DE102012102718A1

DE102012102718A1 - Antriebsmaschinenstartsystem

Info

Publication number: DE102012102718A1
Application number: DE102012102718A
Authority: DE
Inventors: Antonio Cicirello; Luciano MARCHITTO; Joseph Youqing Xiang; Yue Li
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric SA
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2012-10-04
Also published as: US20120247413A1

Abstract

Ein Startsystem für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs umfasst einen zweiten Motor, der für den Antrieb einer zweiten Last konfiguriert ist, einen ersten Motor, der für den selektiven Antrieb entweder der Antriebsmaschine oder einer ersten Last konfiguriert ist, und einen Controller, der für die Steuerung des ersten und des zweiten Motors konfiguriert ist, so dass der zweite Motor angehalten wird, wenn der erste Motor die Antriebsmaschine antreibt, und der zweite Motor für den Antrieb der zweiten Last gesteuert wird, wenn der erste Motor die erste Last antreibt. Vorzugsweise ist die zweite Last ein Kühlgebläse eines Kühlsystems für die Antriebsmaschine und die erste Last eine Wasserpumpe des Kühlsystems.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Startsystem für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein übliches Fahrzeug hat ein Antriebsmaschinenstartsystem und ein Antriebsmaschinenkühlsystem. Das Startsystem enthält einen Startermotor zum Starten der Antriebsmaschine. Das Kühlsystem umfasst ein durch einen Kühlgebläsemotor angetriebenes Kühlgebläse und eine durch einen Pumpenmotor angetriebene Wasserpumpe. Der Startermotor wird beispielsweise eingesetzt, um die Antriebsmaschine zu starten, und der Pumpenmotor treibt lediglich die Wasserpumpe an.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines neuen Antriebsmaschinenstartsystems.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Startsystem für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs angegeben, umfassend: einen ersten Elektromotor, der mit der Antriebsmaschine und mit einer ersten Last verbunden ist; und einen Controller, der für die Steuerung des ersten Motors konfiguriert ist, um selektiv entweder die Antriebsmaschine oder die Last anzutreiben.
Vorzugsweise ist ein zweiter Elektromotor für den Antrieb einer zweiten Last konfiguriert, und der Controller ist für die Steuerung des ersten und des zweiten Motors konfiguriert, so dass der zweite Motor angehalten wird, wenn der erste Motor die Antriebsmaschine antreibt, und der zweite Motor für den Antrieb der zweiten Last gesteuert wird, wenn der erste Motor die erste Last antreibt.
Vorzugsweise ist die erste Last eine Wasserpumpe eines Kühlsystems für die Antriebsmaschine, und die zweite Last ist ein Kühlgebläse des Kühlsystems.
Vorzugsweise ist eine erste Kupplung zwischen den ersten Motor und die Antriebsmaschine geschaltet, und eine zweite Kupplung ist zwischen den ersten Motor und die erste Last geschaltet.
Vorzugsweise ist ein Getriebezug zwischen den ersten Motor und die Antriebsmaschine geschaltet.
Vorzugsweise ist der Getriebezug zwischen dem ersten Motor und der ersten Kupplung angeordnet.
Vorzugsweise hat der erste Motor sechs Phasenwicklungen.
Vorzugsweise ist der Controller derart konfiguriert, dass er den ersten Motor für den Betrieb als Sechsphasenmotor steuert, wenn der erste Motor die Antriebsmaschine antreibt, und dass er den ersten Motor für den Betrieb als Dreiphasenmotor steuert, wenn der erste Motor die erste Last antreibt.
Vorzugsweise ist ein Antriebsstrang-Steuermodul mit dem Controller verbunden, und das Antriebsstrang-Steuermodul ist derart angeordnet, um es die Antriebsmaschine abzuschalten, wenn die Antriebsmaschine nicht benötigt wird.
Vorzugsweise ist eine Anzahl Sensoren vorgesehen, die einem Bremspedal und einem Gaspedal des Fahrzeugs zugeordnet und mit dem Getriebezug-Steuermodul verbunden sind, um anzuzeigen, wenn das Bremspedal und das Gaspedal gedrückt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die einzige Zeichnungsfigur beschrieben.
1 ist eine schematische Darstellung eines Start-Stopp-Systems gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Startsystems 10 für eine Brennkraftmaschine 12 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit der Antriebsmaschine ist ein Kühlsystem verbunden, um die Antriebsmaschine während des Betriebs zu kühlen. Das Startsystem umfasst: einen ersten Motor 14, der mit der Antriebsmaschine 12 und mit einer Wasserpumpe 22 des Kühlsystems verbunden ist und für den selektiven Antrieb entweder der Antriebsmaschine oder der Wasserpumpe konfiguriert ist. Ein zweiter Motor 16 für den Antrieb eines Kühlgebläses 24 des Kühlsystems ist konfiguriert. Ein Controller 18 und ein Antriebsstrang-Steuermodul 20 sind ebenfalls vorgesehen.
Der erste Motor ist über einen Getriebezug 26, vorzugsweise über ein Schwungrad, mit einer Kurbel der Antriebsmaschine verbunden. Eine erste Kupplung 28 ist zwischen den ersten Motor und die Antriebsmaschine geschaltet, vorzugsweise zwischen den Getriebezug und die Antriebsmaschine, und eine zweite Kupplung 30 ist zwischen den ersten Motor und die Wasserpumpe geschaltet. Die Kupplungen ermöglichen eine selektive Verbindung des ersten Motors mit der Antriebsmaschine oder mit der Wasserpumpe.
