzahnungseingriff des Starter-Triebrades 10 erfolgt aber nunmehr auf der Außenseite 23 an dem Leertrum 14 des Zugmittels 6, wodurch dieses radial nach innen ausgelenkt wird. Das Startergehäuse 12 ist daher der Triebebene des Steuertriebs 2 von dem Antriebsmotor 1 weg gerichtet vorgelagert angeordnet und an der steuerseitigen Stirnwand 24 des Antriebsmotors 1 gelagert.The meshing engagement of the starter drive wheel 10 but now takes place on the outside 23 at the leertrum 14 of the traction device 6 , whereby this is deflected radially inwards. The starter housing 12 is therefore the drive level of the control drive 2 from the drive motor 1 directed away arranged and at the control end wall 24 of the drive motor 1 stored.

Die Lagerung des Elektrostarters 8 ist auch hier mit einer Spannvorrichtung 15 für das Zugmittel 6 kombiniert, die ebenfalls durch eine schwenkbewegliche Lagerung des Elektrostarters 8 um eine oberhalb des Startergehäuses 12 angeordnete und zu der Drehachse 16 des Rotors achsparallele Schwenkachse 17, sowie durch einen unterhalb des Startergehäuses 12 horizontal und parallel zu der Stirnwand 24 in einem Spannergehäuse 25 an dem Antriebsmotor 1 axialbeweglich gelagerten und das Startergehäuse 12 über eine Drucklasche 19 nach innen mit einer Spannkraft 20 belastenden Spannkolben 21 gebildet ist. Dadurch wird das Starter-Triebrad 10 an das Zugmittel 6 angedrückt und damit das Zugmittel 6 gespannt.The storage of the electric starter 8th is also here with a tensioning device 15 for the traction means 6 combined, also by a pivotable mounting of the electric starter 8th one above the starter housing 12 arranged and to the axis of rotation 16 of the rotor axis-parallel pivot axis 17 , as well as one below the starter housing 12 horizontally and parallel to the front wall 24 in a tensioner housing 25 on the drive motor 1 mounted axially movable and the starter housing 12 over a pressure flap 19 inside with a tension 20 stressing tensioning piston 21 is formed. This will be the starter drive wheel 10 to the traction means 6 pressed and thus the traction means 6 curious; excited.

Zur besseren Erkennbarkeit des Zugmitteltriebs 3 ist der Elektrostarter 8 mit dem Startergehäuse 12, der Drehachse 16 des Rotors, der Schwenkachse 17 und das Spannergehäuse 25 mit dem Spannkolben 21 mit gestrichelten Kantenlinien transparent dargestellt.For better recognition of the traction mechanism drive 3 is the electric starter 8th with the starter housing 12 , the rotation axis 16 of the rotor, the pivot axis 17 and the tensioner housing 25 with the tensioning piston 21 shown with dashed edge lines transparent.

Um die Anordnung gemäß 2 auch mit einem als Zahnriementrieb ausgebildeten Steuertrieb 2 anwenden zu können, ist ein spezieller Zahnriemen 26 erforderlich, der wie beispielhaft in 3 abgebildet ist, beidseitig, also neben der Innenseite 13 auch auf der Außenseite 23 mit einer Triebverzahnung 27 versehen ist.To the arrangement according to 2 also with a timing belt designed as a toothed belt drive 2 to be able to use is a special timing belt 26 required, as exemplified in 3 is shown, on both sides, ie next to the inside 13 also on the outside 23 with a drive gearing 27 is provided.

11: Antriebsmotordrive motor
22: SteuertriebTiming
33: Zugmitteltriebtraction drive
44: Kurbelwellen-TriebradCrankshaft drive wheel
55: Nockenwellen-TriebradCamshaft drive wheel
66: Zugmitteltraction means
77: Startvorrichtungstarter
88th: Elektrostarterelectric starter
99: Steuerseitecontrol side
1010: Starter-TriebradStarter drive wheel
1111: FreilaufkupplungOverrunning clutch
1212: Startergehäusestarter housing
1313: Innenseiteinside
1414: Leertrumloose side
1515: Spannvorrichtungjig
1616: Drehachseaxis of rotation
1717: Schwenkachseswivel axis
1818: SeitenwandSide wall
1919: Drucklaschepressure lug
2020: Spannkrafttension
2121: Spannkolben, SpannmittelClamping piston, clamping means
2222: Umlenkrolleidler pulley
2323: Außenseiteoutside
2424: Stirnwandbulkhead
2525: Spannergehäusetensioner housing
2626: Zahnriementoothed belt
2727: TriebverzahnungCone tooth system

