DE102010019047A1

DE102010019047A1 - Anlasseranordnung

Info

Publication number: DE102010019047A1
Application number: DE201010019047
Authority: DE
Inventors: Martin Füchtner
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-05-03
Filing date: 2010-05-03
Publication date: 2011-11-03
Anticipated expiration: 2030-05-04
Also published as: DE102010019047B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlasseranordnung für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, umfassend einen Elektrostarter mit einem Rotor, wobei der Elektrostarter über seinen Rotor und über eine erste Kupplungseinrichtung mit der Brennkraftmaschine verbindbar ist. Erfindungswesentlich ist dabei, dass eine zweite Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, über die der Elektrostarter mit seinem Rotor mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine antriebsverbindbar ist. Hierdurch kann insbesondere ein bauraumreduziertes und geräuscharmes Starten der Brennkraftmaschine erreicht werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlasseranordnung für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit einer derartigen Anlasseranordnung ausgestattetes Kraftfahrzeug.
Aus der DE 10 2004 033 720 A1 ist eine gattungsgemäße Anlasseranordnung für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug bekannt, welche einen über eine erste Antriebsverbindung an die Brennkraftmaschine ankoppelbaren Elektrostarter und einen über eine zweite Antriebsverbindung mit der Brennkraftmaschine in Verbindung stehenden Generator aufweist. Die Anlasseranordnung weist zwischen dem Elektrostarter und dem Generator eine dritte Antriebsverbindung auf, die derart ausgestaltet ist, dass der Generator durch den Elektrostarter antreibbar ist.
Aus der DE 10 2006 027 702 B4 ist eine weitere Anlasseranordnung für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug bekannt, wobei an einer Welle der Brennkraftmaschine ein vergleichsweise großes Ringzahnrad angeordnet ist, in welches zwei unterschiedliche Elektromotoren mit ihrem jeweiligen Ritzel einkuppelbar sind. Hierdurch soll die Brennkraftmaschine vergleichsweise schnell und geräuschlos gestartet werden können.
Schließlich ist aus der DE 199 51 597 C1 eine Anlasseranordnung für eine Brennkraftmaschine bekannt, die ebenfalls zwei separate Elektrostarter besitzt, die über ein jeweiliges Ritzel in ein Antriebszahnrad der Brennkraftmaschine eingekuppelt werden können.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Anlasseranordnung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die einerseits konstruktiv einfach aufgebaut ist und andererseits kostengünstig und bauraumoptimierend hergestellt werden kann.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer an sich bekannten Anlasseranordnung für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug einen einzigen Elektrostarter zu verwenden, um diesen über zwei getrennte Kupplungseinrichtungen nach Bedarf mit einer Antriebswelle, insbesondere einer Kurbelwelle, der Brennkraftmaschine zu kuppeln. Der Elektrostarter weist einen Rotor auf, wobei dieser Elektrostarter über seinen Rotor und über eine erste Kupplungseinrichtung mit der Brennkraftmaschine verbindbar ist. Darüber hinaus ist noch eine zweite Kupplungseinrichtung vorgesehen, über die der Elektrostarter mit seinem Rotor mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine antriebsverbindbar ist. Die erste Kupplungseinrichtung kann dabei beispielsweise ein rotorseitiges, ausrückbares Ritzel und einen zugehörigen brennkraftmaschinenseitigen Starterzahnkranz aufweisen, wogegen die zweite Kupplungseinrichtung eine gewöhnliche Kupplung darstellt und der Rotor des Elektrostarters abtriebsseitig der zweiten Kupplungseinrichtung beispielsweise über einen Riemenantrieb mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist. Durch die erfindungsgemäße Anlasseranordnung kann sowohl ein Tieftemperaturstart der Brennkraftmaschine über die erste Kupplungseinrichtung und das darüber ausübbare hohe Drehmoment erreicht werden, als auch ein Warmstart, bei welchem dann die zweite Kupplungseinrichtung geschlossen und die erste Kupplungseinrichtung geöffnet ist, so dass das Starten der Brennkraftmaschine beim Warmstart beispielsweise über einen gewöhnlichen Riementrieb und über die zweite Kupplungseinrichtung erfolgt. Die zweite Kupplungseinrichtung ermöglicht insbesondere ein komfortables Starten bei der Realisierung einer sogenannten Start-Stopp-Funktion, wobei der Elektrostarter generell als herkömmlicher 12 V-Ritzelstarter ausgelegt werden kann, der einen Ends seines Rotor ein ausrückbares Ritzel aufweist. Um die Brennkraftmaschine problemlos auch bei tiefen Temperaturen starten zu können, wird daher die zweite Kupplungseinrichtung geöffnet und die erste Kupplungseinrichtung geschlossen, das heißt das Ritzel in den Starterzahnkranz eingeführt, so dass durch die damit erzeugte Übersetzung ein hohes Drehmoment von dem Elektrostarter auf die Brennkraftmaschine ausgeübt werden kann. Ist die Brennkraftmaschine angesprungen, wird das Ritzel wieder ausgerückt und dadurch die erste Kupplungseinrichtung geöffnet. Zur Realisierung einer Start-Stopp-Funktion, beispielsweise auch bei Hybridfahrzeugen, wird nun bei einem Warmstart lediglich die zweite Kupplungseinrichtung geschlossen, während die erste Kupplungseinrichtung geöffnet bleibt, so dass der Elektrostarter über die zweite Kupplungseinrichtung die Brennkraftmaschine starten kann. Zur Antriebskopplung zwischen dem Elektrostarter und der Brennkraftmaschine kann beispielsweise ein Riemen- oder ein Kettentrieb eingesetzt werden, wobei selbstverständlich auch ein Direktantrieb über geeignete Zahnradpaare denkbar ist. Da bei einem Warmstart deutlich