DE102017210613B4 - Starting device for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Starteinrichtung (1) für einen Verbrennungsmotor (2) für einen Hybridantrieb (3) eines Kraftfahrzeugs, die Starteinrichtung (1) umfassend:- ein Schwungrad (4) mit einer Schwungmasse (5),- eine erste Kupplung (6) und- eine Steuerungseinheit (7), wobei die erste Kupplung (6) dazu eingerichtet ist,- in einem geschlossenen Zustand das Schwungrad (4) mit einer Abtriebswelle (8) des Verbrennungsmotors (2) zu koppeln, sodass das Schwungrad (4) von der Abtriebswelle (8) angetrieben wird oder die Abtriebswelle (8) von dem Schwungrad (4) angetrieben wird, und- in einem geöffneten Zustand das Schwungrad (4) von der Abtriebswelle (8) zu entkoppeln, und wobei die Steuerungseinheit (7) dazu eingerichtet ist,- die erste Kupplung (6) bei laufendem Verbrennungsmotor (2) zu schließen, um kinetische Energie in dem Schwungrad (4) zu speichern,- die erste Kupplung (6) vor einem Abstellen des Verbrennungsmotors (2) zu öffnen, und- die erste Kupplung (6) für einen Wiederstart des Verbrennungsmotors (2) zu schließen, um in dem Schwungrad (4) gespeicherte kinetische Energie auf die Abtriebswelle (8) des Verbrennungsmotors (2) zu dessen Wiederstart zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (7) dazu eingerichtet ist, die erste Kupplung (6) zum Speichern kinetischer Energie in dem Schwungrad (4) unmittelbar vor einem Abstellen des Verbrennungsmotors (2) zunächst zu schließen.Starting device (1) for an internal combustion engine (2) for a hybrid drive (3) of a motor vehicle, the starting device (1) comprising: - a flywheel (4) with a flywheel (5), - a first clutch (6) and - a control unit (7), the first clutch (6) being set up to - in a closed state the flywheel (4) is coupled to an output shaft (8) of the internal combustion engine (2) so that the flywheel (4) is disconnected from the output shaft (8 ) is driven or the output shaft (8) is driven by the flywheel (4), and - in an open state, the flywheel (4) is decoupled from the output shaft (8), and the control unit (7) is set up to - to close the first clutch (6) while the internal combustion engine (2) is running in order to store kinetic energy in the flywheel (4), to open the first clutch (6) before the internal combustion engine (2) is switched off, and to open the first clutch (6) for restarting the internal combustion engine (2) to sc In order to transfer kinetic energy stored in the flywheel (4) to the output shaft (8) of the internal combustion engine (2) for restarting it, characterized in that the control unit (7) is set up to store the first clutch (6) kinetic energy in the flywheel (4) immediately before the internal combustion engine (2) is switched off.

Description

Die Erfindung betrifft eine Starteinrichtung für einen Verbrennungsmotor für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs. Bei dem Hybridantrieb handelt es sich insbesondere um einen P2-Hybridantrieb.The invention relates to a starting device for an internal combustion engine for a hybrid drive of a motor vehicle. The hybrid drive is in particular a P2 hybrid drive.

Aus der DE 10 2014 220 862 A1 ist ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit angeschlossenen elektrischen Komponenten in einer P2-Konfiguration bekannt. Ein derartiger P2-Hybridantrieb zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine linear hintereinander angeordnet sind.From the DE 10 2014 220 862 A1 a drive train of a motor vehicle with connected electrical components in a P2 configuration is known. Such a P2 hybrid drive is distinguished in particular by the fact that an internal combustion engine and an electrical machine are arranged linearly one behind the other.

Ein P2-Hybridantrieb hat ein großes Potenzial, CO2 zu reduzieren, indem der Verbrennungsmotor abgeschaltet wird, um rein elektrisch zu fahren, oder ohne Antrieb zu rollen. Damit ist eine CO2-Einsparung von mehr als 20 % im realen Fahrbetrieb realisierbar. Problematisch ist dabei lediglich ein Wiederstart des Verbrennungsmotors. Üblicherweise wird während einer Startphase der elektrische Antrieb zum Starten des Verbrennungsmotors benötigt. Dies bedeutet, dass eine unerwünschte Zugkraftunterbrechung eintritt, was als negativ empfunden wird, insbesondere wenn die Unterbrechung länger anhält.A P2 hybrid drive has great potential to reduce CO 2 by switching off the combustion engine in order to drive purely electrically or to roll without drive. This means that CO 2 savings of more than 20% can be achieved in real driving. The only problem here is restarting the internal combustion engine. The electric drive is usually required to start the internal combustion engine during a start phase. This means that an undesired interruption in traction occurs, which is perceived as negative, especially if the interruption lasts longer.

Es ist bekannt, eine sehr leistungsfähige elektrische Maschine für das Zustarten des Verbrennungsmotors zu nutzen. Dazu kann ein entsprechender Antriebsstrang eines P2-Hybridantriebs zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine eine erste Reibkupplung aufweisen und eine zweite Reibkupplung zwischen der elektrischen Maschine und einem Getriebe umfassen. In dieser Konstellation wird die Leistung der elektrischen Maschine für den dynamischen Fahrantrieb benötigt. Üblicherweise ist diese elektrische Maschine eine Hochvoltmaschine und besitzt eine ungenutzte Leistungsreserve. Diese Leistungsreserve kann für den Wiederstart des Verbrennungsmotors genutzt werden. Dazu wird das Antriebsmoment an die zweite Reibkupplung konstant gehalten und gleichzeitig die erste Reibkupplung langsam geschlossen. Dabei steigt die Abgabeleistung der elektrischen Maschine stetig an, bis der Verbrennungsmotor startet.It is known to use a very powerful electrical machine to start the internal combustion engine. For this purpose, a corresponding drive train of a P2 hybrid drive between the internal combustion engine and the electric machine can have a first friction clutch and a second friction clutch between the electric machine and a transmission. In this constellation, the power of the electric machine is required for the dynamic drive. This electrical machine is usually a high-voltage machine and has an unused power reserve. This power reserve can be used to restart the internal combustion engine. For this purpose, the drive torque to the second friction clutch is kept constant and, at the same time, the first friction clutch is slowly closed. The output power of the electric machine increases steadily until the internal combustion engine starts.

Bei Niedervoltantrieben unter 60 V, z.B. bei einer 48 V Hybrid-Applikation, ist jedoch keine Leistungsreserve verfügbar. Hier wird typischerweise die gesamte Leistung für den Antrieb benötigt. In diesem Fall wird das an die zweite Reibkupplung übertragene Antriebsmoment auf den Wert null reduziert und die zweite Reibkupplung geöffnet. Danach wird die erste Reibkupplung geschlossen, wodurch ein Kraftschluss zum Verbrennungsmotor entsteht. Mittels der elektrischen Maschine wird nun der Verbrennungsmotor gestartet. Sobald dieser läuft, wird die zweite Reibkupplung wieder geschlossen und ein Antriebsmoment aufgebaut.However, with low-voltage drives below 60 V, e.g. in a 48 V hybrid application, no power reserve is available. Typically, the entire power is required here for the drive. In this case, the drive torque transmitted to the second friction clutch is reduced to the value zero and the second friction clutch is opened. The first friction clutch is then closed, creating a frictional connection to the internal combustion engine. The internal combustion engine is now started by means of the electric machine. As soon as this is running, the second friction clutch is closed again and a drive torque is built up.

Sofern ein 12 V Anlasser vorhanden ist, wird der Verbrennungsmotor über den 12 V Anlasser gestartet. Die erste Reibkupplung wird dann geschlossen, sobald der Verbrennungsmotor läuft. Danach kann wieder ein Antriebsmoment aufgebaut werden. Ein Wiederstart über den Anlasser kann allerdings sehr unkomfortabel sein. Weiterhin ist der Anlasser für die vielen erforderlichen Wiederstarts (typischerweise weit mehr als 1.000.000 Wiederstarts) üblicherweise nicht geeignet.If a 12 V starter is available, the combustion engine is started using the 12 V starter. The first friction clutch is then closed as soon as the internal combustion engine is running. A drive torque can then be built up again. A restart via the starter can, however, be very uncomfortable. Furthermore, the starter is usually not suitable for the many restarts required (typically far more than 1,000,000 restarts).

Die DE 10 2014 214 614 A1 offenbart eine Startvorrichtung für einen Verbrennungsmotor und einen Schwungradspeicher. Der Schwungradspeicher bleibt wenigstens mittelbar mit der Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine verbunden.The DE 10 2014 214 614 A1 discloses a starting device for an internal combustion engine and a flywheel accumulator. The flywheel accumulator remains at least indirectly connected to the output shaft of the internal combustion engine.