Der Controller für die Steuerung des Betriebs des ersten und des zweiten Motors ist konfiguriert, wie das nachstehend beschrieben wird, und kann mit einer aufladbaren Batterie 36 verbunden sein. Die Kupplungen können jedem geeigneten Kupplungstyp entsprechen, sofern dieser eine selektive Verbindung des ersten Motors mit der Antriebsmaschine oder mit der Wasserpumpe erlaubt. Zum Beispiel können die Kupplungen elektromagnetische Kupplungen sein, die durch den Controller betätigt werden, oder Einwegkupplungen (auch als Freilaufkupplungen bekannt), die abhängig von der Drehrichtung der Motorwelle eine Verbindung der Last mit dem Motor oder eine Trennung der Last von dem Motor ermöglichen. Bei letztgenanntem Beispiel steuert der Controller die Richtung des Motors, so dass dieser selektiv entweder die Antriebsmaschine oder die Wasserpumpe antreibt.
Wenn die Antriebsmaschine im Startmodus gestartet werden soll, trennt die zweite Kupplung die Wasserpumpe von dem ersten Motor, und die erste Kupplung verbindet den ersten Motor über den Getriebezug mit der Antriebsmaschine, wobei der erste Motor als Startermotor arbeitet, um die Antriebsmaschine zu starten. Der Getriebezug ist optional direkt mit der Welle des ersten Motors verbunden, und die erste Kupplung ist physisch zwischen dem Getriebezug und der Antriebsmaschine angeordnet. In diesem Modus stoppt der Controller den Betrieb des zweiten Motors, um elektrische Energie für das Starten der Antriebsmaschine zu konservieren. Nach dem Starten der Antriebsmaschine kehrt das System in den Fahrmodus zurück, in dem die erste Kupplung den ersten Motor von der Antriebsmaschine trennt und die zweite Kupplung den ersten Motor mit der Wasserpumpe verbindet, und der Controller steuert den ersten Motor für den Antrieb der Wasserpumpe und den zweiten Motor für den Antrieb des Kühlgebläses.
Die Motoren sind Elektromotoren und können bürstenlose Gleichstrommotoren, Permanentinnenmagnetmotoren oder Motoren eines anderen geeigneten Typs sein.
Vorzugsweise ist der erste Motor ein Sechsphasenmotor mit sechs Phasenwicklungen. Während des Startens der Antriebsmaschine stoppt der zweite Motor, und die sechs Phasenwicklungen des ersten Motors sind alle aktiv, um dadurch eine hohe Leistung für das Starten der Antriebsmaschine bereitzustellen. Nach dem Starten der Antriebsmaschine wird der erste Motor für den Antrieb der Wasserpumpe betrieben, und der zweite Motor wird für den Antrieb des Kühlgebläses betrieben. Jedoch sind drei Phasenwicklungen des ersten Motors von der Stromquelle getrennt, und der erste Motor arbeitet während des Antriebs der Wasserpumpe als Dreiphasenmotor. Da während des Startens der Antriebsmaschine der Kühlgebläsemotor abgeschaltet und die Wasserpumpe von dem ersten Motor getrennt ist, verfügt der erste Motor über mehr elektrische Energie zum Starten der Antriebsmaschine. Da der erste Motor für das Starten der Antriebsmaschine und nach deren Start für den Antrieb der Wasserpumpe verwendet wird, werden anstelle von drei nur zwei Motoren benötigt.
Bei vorliegender Erfindung steuert der Controller zwei Motoren für den Antrieb von drei Lasten. Dadurch werden im Vergleich zu drei Controllern, die drei Motoren steuern, um drei Lasten anzutreiben, wie beim Stand der Technik, Komponenten eingespart und Raum und Kosten reduziert.
Der Fachmann wird erkennen, dass die dritte Last eine andere Last als eine Wasserpumpe sein kann.
Das erfindungsgemäße Startsystem kann in einem Start-Stopp-System zum Einsatz kommen. Bei einem Start-Stopp-System wird der Motor abgeschaltet oder gestoppt, wenn das Fahrzeug steht, und wieder gestartet, wenn sich das Fahrzeug bewegen muss. Dies führt zu wesentlichen Einsparungen im Kraftstoffverbrauch im Stadtverkehr, indem Leerlaufphasen der Antriebsmaschine vermieden werden. Bei dem Start-Stopp-System ist das Getriebezug-Steuermodul 20 mit Sensoren 32, 34 verbunden, die einem Bremspedal und einem Gaspedal zugeordnet sind, um entsprechende Signale für das Getriebezug-Steuermodul zu generieren.
Wenn das Fahrzeug zum Stehen gebracht wird, indem das Bremspedal gedrückt wird, empfängt das Antriebsstrang-Steuermodul ein Stoppsignal von dem entsprechenden Sensor, und das Fahrzeug schaltet von dem Fahrmodus in den Stoppmodus. Der Motor wird unter Steuerung durch das Getriebezug-Steuermodul abgeschaltet. Wird der Druck auf das Bremspedal aufgehoben und das Gaspedal gedrückt, empfängt das Getriebezug-Steuermodul ein Startsignal von einem entsprechenden Sensor, und das Fahrzeug schaltet von dem Stoppmodus in den Fahrmodus. Der Controller steuert die beiden Motoren, um die Antriebsmaschine unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Startmodus und Fahrmodus erneut zu starten.
Verben wie ”umfassen”, ”aufweisen”, ”enthalten” und ”haben” sowie deren Abwandlungen in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung sind in einem einschließenden Sinne zu verstehen. Sie geben an, dass das genannte Element vorhanden ist, schließen jedoch nicht aus, dass noch weitere Elemente vorhanden sind.
Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf eine oder mehrere bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedenen Modifikationen möglich sind, ohne den Schutzrahmen der Erfindung zu verlassen, der durch die anliegenden Ansprüche definiert ist.