Claims

Drive motor of a motor vehicle, which is designed as a 4-stroke internal combustion piston engine having a positive traction drive as a control drive, and is provided with a start-stop capable starting device having an electric starter, at least during an engine start via a traction drive with the crankshaft the drive motor is connected, characterized in that the starting device ( 7 ) in the tax drive ( 2 ) of the drive motor ( 1 ) is integrated by the electric starter ( 8th ) on the tax side ( 9 ) of the drive motor ( 1 ) is arranged and via an associated starter drive wheel ( 10 ) with the control drive ( 2 ), wherein the starter drive wheel ( 10 ) permanently in meshing engagement with the traction means ( 6 ) of the tax drive ( 2 ) and at least during the engine start with the rotor of the electric starter ( 8th ) is rotatably connected.

Drive motor according to claim 1, characterized in that an overrunning clutch ( 11 ) between the starter drive wheel ( 10 ) and the rotor of the electric starter ( 8th ), which is closed during engine start and while the drive engine is running ( 1 ) is open.

Drive motor according to claim 1 or 2, characterized in that the toothing engagement of the starter drive wheel ( 10 ) - based on the drive of the control means of the drive motor ( 1 ) - on the leertrum ( 14 ) of the traction means ( 6 ) he follows.

Drive motor according to claim 3, characterized in that the mounting of the electric starter ( 8th ) on the drive motor ( 15 ) with a tensioning device ( 15 ) of the traction means ( 6 ) is combined.

Drive motor according to claim 4, characterized in that the tensioning device ( 15 ) by a pivotable mounting of the electric starter ( 8th ) about one of the axis of rotation ( 16 ) of the rotor radially spaced axially parallel pivot axis ( 17 ) and by a tensioning means ( 21 ) with a radially spaced as well as tangential to the pivot axis ( 17 ) on the starter housing ( 12 ) of the electric starter ( 8th ) and the starter drive wheel ( 10 ) to the traction means ( 6 ) pressing force ( 20 ) is formed.

Drive motor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the starter drive wheel ( 10 ) on the inside ( 13 ) with the traction means ( 6 ) of the tax drive ( 2 ) is in meshing engagement.

Drive motor according to claim 6, characterized in that the starter housing ( 12 ) of the drive level of the control drive ( 2 ) to the drive motor ( 1 ) directed towards downstream and laterally on the drive motor ( 1 ) is stored.

Drive motor according to claim 6 or 7, characterized in that to increase the wrap angle of the traction means ( 6 ) a pulley ( 22 ) between the starter drive wheel ( 10 ) and a nearest control means drive wheel (camshaft drive wheel 5 ) is arranged.

Drive motor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the starter drive wheel ( 10 ) on the outside ( 23 ) of the traction means ( 6 ) of the tax drive ( 2 ) is in mesh with the same.

Drive motor according to claim 9, characterized in that the starter housing ( 12 ) of the drive level of the control drive ( 2 ) from the drive motor ( 1 ) directed away upstream and arranged frontally on the drive motor ( 1 ) is stored.

Drive motor according to claim 9 or 10, characterized in that in an embodiment of the control drive ( 2 ) as a toothed belt drive with a toothed belt ( 26 ) as traction means ( 6 ) the timing belt ( 26 ) on both sides with a drive toothing ( 27 ) is provided.

Drive motor according to one of claims 1 to 11, characterized in that the starter drive wheel ( 10 ) within an enclosure of the control drive ( 2 ) is arranged.

Drive motor according to one of claims 1 to 12, characterized in that the electric starter ( 8th ) is formed as Vorgelegestarter with a output speed lowering countershaft transmission.