Schwungräder sind auch aus der DE 10 2010 016 723 A1 , der US 2015/0073672 A1 und der DE 3726119 A1 bekannt.Flywheels are also from the DE 10 2010 016 723 A1 , the US 2015/0073672 A1 and the DE 3726119 A1 known.

Die DE 44 44 545 A1 offenbart ein Parallel-Hybridfahrzeug mit Verbrennungskraftmaschine, Elektromotor, einer Traktionsbatterie und einen vom Elektromotor verschiedenen Generator, der zum Aufladen der Traktionsbatterie dient.The DE 44 44 545 A1 discloses a parallel hybrid vehicle with an internal combustion engine, an electric motor, a traction battery and a generator other than the electric motor, which is used to charge the traction battery.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative, einfache und kostengünstige Starteinrichtung für einen Verbrennungsmotor für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, wobei die Starteinrichtung weder einen 12 V Anlasser noch eine elektrische Maschine mit hoher Leistungsreserve benötigt.It is an object of the present invention to provide an alternative, simple and inexpensive starter device for an internal combustion engine for a hybrid drive of a motor vehicle, the starter device neither requiring a 12 V starter nor an electric machine with a high power reserve.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Startereinrichtung gemäß dem Patentanspruch 1, einem Verbrennungsmotor gemäß dem Patentanspruch 7, einem Hybridantrieb gemäß dem Patentanspruch 8, einem Kraftfahrzeug gemäß dem Patentanspruch 9 und einem Verfahren gemäß dem Patentanspruch 10. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.The object is achieved by a starter device according to claim 1, an internal combustion engine according to claim 7, a hybrid drive according to claim 8, a motor vehicle according to claim 9 and a method according to claim 10. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims, the following description as well as the figures.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Starteinrichtung bzw. eine Zustarteinrichtung für einen Verbrennungsmotor für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, insbesondere für einen P2-Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs. Die Starteinrichtung umfasst ein Schwungrad mit einer Schwungmasse, eine erste Kupplung und eine Steuerungseinheit.According to a first aspect of the invention, a starting device or a starting device for an internal combustion engine for a hybrid drive of a motor vehicle is provided, in particular for a P2 hybrid drive of a motor vehicle. The starting device comprises a flywheel with a flywheel, a first clutch and a control unit.

Die erste Kupplung ist dazu eingerichtet, in einem geschlossenen Zustand bzw. in einer geschlossenen Stellung das Schwungrad mit einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors zu koppeln, insbesondere mit einer Kurbelwelle oder einer Abtriebswelle eines Riementriebs des Verbrennungsmotors, sodass das Schwungrad von der Abtriebswelle angetrieben wird oder umgekehrt die Abtriebswelle von dem Schwungrad angetrieben wird. Ebenfalls ist die erste Kupplung dazu eingerichtet, in einem geöffneten Zustand bzw. in einer geöffneten Stellung das Schwungrad von der Abtriebswelle zu entkoppeln. Im Folgenden wird die Erfindung überwiegend im Zusammenhang mit einer Abtriebswelle in Form einer Kurbelwelle erläutert. Diese Erläuterungen gelten sinngemäß jedoch auch für eine Abtriebswelle in Form einer Abtriebswelle eines Riementriebs oder einer anderen Abtriebswelle des Verbrennungsmotors.The first clutch is designed to, in a closed state or in a closed position, the flywheel with a To couple the output shaft of the internal combustion engine, in particular with a crankshaft or an output shaft of a belt drive of the internal combustion engine, so that the flywheel is driven by the output shaft or, conversely, the output shaft is driven by the flywheel. The first clutch is also designed to decouple the flywheel from the output shaft in an open state or in an open position. In the following, the invention is mainly explained in connection with an output shaft in the form of a crankshaft. However, these explanations also apply mutatis mutandis to an output shaft in the form of an output shaft of a belt drive or another output shaft of the internal combustion engine.

Die Steuerungseinheit ist dazu eingerichtet, die erste Kupplung bei laufendem Verbrennungsmotor zu schließen, um kinetische Energie in dem Schwungrad zu speichern. Je nach vorgesehener Anwendung kann dabei die Drehzahl des Verbrennungsmotors bzw. dessen Kurbelwelle bis zu einer maximal vorgesehenen Drehzahl des Verbrennungsmotors gesteigert werden.The control unit is set up to close the first clutch while the internal combustion engine is running in order to store kinetic energy in the flywheel. Depending on the intended application, the speed of the internal combustion engine or its crankshaft can be increased up to a maximum provided speed of the internal combustion engine.

Weiterhin ist die Steuerungseinheit dazu eingerichtet, die erste Kupplung vor einem Abstellen des Verbrennungsmotors zu öffnen. Ferner ist die Steuerungseinheit dazu eingerichtet, die erste Kupplung für einen Wiederstart des Verbrennungsmotors zu schließen, um in dem Schwungrad gespeicherte kinetische Energie auf die Abtriebswelle, insbesondere auf die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zu dessen Wiederstart zu übertragen.Furthermore, the control unit is set up to open the first clutch before the internal combustion engine is switched off. Furthermore, the control unit is set up to close the first clutch for restarting the internal combustion engine in order to transfer kinetic energy stored in the flywheel to the output shaft, in particular to the crankshaft of the internal combustion engine for restarting it.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit vorgeschlagen, insbesondere an einer Stirnseite eines Verbrennungsmotors eine Schwungmasse über eine erste Kupplung, insbesondere über eine Magnetkupplung, an eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zu koppeln, um die Schwungmasse in Rotation zu versetzen, und von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zu entkoppeln, sodass sich die Schwungmasse weiterhin dreht. Sofern der Verbrennungsmotor gestartet werden soll, kann die Kupplung erneut geschlossen werden, sodass die rotierende Schwungmasse dazu genutzt werden kann, den Verbrennungsmotor zu starten oder dabei zumindest zu unterstützen.According to the present invention, it is therefore proposed to couple a flywheel via a first clutch, in particular via a magnetic coupling, to a crankshaft of the internal combustion engine, in particular on one end face of an internal combustion engine, in order to set the flywheel in rotation and to decouple it from the crankshaft of the internal combustion engine so that the flywheel continues to turn. If the internal combustion engine is to be started, the clutch can be closed again so that the rotating centrifugal mass can be used to start the internal combustion engine or at least to support it.

Es kann vorgesehen sein, diese angekoppelte Schwungmasse ausschließlich zum Zustarten oder Wiederstarten des Verbrennungsmotors zu verwenden, indem die Schwungmasse mittels des Verbrennungsmotors zunächst auf Drehzahl gebracht wird, und dadurch die dabei aufgewendete Energie in die kinetische Energie der rotierenden Schwungmasse gesteckt wird, und somit gespeichert ist. Dabei ist die erste Kupplung, insbesondere die Magnetkupplung, geschlossen. Sobald eine Drehzahl der Schwungmasse über eine minimale Drehzahl steigt, ist der Schwungradspeicher für einen Wiederstart aufgeladen und die erste Kupplung kann geöffnet werden.Provision can be made for this coupled flywheel to be used exclusively for starting or restarting the internal combustion engine by first bringing the flywheel up to speed using the internal combustion engine, and thereby the energy expended is put into the kinetic energy of the rotating flywheel and is thus stored . The first clutch, in particular the magnetic clutch, is closed. As soon as the speed of the flywheel mass rises above a minimum speed, the flywheel accumulator is charged for a restart and the first clutch can be opened.

Soll nun der stehende Verbrennungsmotor gestartet werden, so kann die erste Kupplung erneut geschlossen werden. Durch die Trägheitsmasse der Schwungmasse bzw. des Schwungrades kann der Verbrennungsmotor, insbesondere dessen Kurbelwelle, gedreht werden (Impulsstart). In diesem Zusammenhang kann vorteilhaft vorgesehen sein, insbesondere bei kleinen Drehzahlen der Schwungmasse bzw. des Schwungrades, den Verbrennungsmotor sobald wie möglich mit am Startvorgang zu beteiligen, und nicht zu warten, bis dessen Leerlaufdrehzahl erreicht worden ist.If the stationary internal combustion engine is now to be started, the first clutch can be closed again. The internal combustion engine, in particular its crankshaft, can be rotated by the inertial mass of the flywheel or flywheel (pulse start). In this context, it can advantageously be provided, especially at low speeds of the flywheel or the flywheel, to involve the internal combustion engine as soon as possible in the starting process and not to wait until its idling speed has been reached.

Insbesondere können als erste Kupplung Magnetkupplungen zum Einsatz kommen, welche üblicherweise in Klimaanlagen, insbesondere in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen, da Klimakompressoren entsprechender Klimaanlagen deren Magnetkupplungen in etwa gleichwertige Leistungen abverlangen wie bei einem Start des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung notwendig ist.In particular, magnetic clutches can be used as the first clutch, which are usually used in air conditioning systems, in particular in air conditioning systems of motor vehicles, since air conditioning compressors of corresponding air conditioning systems require their magnetic clutches to be of roughly equivalent performance as is necessary when starting the internal combustion engine according to the present invention.