Claims

Startsystem für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch: einen ersten Elektromotor (14), der mit der Antriebsmaschine (12) und mit einer ersten Last (22) verbunden ist; und einen Controller (18), der für die Steuerung des ersten Motors (14) konfiguriert ist, so dass dieser selektiv entweder die Antriebsmaschine (12) oder die erste Last (22) antreibt.
Startsystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen zweiten Elektromotor (16), der für den Antrieb einer zweiten Last (24) konfiguriert ist; wobei der Controller (18) für die Steuerung des ersten und des zweiten Motors (14, 16) konfiguriert ist, so dass der zweite Motor (16) angehalten ist, wenn der erste Motor die Antriebsmaschine (12) antreibt, und der zweite Motor für den Antrieb der zweiten Last (24) gesteuert ist, wenn der erste Motor (14) die erste Last (22) antreibt.
Startsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Last (22) eine Wasserpumpe eines Kühlsystems für die Antriebsmaschine und die zweite Last (24) ein Kühlgebläse des Kühlsystems ist.
Startsystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei eine erste Kupplung (28) zwischen den ersten Motor (14) und die Antriebsmaschine (12) und eine zweite Kupplung (30) zwischen den ersten Motor (14) und die erste Last (22) geschaltet ist.
Startsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Getriebezug (24) zwischen den ersten Motor (14) und die Antriebsmaschine (12) geschaltet ist.
Startsystem nach Anspruch 4, wobei ein Getriebezug zwischen dem ersten Motor (14) und der ersten Kupplung (28) angeordnet ist.
Startsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Motor (14) sechs Phasenwicklungen hat.
Startsystem nach Anspruch 7, wobei der Controller (18) derart konfiguriert ist, dass der Controller (18) den ersten Motor (14) für den Betrieb als Sechsphasenmotor steuert, wenn der erste Motor (14) die Antriebsmaschine (12) antreibt, und dass der Controller (18) den ersten Motor (14) für den Betrieb als Dreiphasenmotor steuert, wenn der erste Motor (14) die erste Last (22) antreibt.
Startsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Getriebezug-Steuermodul, das mit dem Controller verbunden ist, wobei das Getriebezug-Steuermodul angeordnet ist, um die Antriebsmaschine abzuschalten, wenn die Antriebsmaschine nicht benötigt wird.
Startsystem nach Anspruch 9, ferner umfassend eine Anzahl von Sensoren (32, 34), die einem Bremspedal und einem Gaspedal des Fahrzeugs zugeordnet sind und die mit dem Getriebezug-Steuermodul verbunden sind, um anzuzeigen, wenn das Bremspedal und das Gaspedal gedrückt werden.