kleinere Drehmomente von dem Elektrostarter auf die Brennkraftmaschine zum Starten derselben übertragen werden müssen, kann hier die Drehmomentübertragung ausschließlich über die zweite Kupplungseinrichtung erfolgen, welche im Vergleich zur ersten Kupplungseinrichtung, die üblicherweise als Ritzel ausgebildet ist, vergleichsweise geräuscharm ein- und auskuppelbar ist. Im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Anlasseranordnungen kommt die erfindungsgemäße Anlasseranordnung mit lediglich einem einzigen Elektrostarter aus, der über zwei separate Kupplungseinrichtungen, nämlich der ersten Kupplungseinrichtung für den Kaltstart und der zweiten Kupplungseinrichtung für den Warmstart, mit der Brennkraftmaschine antriebsverbindbar ist. Hierdurch kann nicht nur eine konstruktiv einfache, sondern zugleich auch kostengünstige und bauraumoptimierte Bauweise erreicht werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, treibt der Elektrostarter zusätzlich einen Verbraucher, insbesondere einen Klimakompressor, mechanisch an. Der Elektrostarter kann somit nicht nur zum Kalt- oder Warmstarten der Brennkraftmaschine, sondern zugleich auch zum mechanischen Antrieb von weiteren Verbrauchern, wie beispielsweise oben erwähntem Klimakompressor, genutzt werden. Dieser Verbraucher kann zusätzlich beispielsweise koaxial zum Rotor des Elektrostarters und damit bauraumoptimierend angeordnet werden, wodurch ein weiterer beachtenswerter Vorteil erzielt werden kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, ist der wenigstens eine Verbraucher zwischen dem Elektrostarter und der ersten Kupplungseinrichtung angeordnet. Dies bedeutet, dass der zumindest eine Verbraucher direkt mit dem Rotor des Elektrostarters verbunden ist und beispielsweise beim Kalt- und Warmstart der Brennkraftmaschine durch den Elektrostarter angetrieben wird. Denkbar ist aber alternativ auch, dass beim Betrieb der Brennkraftmaschine die zweite Kupplungseinrichtung geschlossen wird und dadurch der zumindest eine Verbraucher von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. In diesem Fall kann der Elektrostarter zusätzlich als Generator, beispielsweise zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie, verwendet werden. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine ist die erste Kupplungseinrichtung üblicherweise geöffnet, da hier durch übertragene Zahlen zu hoch für den Elektrostarter sein können.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anlasseranordnung.
Entsprechend der 1, weist eine erfindungsgemäße Anlasseranordnung 1 für eine Brennkraftmaschine 2 einen Elektrostarter 3 mit einem Rotor 4 auf. Die Anlasseranordnung 1 kann beispielsweise in einem nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeug angeordnet sein, so dass an die Brennkraftmaschine 2 beispielsweise ein Getriebe 5 im Sinne eines Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges angeflanscht ist. Der Elektrostarter 3 ist über seinen Rotor 4 und über eine erste Kupplungseinrichtung 6 mit der Brennkraftmaschine 2, das heißt insbesondere mit einer Kurbelwelle 7 derselben, antriebsverbindbar. Die erste Kupplungseinrichtung 6 umfasst dabei beispielsweise ein rotorseitig angeordnetes und ausrückbares Ritzel 8, sowie einen zugehörigen und brennkraftmaschinenseitig angeordneten Starterzahnkranz 9. Die erste Kupplungseinrichtung 6 ist dabei an einem ersten Längsende des Rotors 4 angeordnet. Erfindungsgemäß ist nun eine zweite Kupplungseinrichtung 10 vorgesehen, über die der Elektrostarter 3 mit seinem Rotor 4 mit der Kurbelwelle 7 der Brennkraftmaschine 2 antriebsverbindbar ist.
Bei einem Kalt- bzw. Tieftemperaturstart wird erfindungsgemäß die erste Kupplungseinrichtung 6 geschlossen, wogegen die zweite Kupplungseinrichtung 10 geöffnet ist, so dass der Elektrostarter 3 über das Ritzel 6 und den zugehörigen Starterzahnkranz 9 ein vergleichsweise großes Drehmoment aber auch eine vergleichsweise geringe Drehzahl auf die Kurbelwelle 7 der Brennkraftmaschine 2 übertragen kann. Wird die Brennkraftmaschine 2, beispielsweise durch den Einsatz einer sogenannten Start-Stopp-Strategie abgeschaltet, so erfolgt ein Warmstart derselben ebenfalls über den Elektrostarter 3, wobei beim Warmstart die erste Kupplungseinrichtung 6 geöffnet und die zweite Kupplungseinrichtung 10 geschlossen sind, so dass der Warmstart ausschließlich über die zweite Kupplungseinrichtung 10 erfolgt. Über die zweite Kupplungseinrichtung 10 kann zwar eine größere Drehzahl, jedoch aber auch nur ein geringeres Drehmoment auf die Brennkraftmaschine 2 übertragen werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung kann der Elektrostarter 3 zusätzlich einen Verbraucher 11, beispielsweise einen Klimakompressor, mechanisch antreiben. Der Verbraucher 11 ist dabei gemäß der 1 koaxial zum Elektrostarter 3 und zusätzlich zwischen diesem und der ersten Kupplungseinrichtung 6 angeordnet, wobei generell auch eine parallele Anordnung des Verbrauchers 11 zum Elektrostarter 3 möglich ist.
Die zweite Kupplungseinrichtung 10 ist über einen Riemen, eine Kette oder Zahnräder mit der Kurbelwelle 7 der Brennkraftmaschine 2 gekoppelt, wobei der Elektrostarter 3 generell als sogenannter Riemenstartergenerator ausgebildet sein kann.
Mit der erfindungsgemäßen Anlasseranordnung 1 kann insbesondere auch ein vergleichsweise geräuscharmes Warmstarten der Brennkraftmaschine 2 erreicht werden, da das Schließen der zweiten Kupplungseinrichtung 10 deutlich geräuschärmer erfolgen kann, als das Schließen der ersten Kupplungseinrichtung 6, das heißt das Einspuren des Ritzels 8 in den Starterzahnkranz 9.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004033720 A1 [0002]
DE 102006027702 B4 [0003]
DE 19951597 C1 [0004]