Die vorgeschlagene Möglichkeit, das Schwungrad mit seiner Schwungmasse zusätzlich über die erste Kupplung anzukoppeln, ermöglicht die üblicherweise wenigen Ausnahmen des Betriebs des Verbrennungsmotors ohne Schwungmasse zu vermeiden. Ein Rundlauf des Verbrennungsmotors kann nun nach Bedarf auch über das Zuschalten des Schwungrads mit der Schwungmasse verbessert werden. Da jedoch das Schwungrad jederzeit wieder vom Verbrennungsmotor abgekoppelt werden kann, reduziert sich das Massenträgheitsmoment des Verbrennungsmotors bzw. des gesamten Antriebsstrangs. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da dadurch Energie und somit Treibstoff gespart werden kann. Dadurch ermöglicht die vorliegende Erfindung einen mehrfachen Nutzen, indem einerseits der Rundlauf nach Bedarf verbessert werden kann, andererseits eine einfache Starteinrichtung geschaffen wird, sowie ferner die Massenträgheit des Antriebsstrangs reduziert werden kann.The proposed possibility of additionally coupling the flywheel with its flywheel via the first clutch enables the usually few exceptions of operating the internal combustion engine without a flywheel to be avoided. A true running of the internal combustion engine can now also be improved, if necessary, by switching on the flywheel with the flywheel. However, since the flywheel can be decoupled from the internal combustion engine again at any time, the mass moment of inertia of the internal combustion engine or of the entire drive train is reduced. This is particularly advantageous because it allows energy and thus fuel to be saved. As a result, the present invention enables multiple benefits in that, on the one hand, the concentricity can be improved as required, and, on the other hand, a simple starting device is created, and furthermore the inertia of the drive train can be reduced.

Die vorgeschlagene erfindungsgemäße Starteinrichtung zeichnet sich insbesondere durch ihre Einfachheit aus und ist für einen Verbrennungsmotor in einer P2-Architektur geeignet. Weiterhin ist die Starteinrichtung besonders kostengünstig, da insbesondere Serienteile wie eine Magnetkupplung verwendet werden können bzw. besonders günstige Metallscheiben als Schwungrad zum Einsatz kommen können. Weiterhin wird eine Verbesserung des Rundlaufs des Verbrennungsmotors ermöglicht, und die vorstehend beschriebenen Funktionen sind je nach Bedarf insbesondere über eine Magnetkupplung zuschaltbar. Ferner zeichnet sich die erfindungsgemäße Starteinrichtung durch ihre einfache Integrierbarkeit an die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors oder alternativ beispielsweise an einen Riementrieb des Verbrennungsmotors aus. Außerdem kann eine Verminderung der Torque-Unterbrechung beim Starten des Verbrennungsmotors erreicht werden.The proposed starting device according to the invention is characterized in particular by its simplicity and is suitable for an internal combustion engine in a P2 architecture. Furthermore, the starting device is particularly inexpensive, since in particular series parts such as a magnetic coupling can be used or particularly inexpensive metal disks can be used as a flywheel. Furthermore, it is possible to improve the concentricity of the internal combustion engine, and the functions described above are dependent on Can be switched on as required, in particular via a magnetic coupling. Furthermore, the starting device according to the invention is distinguished by its simple integration into the crankshaft of the internal combustion engine or, alternatively, for example, to a belt drive of the internal combustion engine. In addition, a reduction in the torque interruption when starting the internal combustion engine can be achieved.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist die Steuerungseinheit dazu eingerichtet

  • - die erste Kupplung zu schließen, sofern sich die Abtriebswelle mit einer Drehzahl dreht, welche mindestens so hoch ist wie eine Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors, sodass kinetische Energie in dem Schwungrad gespeichert wird,
  • - die erste Kupplung zu öffnen, sofern sich das Schwungrad mit einer Drehzahl dreht, welche mindestens so hoch ist wie eine festgelegte minimale Drehzahl zum Starten des Verbrennungsmotors, und
  • - die erste Kupplung erneut zu schließen, sofern die Abtriebswelle nicht rotiert, sodass in dem Schwungrad gespeicherte kinetische Energie auf die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors zu dessen (Wieder-)Start übertragen wird.
According to a first embodiment, the control unit is set up for this
  • - to close the first clutch, provided that the output shaft rotates at a speed which is at least as high as an idling speed of the internal combustion engine, so that kinetic energy is stored in the flywheel,
  • to open the first clutch if the flywheel rotates at a speed which is at least as high as a specified minimum speed for starting the internal combustion engine, and
  • - To close the first clutch again, provided that the output shaft is not rotating, so that kinetic energy stored in the flywheel is transferred to the output shaft of the internal combustion engine to (re) start it.

Gemäß der ersten Ausführungsform wird somit die erste Kupplung geschlossen, wenn der Verbrennungsmotor mit Leerlaufdrehzahl oder einer höheren Drehzahl läuft und sich seine Kurbelwelle dreht, um das Schwungrad in eine entsprechend hohe Rotation zu versetzen. Weiterhin wird überprüft, ob die minimale Drehzahl des Schwungrads erreicht oder überschritten ist, sobald der Verbrennungsmotor läuft. Sofern dies der Fall ist, kann die Magnetkupplung wieder geöffnet werden. Sofern der Verbrennungsmotor abgeschaltet worden ist, während die erste Kupplung geöffnet ist, und sich dementsprechend die Kurbelwelle nicht länger dreht, kann die erste Kupplung erneut geschlossen werden, wobei nun ein Drehmoment von der rotierenden Schwungscheibe auf die Kurbelwelle übertragen wird, um die Drehzahl der Kurbelwelle zu erhöhen und dadurch den Verbrennungsmotor (erneut/wieder) zu starten.According to the first embodiment, the first clutch is thus closed when the internal combustion engine is running at idling speed or a higher speed and its crankshaft is rotating in order to set the flywheel in a correspondingly high rotation. It is also checked whether the minimum speed of the flywheel has been reached or exceeded as soon as the internal combustion engine is running. If this is the case, the magnetic coupling can be opened again. If the internal combustion engine has been switched off while the first clutch is open and the crankshaft is accordingly no longer rotating, the first clutch can be closed again, with a torque being transmitted from the rotating flywheel to the crankshaft to the speed of the crankshaft to increase and thereby start the combustion engine (again / again).

Da das System verlustbehaftet ist, kann die Drehzahl des Schwungrades bei geöffneter Stellung der ersten Kupplung wieder unter die minimale Drehzahl zum Starten des Verbrennungsmotors fallen. In diesem Fall ist vorteilhaft vorgesehen, dass die erste Kupplung erneut geschlossen wird, um die Drehzahl des Schwungrads wieder bis zur minimalen Drehzahl oder höher zu steigern. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist in diesem Sinne die Steuerungseinheit dazu eingerichtet, die Drehzahl des Schwungrads und der Abtriebswelle zu erfassen, wenn die erste Kupplung geöffnet ist, und die erste Kupplung zum Speichern kinetischer Energie in dem Schwungrad erneut zu schließen, sofern die Drehzahl des Schwungrads kleiner ist als die minimale Drehzahl und sofern die Drehzahl der Abtriebswelle höher ist als die Drehzahl des Schwungrads.Since the system is lossy, the speed of the flywheel can again fall below the minimum speed for starting the internal combustion engine when the first clutch is in the open position. In this case it is advantageously provided that the first clutch is closed again in order to increase the speed of the flywheel again to the minimum speed or higher. According to a further embodiment, the control unit is set up in this sense to detect the speed of the flywheel and the output shaft when the first clutch is open, and to close the first clutch again to store kinetic energy in the flywheel, provided that the speed of the flywheel is less than the minimum speed and provided that the speed of the output shaft is higher than the speed of the flywheel.

In dem Fall, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors bzw. insbesondere dessen Kurbelwelle sinkt, während die erste Kupplung geschlossen ist und das Schwungrad von der Kurbelwelle angetrieben wird, ist vorteilhaft vorgesehen, dass die erste Kupplung geöffnet wird. Das Schwungrad mit seiner Schwungmasse geht in diesem Fall in Freilauf. In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Steuerungseinheit dazu eingerichtet ist, die Drehzahl der Abtriebswelle, insbesondere der Kurbelwelle, zu erfassen, wenn die erste Kupplung zum Speichern kinetischer Energie in dem Schwungrad geschlossen ist, und die erste Kupplung zu öffnen, sofern die Drehzahl der Abtriebswelle, insbesondere der Kurbelwelle, sinkt.In the event that the speed of the internal combustion engine or in particular its crankshaft falls while the first clutch is closed and the flywheel is being driven by the crankshaft, it is advantageously provided that the first clutch is opened. In this case, the flywheel with its flywheel freewheels. In this sense, it is provided according to a further embodiment that the control unit is set up to detect the speed of the output shaft, in particular the crankshaft, when the first clutch for storing kinetic energy in the flywheel is closed and the first clutch is opened, provided that the speed of the output shaft, in particular the crankshaft, drops.

Weiterhin kann es aus energetischer Sicht vorteilhaft sein, den Schwungradspeicher in Form des Schwungrads nicht ständig aufgeladen zu haben. Für diesen Fall ist vorteilhaft vorgesehen, dass eine Aufladung erst dann erfolgt, bevor der Verbrennungsmotor abgeschaltet wird, den Wiederstart des Verbrennungsmotors zu ermöglichen. Dies sollte auch bei weiteren Funktionen wie Segeln möglich sein. In diesem Sinne ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuerungseinheit dazu eingerichtet ist, die erste Kupplung zum Speichern kinetischer Energie in dem Schwungrad unmittelbar vor einem Abstellen des Verbrennungsmotors zunächst zu schließen. Beispielsweise kann die Steuerungseinheit einen Befehl zum Abstellen des Verbrennungsmotors empfangen. Nachdem dieser Befehl empfangen worden ist, kann die Steuerungseinheit zunächst die erste Kupplung schließen, um das Schwungrad mittels der noch drehenden Abtriebswelle, insbesondere der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, anzutreiben. Sofern dies geschehen ist, kann vorteilhafterweise - mit einer entsprechenden kurzen Verzögerung - die Kupplung mittels der Steuerungseinheit angewiesen werden, sich in ihre geöffnete Stellung zu bewegen, und der Verbrennungsmotor kann anschließend abgestellt werden.Furthermore, from an energetic point of view, it can be advantageous not to have the flywheel accumulator in the form of the flywheel constantly charged. In this case, it is advantageously provided that charging only takes place before the internal combustion engine is switched off, in order to enable the internal combustion engine to be restarted. This should also be possible for other functions such as sailing. In this sense, it is provided according to the invention that the control unit is set up to initially close the first clutch for storing kinetic energy in the flywheel immediately before the internal combustion engine is switched off. For example, the control unit can receive a command to switch off the internal combustion engine. After this command has been received, the control unit can initially close the first clutch in order to drive the flywheel by means of the still rotating output shaft, in particular the crankshaft of the internal combustion engine. If this has happened, the clutch can advantageously be instructed by means of the control unit - with a corresponding short delay - to move into its open position, and the internal combustion engine can then be switched off.

Weiterhin ist vorteilhaft vorgesehen, dass sich die eigentliche Masse des Schwungrades in einem äußeren Bereich des Schwungrades befindet. Dadurch kann das Gewicht des Schwungrades reduziert bzw. optimiert werden, ohne die Massenträgheit und damit die bei entsprechenden Drehzahlen gespeicherte Energie zu reduzieren. In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass ein überwiegender Anteil der Schwungmasse in einem äußeren Randbereich des Schwungrads angeordnet ist.Furthermore, it is advantageously provided that the actual mass of the flywheel is located in an outer area of the flywheel. As a result, the weight of the flywheel can be reduced or optimized without reducing the inertia and thus the energy stored at the corresponding speeds. In this sense, it is provided according to a further embodiment that a predominant portion of the flywheel is arranged in an outer edge area of the flywheel.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Rundlauf des Verbrennungsmotors nach Bedarf über das Zuschalten des Schwungrads mit der Schwungmasse verbessert wird.Furthermore, it is advantageous if the concentricity of the internal combustion engine is improved as required by connecting the flywheel with the flywheel.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verbrennungsmotor für einen Hybridantrieb, insbesondere ein P2-Hybridantrieb, eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Der Verbrennungsmotor umfasst eine Abtriebswelle, insbesondere eine Kurbelwelle oder eine Abtriebswelle eines Riementriebs des Verbrennungsmotors, und eine Starteinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei das Schwungrad der Starteinrichtung an einer Stirnseite des Verbrennungsmotors angeordnet ist.According to a second aspect of the invention, an internal combustion engine for a hybrid drive, in particular a P2 hybrid drive, of a motor vehicle is provided. The internal combustion engine comprises an output shaft, in particular a crankshaft or an output shaft of a belt drive of the internal combustion engine, and a starter device according to the first aspect of the invention, the flywheel of the starter device being arranged on an end face of the internal combustion engine.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Hybridantrieb bereitgestellt, insbesondere ein P2-Hybridantrieb. Der Hybridantrieb umfasst einen Verbrennungsmotor gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, eine elektrische Maschine, ein Getriebe, eine zweite Kupplung und eine dritte Kupplung. Dabei ist die elektrische Maschine zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnet, die zweite Kupplung ist dazu eingerichtet, den Verbrennungsmotor mit der elektrischen Maschine zu koppeln und den Verbrennungsmotor von der elektrischen Maschine zu entkoppeln, und die dritte Kupplung ist dazu eingerichtet, die elektrische Maschine mit dem Getriebe zu koppeln und die elektrische Maschine von dem Getriebe zu entkoppeln. Insbesondere können der Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine linear hintereinander angeordnet sein (P2-Hybridantrieb).According to a third aspect of the invention, a hybrid drive is provided, in particular a P2 hybrid drive. The hybrid drive comprises an internal combustion engine according to the second aspect of the invention, an electric machine, a transmission, a second clutch and a third clutch. The electrical machine is arranged between the internal combustion engine and the transmission, the second clutch is designed to couple the internal combustion engine to the electrical machine and to decouple the internal combustion engine from the electrical machine, and the third clutch is designed to connect the electrical machine with to couple the transmission and to decouple the electric machine from the transmission. In particular, the internal combustion engine and the electrical machine can be arranged linearly one behind the other (P2 hybrid drive).

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, welches einen Hybridantrieb gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung umfasst.According to a fourth aspect of the invention, a motor vehicle is provided which comprises a hybrid drive according to the third aspect of the invention.

Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Starten eines Verbrennungsmotors gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung mit einer Starteinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bereitgestellt. Das Verfahren umfasst insbesondere die folgenden Schritte, welche jeweils durch die Steuerungseinheit der Starteinrichtung veranlasst werden:

  • - Empfangen eines Befehls zum Abstellen des Verbrennungsmotors,
  • - danach Schließen der ersten Kupplung bei laufendem Verbrennungsmotor, um kinetische Energie in dem Schwungrad zu speichern,
  • - Öffnen der ersten Kupplung vor einem Abstellen des Verbrennungsmotors, und
  • - Schließen der ersten Kupplung für einen Wiederstart des Verbrennungsmotors, um in dem Schwungrad gespeicherte kinetische Energie auf die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors zu dessen Wiederstart zu übertragen.
According to a fifth aspect of the invention, a method for starting an internal combustion engine according to the second aspect of the invention with a starting device according to the first aspect of the invention is provided. In particular, the method comprises the following steps, each of which is initiated by the control unit of the starting device:
  • - Receiving a command to switch off the internal combustion engine,
  • - then close the first clutch while the internal combustion engine is running in order to store kinetic energy in the flywheel,
  • - opening the first clutch before switching off the internal combustion engine, and
  • - Closing the first clutch for a restart of the internal combustion engine in order to transfer kinetic energy stored in the flywheel to the output shaft of the internal combustion engine for its restart.

Bezüglich vorteilhafter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Starteinrichtung sowie auf die folgende Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren verwiesen, wobei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu den vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Starteinrichtung beschriebenen funktionalen Merkmalen, insbesondere der Steuerungseinheit, entsprechende Verfahrensmerkmale aufweisen kann.With regard to advantageous embodiments of the method according to the invention, to avoid repetitions, reference is made to the above statements in connection with the start device according to the invention and to the following description in connection with the figures, with embodiments of the method according to the invention relating to the functional features described above in connection with the start device according to the invention , in particular the control unit, can have corresponding method features.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der stark schematischen und nicht maßstabsgetreuen Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:

  • 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Starteinrichtung an einem Verbrennungsmotor,
  • 2 zwei Ansichten eines Ausführungsbeispiels eines Schwungrads für die Starteinrichtung nach 1,
  • 3 eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines P2-Hybridantriebs mit der Starteinrichtung nach 1,
  • 4 einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • 5 einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens.
In the following, exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the highly schematic drawing, which is not true to scale. Here shows:
  • 1 a side view of an embodiment of a starting device according to the invention on an internal combustion engine,
  • 2 two views of an embodiment of a flywheel for the starting device according to 1 ,
  • 3 a plan view of an embodiment of a P2 hybrid drive with the starting device according to FIG 1 ,
  • 4th a flow chart of an embodiment of a method according to the invention and
  • 5 a flow chart of an embodiment of a further method according to the invention.