Claims

Anlasseranordnung (1) für eine Brennkraftmaschine (2) in einem Kraftfahrzeug, umfassend einen Elektrostarter (3) mit einem Rotor (4), wobei der Elektrostarter (3) über seinen Rotor (4) und über eine erste Kupplungseinrichtung (6) mit der Brennkraftmaschine (4) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Kupplungseinrichtung (10) vorgesehen ist, über die der Elektrostarter (3) mit seinem Rotor (4) mit einer Kurbelwelle (7) der Brennkraftmaschine (2) antriebsverbindbar ist.
Anlasseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplungseinrichtung (6) ein rotorseitiges, ausrückbares Ritzel (8) und einen zugehörigen brennkraftmaschinenseitigen Starterzahnkranz (9) aufweist.
Anlasseranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplungseinrichtung (6) an einem ersten Ende des Rotors (4) und die zweite Kupplungseinrichtung (10) an einem gegenüberliegenden zweiten Ende des Rotors (4) angeordnet ist.
Anlasseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrostarter (3) zusätzlich zumindest einen Verbraucher (11), insbesondere einen Klimakompressor, mechanisch antreibt.
Anlasseranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher (11) parallel oder koaxial zum Rotor (4) des Elektrostarters (3) angeordnet ist.
Anlasseranordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher (11) zwischen dem Elektrostarter (3) und der ersten Kupplungseinrichtung (6) angeordnet ist.
Anlasseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrostarter (3) über einen Riemen, einen Kette oder Zahnräder mit der Kurbelwelle (7) der Brennkraftmaschine (2) koppelbar ist.
Anlasseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrostarter (3) als Riemenstartergenerator ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug mit einer Anlasseranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.