1 zeigt eine Starteinrichtung 1 und einen Verbrennungsmotor 2 für einen Hybridantrieb 3 (3) eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs. Die Starteinrichtung 1 umfasst ein Schwungrad 4 mit einer Schwungmasse 5 (vgl. hierzu insbesondere 2), eine erste Kupplung 6, z.B. eine Magnetkupplung, und eine Steuerungseinheit 7. Das Schwungrad 4 ist dabei an einer Stirnseite des Verbrennungsmotors 2 angeordnet ist. 1 shows a starting device 1 and an internal combustion engine 2 for a hybrid drive 3 ( 3 ) of a motor vehicle not shown in detail. The launch facility 1 includes a flywheel 4th with a flywheel 5 (see in particular 2 ), a first clutch 6th , for example a magnetic coupling, and a control unit 7th . The flywheel 4th is at one end of the internal combustion engine 2 is arranged.

Die Steuerungseinheit 7 ist kommunikativ mit der ersten Kupplung 6 verbunden. Insbesondere kann die Steuerungseinheit 7 ein Schließsignal an die erste Kupplung 6 übermitteln, wobei dieses Schließsignal die erste Kupplung 6 dazu veranlasst, sich mittels dazu geeigneter Mittel in eine geschlossene Stellung zu bewegen. Auf ähnliche Weise kann die Steuerungseinheit 7 ein Öffnungssignal an die erste Kupplung 6 übermitteln, wobei dieses Öffnungssignal die erste Kupplung 6 dazu veranlasst, sich mittels dazu geeigneter Mittel in eine geöffnete Stellung zu bewegen.The control unit 7th is communicative with the first clutch 6th connected. In particular, the control unit 7th a closing signal to the first clutch 6th transmit, this closing signal the first clutch 6th caused to move into a closed position by means of suitable means. In a similar way, the control unit 7th an opening signal to the first clutch 6th transmit, this opening signal the first clutch 6th caused to move into an open position by means of suitable means.

Der Verbrennungsmotor 2 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Abtriebswelle in Form einer Kurbelwelle 8 auf, welche über die erste Kupplung 6 mit einem Wellenzapfen 9 des Schwungrads 4 gekoppelt werden kann. Das Schwungrad 4 ist dabei drehfest auf dem Wellenzapfen 9 gelagert. Die Kopplung zwischen der Kurbelwelle 8 und dem Wellenzapfen 9 liegt dann vor, wenn sich die erste Kupplung 6 in ihrer geschlossenen Stellung befindet. Wenn die Kurbelwelle 8 auf diese Weise mit dem Wellenzapfen 9 des Schwungrads 4 gekoppelt ist, kann ein Drehmoment zwischen dem Schwungrad 4, dem Wellenzapfen 9 und der Kurbelwelle 8 übertragen werden. Dadurch wird ermöglicht, dass entweder das Schwungrad 4 über dessen Wellenzapfen 9 von der Kurbelwelle 8 angetrieben wird, oder dass umgekehrt die Kurbelwelle 8 von dem Schwungrad 4 über dessen Wellenzapfen 9 angetrieben wird.The internal combustion engine 2 has in the embodiment shown an output shaft in the form of a crankshaft 8th on which one is about the first clutch 6th with a shaft journal 9 of the flywheel 4th can be coupled. The flywheel 4th is rotationally fixed on the shaft journal 9 stored. The coupling between the crankshaft 8th and the shaft journal 9 occurs when there is the first clutch 6th is in its closed position. When the crankshaft 8th in this way with the shaft journal 9 of the flywheel 4th is coupled, torque can be between the flywheel 4th , the shaft journal 9 and the crankshaft 8th be transmitted. This enables either the flywheel 4th over its shaft journal 9 from the crankshaft 8th is driven, or that, conversely, the crankshaft 8th from the flywheel 4th over its shaft journal 9 is driven.

Die Kurbelwelle 8 kann von dem Wellenzapfen 9 des Schwungrads 4 entkoppelt werden, indem die erste Kupplung 6 in ihre geöffnete Stellung bewegt wird. Alternativ zu der Kurbelwelle 8 kann die erste Kupplung 6 auch auf ähnliche Weise beispielsweise mit einer Abtriebswelle eines Riementriebs (nicht gezeigt) des Verbrennungsmotors 2 gekoppelt werden bzw. von der Abtriebswelle des Riementriebs entkoppelt werden. Wenn die Kurbelwelle 8 von dem Wellenzapfen 9 des Schwungrads 4 entkoppelt ist, kann kein Drehmoment zwischen dem Schwungrad 4, dem Wellenzapfen 9 und der Kurbelwelle 8 übertragen werden.The crankshaft 8th can from the shaft journal 9 of the flywheel 4th be decoupled by the first clutch 6th is moved to its open position. Alternative to the crankshaft 8th can the first clutch 6th also in a similar way, for example with an output shaft of a belt drive (not shown) of the internal combustion engine 2 be coupled or decoupled from the output shaft of the belt drive. When the crankshaft 8th from the shaft journal 9 of the flywheel 4th is decoupled, there can be no torque between the flywheel 4th , the shaft journal 9 and the crankshaft 8th be transmitted.

Weiterhin kann die Steuerungseinheit 7 mit einem ersten Sensor 10 zur Erfassung einer Drehzahl ns des Schwungrads 4 bzw. dessen Wellenzapfen 9 und mit einem zweiten Sensor 11 zur Erfassung einer Drehzahl nW der Kurbelwelle 8 kommunikativ verbunden sein. Insbesondere kann die Steuerungseinheit 7 von dem ersten Sensor 10 Daten empfangen, welche eine erfasste Drehzahl des Schwungrads 4 bzw. des Wellenzapfens 9 repräsentieren. Auf ähnliche Weise kann die Steuerungseinheit 7 von dem zweiten Sensor 11 Daten empfangen, welche eine erfasste Drehzahl der Kurbelwelle 8 repräsentieren.Furthermore, the control unit 7th with a first sensor 10 for detecting a speed ns of the flywheel 4th or its shaft journal 9 and with a second sensor 11 for detecting a speed n W of the crankshaft 8th be communicatively connected. In particular, the control unit 7th from the first sensor 10 Receive data indicating a detected speed of the flywheel 4th or the shaft journal 9 represent. In a similar way, the control unit 7th from the second sensor 11 Receive data indicating a detected speed of the crankshaft 8th represent.

Weiterhin ist die Steuerungseinheit 7 dazu eingerichtet, die erste Kupplung 6 insbesondere bei laufendem Verbrennungsmotor 2 zu schließen. Dadurch kann die Kurbelwelle 8 des Verbrennungsmotors 2 das Schwungrad 4 über dessen Wellenzapfen 9 antreiben, um auf diese Weise kinetische Energie insbesondere in der Schwungmasse 5 des Schwungrads 4 zu speichern. Anschließend kann die Steuerungseinheit 7 die erste Kupplung 6 anweisen, sich in ihre geöffnete Stellung zu bewegen, sodass die Kurbelwelle 8 von dem Wellenzapfen 9 entkoppelt wird. Das Schwungrad 4 kann sich in diesem entkoppelten Zustand weiter frei drehen (abgesehen von auftretenden Reibungsverlusten).Furthermore is the control unit 7th set up the first clutch 6th especially when the internal combustion engine is running 2 close. This allows the crankshaft 8th of the internal combustion engine 2 the flywheel 4th over its shaft journal 9 drive to this way kinetic energy especially in the flywheel 5 of the flywheel 4th save. The control unit can then 7th the first clutch 6th instruct itself to move to its open position so that the crankshaft 8th from the shaft journal 9 is decoupled. The flywheel 4th can continue to rotate freely in this decoupled state (apart from any friction losses that occur).

Wird anschließend bei weiterhin geöffneter erster Kupplung 6 der Verbrennungsmotor 2 gestoppt, so kommt auch die Kurbelwelle 8 zum Stillstand, wohingegen sich das Schwungrad 4 weiter frei dreht. Diese Rotation des Schwungrads 4 kann genutzt werden, um den Verbrennungsmotor 2 erneut zu starten. Dazu kann die Steuerungseinheit 7 die erste Kupplung 6 anweisen, sich wieder in ihre geschlossene Stellung zu bewegen, sodass der rotierende Wellenzapfen 9 des Schwungrads 4 mit der noch stillstehenden Kurbelwelle 8 gekoppelt wird. Die in der Schwungmasse 5 des Schwungrads 4 gespeicherte kinetische Energie (oder zumindest ein Teil davon) kann in dem gekoppelten Zustand über den Wellenzapfen 9 und die geschlossene erste Kupplung 6 auf die Kurbelwelle 8 übertragen werden, sodass die Kurbelwelle 8 in Rotation versetzt wird und der Verbrennungsmotor 2 gestartet wird oder der Verbrennungsmotor 2 bei seinem Start zumindest unterstützt wird.Is then with the first clutch still open 6th the internal combustion engine 2 stopped, so does the crankshaft 8th to a standstill, whereas the flywheel is 4th continues to rotate freely. This rotation of the flywheel 4th can be used to power the internal combustion engine 2 start again. The control unit 7th the first clutch 6th instruct them to move back to their closed position so that the shaft journal rotates 9 of the flywheel 4th with the crankshaft still at a standstill 8th is coupled. The one in the flywheel 5 of the flywheel 4th Stored kinetic energy (or at least a part of it) can be used in the coupled state via the shaft journal 9 and the closed first clutch 6th on the crankshaft 8th be transmitted so that the crankshaft 8th is set in rotation and the internal combustion engine 2 is started or the internal combustion engine 2 is at least supported at its start.

2 zeigt besondere, dass die eigentliche Schwungmasse 5 des Schwungrads 4 in einem äußeren radialen Bereich des Schwungrads 4 angeordnet sein kann. Das durch 2 gezeigte Schwungrad 4 kann insbesondere in der Starteinrichtung 1 nach 1 eingesetzt werden. 2 shows particular that the actual flywheel 5 of the flywheel 4th in an outer radial area of the flywheel 4th can be arranged. That through 2 shown flywheel 4th can in particular in the starting device 1 to 1 can be used.

3 zeigt einen P2-Hybridantrieb 3 eines nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeugs. Der P2-Hybridantrieb 3 umfasst zum einen die Starteinrichtung 1 und den Verbrennungsmotor 2 gemäß 1. Weiterhin umfasst der P2-Hybridantrieb 3 eine elektrische Maschine 12, insbesondere einen elektrischen Motor, ein Getriebe 13, eine zweite Kupplung 14, z.B. eine erste Reibkupplung, und eine dritte Kupplung 15, z.B. eine zweite Reibkupplung. Dabei ist die elektrische 12 Maschine zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem Getriebe 13 angeordnet. Der Verbrennungsmotor 2 und die elektrische Maschine 12 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel linear hintereinander angeordnet (P2-Hybridantrieb). Weiterhin kann durch die zweite Kupplung 14 der Verbrennungsmotor 2 mit/von der elektrischen Maschine 12 gekoppelt/entkoppelt werden. Ferner kann durch die dritte Kupplung 15 die elektrische Maschine 12 mit/von dem Getriebe 13 gekoppelt/entkoppelt werden. 3 shows a P2 hybrid drive 3 of a motor vehicle not shown in any more detail. The P2 hybrid drive 3 comprises, on the one hand, the starting device 1 and the internal combustion engine 2 according to 1 . The P2 hybrid drive 3 also includes an electric machine 12th , in particular an electric motor, a gearbox 13th , a second clutch 14th , for example a first friction clutch, and a third clutch 15th , for example a second friction clutch. The electrical machine 12 is between the internal combustion engine 2 and the gearbox 13th arranged. The internal combustion engine 2 and the electric machine 12th are arranged linearly behind one another in the exemplary embodiment shown (P2 hybrid drive). Furthermore, through the second clutch 14th the internal combustion engine 2 with / from the electrical machine 12th be coupled / decoupled. Furthermore, through the third clutch 15th the electric machine 12th with / from the gearbox 13th be coupled / decoupled.

Ein Antriebsmoment einer Ausgangswelle 16 des Getriebes 13 kann über ein Differenzialgetriebe 17 und eine Achse 18 des Kraftfahrzeugs auf zwei Räder 19 und 20 des Kraftfahrzeugs übertragen werden. Sofern die dritte Kupplung 15 geschlossen ist, kann das Antriebsmoment der Ausgangswelle 16 des Getriebes 13 durch die elektrische Maschine 12 erzeugt werden. Sofern auch die zweite Kupplung 14 geschlossen ist, kann das Antriebsmoment der Ausgangswelle 16 des Getriebes 13 durch die elektrische Maschine 12 und den Verbrennungsmotor 2 erzeugt werden. Sofern zusätzlich auch noch die erste Kupplung 6 geschlossen ist, kann das Antriebsmoment der Ausgangswelle 16 des Getriebes 13 durch die elektrische Maschine 12, den Verbrennungsmotor 2 und das Schwungrad 4 der Starteinrichtung 1 bereitgestellt werden. In diesem Fall kann die Starteinrichtung 1 als „Boost“-Einrichtung wirken, um beispielsweise ein kurzfristig angefordertes Spitzendrehmoment bereitzustellen.A drive torque of an output shaft 16 of the transmission 13th can have a differential gear 17th and an axis 18th of the motor vehicle on two wheels 19th and 20th of the motor vehicle are transmitted. Unless the third clutch 15th is closed, the drive torque of the output shaft 16 of the transmission 13th by the electric machine 12th be generated. If also the second clutch 14th is closed, the drive torque of the output shaft 16 of the transmission 13th by the electric machine 12th and the internal combustion engine 2 be generated. If also the first clutch 6th is closed, the drive torque of the output shaft 16 of the transmission 13th by the electric machine 12th , the internal combustion engine 2 and the flywheel 4th the starting device 1 to be provided. In this case, the starting device 1 act as a “boost” device, for example to provide a short-term requested peak torque.

4 veranschaulicht in einem Ablaufdiagramm, wie das Schwungrad 4 der Starteinrichtung gemäß 1 mittels des Verbrennungsmotors 2 nach 1 auf Drehzahl gebracht und auf Drehzahl gehalten werden kann. In einem ersten Schritt 100 wird der Verbrennungsmotor 2 durch die elektrische Maschine 12 gestartet, wobei sich die erste Kupplung 6 in ihrer geöffneten Stellung befindet, die dritte Kupplung 15 in ihrer geöffneten Stellung befindet und die zweite Kupplung 14 in ihrer geschlossenen Stellung befindet. Die Steuerungseinheit 7 ermittelt in einem zweiten Schritt 200 kontinuierlich über den zweiten Sensor 11 die Drehzahl nW der Kurbelwelle 8 des Verbrennungsmotors 2. Sofern die Steuerungseinheit 7 dabei feststellt, dass die Drehzahl nw der Kurbelwelle 8 eine Leerlaufdrehzahl nL des Verbrennungsmotors 2 übersteigt oder die Leerlaufdrehzahl nL zumindest erreicht, veranlasst sie in einem dritten Schritt 300, dass sich die erste Kupplung 6 in ihre geschlossene Stellung bewegt. 4th illustrates in a flow chart how the flywheel 4th according to the starting device 1 by means of the internal combustion engine 2 to 1 can be brought up to speed and kept at speed. In a first step 100 becomes the internal combustion engine 2 by the electric machine 12th started taking the first clutch 6th is in its open position, the third clutch 15th is in its open position and the second clutch 14th is in its closed position. The control unit 7th determined in a second step 200 continuously via the second sensor 11 the speed n W of the crankshaft 8th of the internal combustion engine 2 . Unless the control unit 7th determines that the speed nw of the crankshaft 8th an idling speed n L of the internal combustion engine 2 exceeds or at least reaches the idle speed n L , causes it in a third step 300 that is the first clutch 6th moved to their closed position.

In der geschlossenen Stellung der ersten Kupplung 6 treibt die Kurbelwelle 8 das Schwungrad 4 über dessen Wellenzapfen 9 an. In einem vierten Schritt 400 ermittelt die Steuerungseinheit 7 über den ersten Sensor 10 kontinuierlich die Drehzahl nS des Wellenzapfens 9 des Schwungrads 4. Sofern die Steuerungseinheit 7 dabei feststellt, dass die Drehzahl nS des Wellenzapfens 9 eine festgelegte minimale Drehzahl nmin erreicht oder übersteigt, veranlasst sie in einem fünften Schritt 500, dass sich die erste Kupplung 6 in eine geöffnete Stellung bewegt. Die minimale Drehzahl nmin kann insbesondere auf einen Wert festgelegt werden, welcher ausreicht, um den Verbrennungsmotor 2 zu starten.In the closed position of the first clutch 6th drives the crankshaft 8th the flywheel 4th over its shaft journal 9 at. In a fourth step 400 determines the control unit 7th over the first sensor 10 continuously the speed n S of the shaft journal 9 of the flywheel 4th . Unless the control unit 7th determines that the speed n S of the shaft journal 9 reaches or exceeds a specified minimum speed nmin, causes it in a fifth step 500 that is the first clutch 6th moved to an open position. The minimum speed nmin can in particular be set to a value which is sufficient to power the internal combustion engine 2 to start.

In einem sechsten Schritt 600 ermittelt die Steuerungseinheit 7 bei geöffneter erster Kupplung 6 über den ersten Sensor 10 kontinuierlich die Drehzahl nS des Wellenzapfens 9. Weiterhin ermittelt die Steuerungseinheit 7 in einem siebten Schritt 700 bei geöffneter erster Kupplung 6 über den zweiten Sensor 11 kontinuierlich die Drehzahl nW der Kurbelwelle 8. Die Schritte 600 und 700 können insbesondere zeitgleich ablaufen.In a sixth step 600 determines the control unit 7th when the first clutch is open 6th over the first sensor 10 continuously the speed n S of the shaft journal 9 . The control unit also determines 7th in a seventh step 700 when the first clutch is open 6th via the second sensor 11 continuously the speed n W of the crankshaft 8th . The steps 600 and 700 can in particular run at the same time.

Sofern die Steuerungseinheit 7 in den Schritten 600 und 700 festgestellt, dass erstens die Drehzahl nS des Wellenzapfens 9 unterhalb der minimalen Drehzahl nmin liegt (Bedingung 1), und dass zweitens die Drehzahl nW der Kurbelwelle 8 höher ist als die Drehzahl nS des Wellenzapfens 9 (Bedingung 2), wird das vorstehend beschriebene Verfahren ab dem dritten Schritt 300, gemäß welchem die erste Kupplung 6 geschlossen wird, erneut durchlaufen.Unless the control unit 7th in the steps 600 and 700 found that, firstly, the rotational speed n S of the shaft journal 9 is below the minimum speed nmin (condition 1 ), and secondly the speed n W of the crankshaft 8th is higher than the speed n S of the shaft journal 9 (Condition 2 ), the procedure described above starts from the third step 300 , according to which the first clutch 6th is closed, run through again.

Sofern die Steuerungseinheit 7 in den Schritten 600 und 700 jedoch feststellt, dass die Bedingung 1 und die Bedingung 2 nicht erfüllt sind, so kann in einem achten Schritt 800 (5) die erste Kupplung 6 geschlossen werden, um den Verbrennungsmotor 2 erneut zu starten, sofern dieser zuvor gestoppt worden ist.Unless the control unit 7th in the steps 600 and 700 however, states that the condition 1 and the condition 2 are not met, so can be done in an eighth step 800 ( 5 ) the first clutch 6th be closed to the internal combustion engine 2 restart if it has been stopped before.

4 veranschaulicht in einem Ablaufdiagramm, wie der Verbrennungsmotor nach 1 nach einem Stopp wieder durch die Startvorrichtung nach 1 gestartet werden kann. Nachdem die erste Kupplung 6 in dem achten Schritt 800 geschlossen worden ist, treibt das Schwungrad 4 über den Wellenzapfen 9 und die geschlossene erste Kupplung 6 die Kurbelwelle 8 an, sodass die Kurbelwelle 8 in Rotation versetzt wird. Dabei ermittelt die Steuerungseinheit 7 in einem neunten Schritt 900 über den zweiten Sensor 11 kontinuierlich die Drehzahl nW der Kurbelwelle 8. Sofern die Steuerungseinheit 7 dabei feststellt, dass die Drehzahl nW der Kurbelwelle 8 die Leerlaufdrehzahl nL des Verbrennungsmotors 2 übersteigt oder zumindest erreicht, veranlasst sie in einem zehnten Schritt 1000, dass der Verbrennungsmotor 2 gestartet wird. Anschließend wird in einem elften Schritt 1100 die erste Kupplung 6 geöffnet. Die Steuerungseinheit 7 ermittelt dann in einem zwölften Schritt 1200 kontinuierlich die Drehzahl nW der Kurbelwelle 8. Sofern die Steuerungseinheit 7 dabei feststellt, dass die Drehzahl nW der Kurbelwelle 8 kleiner oder gleich der Drehzahl ns des Wellenzapfens 9 des Schwungrads 4 ist, schließt sie in einem dreizehnten Schritt 1300 erneut die erste Kupplung 6, sodass die Kurbelwelle 8 erneut von dem Wellenzapfen 9 Schwungrads 4 angetrieben wird. Anschließend kann das Verfahren ab dem Schritt 400 (4) erneut durchlaufen werden. 4th illustrates in a flow chart how the internal combustion engine according to 1 after a stop again by the starting device 1 can be started. After the first clutch 6th in the eighth step 800 has been closed, drives the flywheel 4th over the shaft journal 9 and the closed first clutch 6th the crankshaft 8th so that the crankshaft 8th is set in rotation. The control unit determines 7th in a ninth step 900 via the second sensor 11 continuously the speed n W of the crankshaft 8th . Unless the control unit 7th determines that the speed n W of the crankshaft 8th the idling speed n L of the internal combustion engine 2 exceeds or at least reaches, induces them in a tenth step 1000 that the internal combustion engine 2 is started. Then in an eleventh step 1100 the first clutch 6th open. The control unit 7th then determined in a twelfth step 1200 continuously the speed n W of the crankshaft 8th . Unless the control unit 7th determines that the speed n W of the crankshaft 8th less than or equal to the speed ns of the shaft journal 9 of the flywheel 4th it closes in a thirteenth step 1300 again the first clutch 6th so that the crankshaft 8th again from the shaft journal 9 Flywheel 4th is driven. The method can then start from step 400 ( 4th ) must be run through again.

Im Folgenden werden für den vorstehend beschriebenen erneuten Start des Verbrennungsmotors 2 beispielhafte Energiebedarfe dargestellt. Beispielsweise kann das Schwungrad 4 oder dessen Schwungmasse 5 aus Eisen bestehen. Eisen hat eine spezifische Dichte von 7,8 kg/Liter. Bei einem Durchmesser von 25 cm und eine Dicke von 2 cm ergibt sich z.B. eine Masse von 7,7 kg. Beispielsweise kann das Schwungrad 4 durch die Kurbelwelle 8 des Verbrennungsmotors 2 auf eine Drehzahl von 2500 Umdrehungen/min gebracht werden und anschließend von der Kurbelwelle 8 abgekoppelt werden. Werden nun der Verbrennungsmotor 2 und damit auch die Kurbelwelle 8 gestoppt, die erste Kupplung 6 wieder geschlossen und somit die Kurbelwelle 8 von den Wellenzapfen des Schwungrads 4 angetrieben, so kann sich die Drehzahl des Wellenzapfens 9 auf beispielsweise 700 Umdrehungen/min verringern. Bei J = 0,06 kg m2 ergibt sich dann eine Energie von 1899 Ws. Zum Vergleich kann sich bei einem aus dem Stand der Technik bekannten Start mittels elektrischer Energie bei einem üblichen Leistungsbedarf von 7 kW (Peak-Wert, elektrisch) bzw. im Mittel 3, 5 kW für 500 ms eine Energie von 1750 Ws ergeben.In the following, for the restart of the internal combustion engine described above 2 exemplary energy requirements are shown. For example, the flywheel 4th or its flywheel 5 consist of iron. Iron has a specific density of 7.8 kg / liter. For example, a diameter of 25 cm and a thickness of 2 cm results in a mass of 7.7 kg. For example, the flywheel 4th through the crankshaft 8th of the internal combustion engine 2 be brought to a speed of 2500 revolutions / min and then by the crankshaft 8th be disconnected. Will now be the internal combustion engine 2 and with it the crankshaft 8th stopped the first clutch 6th closed again and thus the crankshaft 8th from the shaft journals of the flywheel 4th driven, so the speed of the shaft journal 9 reduce to 700 revolutions / min, for example. At J = 0.06 kg m 2, the result is an energy of 1899 Ws. For comparison, with a start known from the prior art using electrical energy with a usual power requirement of 7 kW (peak value, electrical) or on average 3 , 5 kW result in an energy of 1750 Ws for 500 ms.

Claims (10)

Starteinrichtung (1) für einen Verbrennungsmotor (2) für einen Hybridantrieb (3) eines Kraftfahrzeugs, die Starteinrichtung (1) umfassend: - ein Schwungrad (4) mit einer Schwungmasse (5), - eine erste Kupplung (6) und - eine Steuerungseinheit (7), wobei die erste Kupplung (6) dazu eingerichtet ist, - in einem geschlossenen Zustand das Schwungrad (4) mit einer Abtriebswelle (8) des Verbrennungsmotors (2) zu koppeln, sodass das Schwungrad (4) von der Abtriebswelle (8) angetrieben wird oder die Abtriebswelle (8) von dem Schwungrad (4) angetrieben wird, und - in einem geöffneten Zustand das Schwungrad (4) von der Abtriebswelle (8) zu entkoppeln, und wobei die Steuerungseinheit (7) dazu eingerichtet ist, - die erste Kupplung (6) bei laufendem Verbrennungsmotor (2) zu schließen, um kinetische Energie in dem Schwungrad (4) zu speichern, - die erste Kupplung (6) vor einem Abstellen des Verbrennungsmotors (2) zu öffnen, und - die erste Kupplung (6) für einen Wiederstart des Verbrennungsmotors (2) zu schließen, um in dem Schwungrad (4) gespeicherte kinetische Energie auf die Abtriebswelle (8) des Verbrennungsmotors (2) zu dessen Wiederstart zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (7) dazu eingerichtet ist, die erste Kupplung (6) zum Speichern kinetischer Energie in dem Schwungrad (4) unmittelbar vor einem Abstellen des Verbrennungsmotors (2) zunächst zu schließen.Starting device (1) for an internal combustion engine (2) for a hybrid drive (3) of a motor vehicle, the starting device (1) comprising: - a flywheel (4) with a flywheel (5), - a first clutch (6) and - a control unit (7), the first clutch (6) being set up to - in a closed state the flywheel (4) is coupled to an output shaft (8) of the internal combustion engine (2) so that the flywheel (4) is disconnected from the output shaft (8 ) is driven or the output shaft (8) is driven by the flywheel (4), and - in an open state, the flywheel (4) is decoupled from the output shaft (8), and the control unit (7) is set up to - to close the first clutch (6) while the internal combustion engine (2) is running in order to store kinetic energy in the flywheel (4), - to open the first clutch (6) before the internal combustion engine (2) is switched off, and - the first clutch (6) for restarting the internal combustion engine ( 2) to close in order to transfer kinetic energy stored in the flywheel (4) to the output shaft (8) of the internal combustion engine (2) for its restart, characterized in that the control unit (7) is set up to connect the first clutch (6 ) to store kinetic energy in the flywheel (4) immediately before the internal combustion engine (2) is switched off. Starteinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerungseinheit (7) dazu eingerichtet ist, die erste Kupplung (6) zum Speichern kinetischer Energie in dem Schwungrad (4) unmittelbar vor einem Abstellen des Verbrennungsmotors (2) zu schließen und wieder zu öffnen.Starting device according to Claim 1 , wherein the control unit (7) is set up to close the first clutch (6) for storing kinetic energy in the flywheel (4) immediately before the internal combustion engine (2) is switched off and to open it again. Starteinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüch e, wobei die Steuerungseinheit (7) dazu eingerichtet ist, - die erste Kupplung (6) zu schließen, sofern sich die Abtriebswelle (8) mit einer Drehzahl dreht, welche mindestens so hoch ist wie eine Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors (2), sodass kinetische Energie in dem Schwungrad (4) gespeichert wird, - die erste Kupplung (6) zu öffnen, sofern sich das Schwungrad (4) mit einer Drehzahl dreht, welche mindestens so hoch ist wie eine festgelegte minimale Drehzahl zum Starten des Verbrennungsmotors (2), und - die erste Kupplung (6) erneut zu schließen, sofern die Abtriebswelle (8) nicht rotiert, sodass in dem Schwungrad (4) gespeicherte kinetische Energie auf die Abtriebswelle (8) des Verbrennungsmotors (2) zu dessen Start übertragen wird.Starting device (1) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (7) is set up to - to close the first clutch (6), provided that the output shaft (8) rotates at a speed which is at least as high as an idling speed of the internal combustion engine (2), so that kinetic energy is stored in the flywheel (4), - To open the first clutch (6), provided that the flywheel (4) rotates at a speed which is at least as high as a specified minimum speed for starting the internal combustion engine (2), and - To close the first clutch (6) again, provided that the output shaft (8) is not rotating, so that kinetic energy stored in the flywheel (4) is transferred to the output shaft (8) of the internal combustion engine (2) when it is started. Starteinrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei die Steuerungseinheit (7) dazu eingerichtet ist, - die Drehzahl des Schwungrads (4) und der Abtriebswelle (8) zu erfassen, wenn die erste Kupplung (6) geöffnet ist, und - die erste Kupplung (6) zum Speichern kinetischer Energie in dem Schwungrad (4) erneut zu schließen, sofern die Drehzahl des Schwungrads (4) kleiner ist als die minimale Drehzahl und sofern die Drehzahl der Abtriebswelle (8) höher ist als die Drehzahl des Schwungrads (4).Starting device (1) Claim 3 , wherein the control unit (7) is set up to - detect the speed of the flywheel (4) and the output shaft (8) when the first clutch (6) is open, and - the first clutch (6) for storing kinetic energy to close again in the flywheel (4) if the speed of the flywheel (4) is less than the minimum speed and if the speed of the output shaft (8) is higher than the speed of the flywheel (4). Starteinrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit (7) dazu eingerichtet ist, die Drehzahl der Abtriebswelle (8) zu erfassen, wenn die erste Kupplung (6) zum Speichern kinetischer Energie in dem Schwungrad (4) geschlossen ist, und die erste Kupplung (6) zu öffnen, sofern die Drehzahl der Abtriebswelle (8) sinkt.Starting device (1) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (7) is set up to detect the speed of the output shaft (8) when the first clutch (6) for storing kinetic energy in the flywheel (4) is closed, and to open the first clutch (6) if the speed of the output shaft (8) falls. Starteinrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Rundlauf des Verbrennungsmotors (2) nach Bedarf über das Zuschalten des Schwungrads (4) mit der Schwungmasse (5) verbessert wird.Starting device (1) according to one of the preceding claims, the concentricity of the internal combustion engine (2) being improved as required by switching on the flywheel (4) with the flywheel (5). Verbrennungsmotor (2) für einen Hybridantrieb (3) eines Kraftfahrzeugs, der Verbrennungsmotor (2) umfassend eine Abtriebswelle (8) und eine Starteinrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Schwungrad (4) der Starteinrichtung (1) an einer Stirnseite des Verbrennungsmotors (2) angeordnet ist.Internal combustion engine (2) for a hybrid drive (3) of a motor vehicle, the internal combustion engine (2) comprising an output shaft (8) and a starter device (1) according to one of the preceding claims, the flywheel (4) of the starter device (1) on one end face of the internal combustion engine (2) is arranged. Hybridantrieb (3) umfassend einen Verbrennungsmotor (2) nach Anspruch 7, eine elektrische Maschine (12), ein Getriebe (13), eine zweite Kupplung (14) und eine dritte Kupplung (16), wobei - die elektrische Maschine (12) zwischen dem Verbrennungsmotor (2) und dem Getriebe (13) angeordnet ist, - die zweite Kupplung (14) dazu eingerichtet ist, den Verbrennungsmotor (2) mit der elektrischen Maschine (12) zu koppeln und den Verbrennungsmotor (2) von der elektrischen Maschine (12) zu entkoppeln, - die dritte Kupplung (15) dazu eingerichtet ist, die elektrische Maschine (12) mit dem Getriebe (13) zu koppeln und die elektrische Maschine (12) von dem Getriebe (13) zu entkoppeln.Hybrid drive (3) comprising an internal combustion engine (2) according to Claim 7 , an electric machine (12), a transmission (13), a second clutch (14) and a third clutch (16), wherein - the electric machine (12) is arranged between the internal combustion engine (2) and the transmission (13) - the second clutch (14) is set up to couple the internal combustion engine (2) with the electrical machine (12) and to decouple the internal combustion engine (2) from the electrical machine (12), - the third clutch (15) for this purpose is set up, the electric machine (12) with the transmission (13) couple and decouple the electric machine (12) from the transmission (13). Kraftfahrzeug umfassend einen Hybridantrieb (3) nach Anspruch 8.Motor vehicle comprising a hybrid drive (3) according to Claim 8 . Verfahren zum Starten eines Verbrennungsmotors (2) nach Anspruch 7 mit einer Starteinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das Verfahren umfassend die folgenden Schritte, welche jeweils durch die Steuerungseinheit (7) der Starteinrichtung (1) veranlasst werden: - Empfangen eines Befehls zum Abstellen des Verbrennungsmotors (2), - danach Schließen der ersten Kupplung (6) bei laufendem Verbrennungsmotor (2), um kinetische Energie in dem Schwungrad (4) zu speichern, - Öffnen der ersten Kupplung (6) vor einem Abstellen des Verbrennungsmotors (2), und - Schließen der ersten Kupplung (6) für einen Wiederstart des Verbrennungsmotors (2) um in dem Schwungrad (4) gespeicherte kinetische Energie auf die Abtriebswelle (8) des Verbrennungsmotors (2) zu dessen Wiederstart zu übertragen.Method for starting an internal combustion engine (2) according to Claim 7 with a starting device (1) according to one of the Claims 1 to 6th The method comprising the following steps, which are each initiated by the control unit (7) of the starting device (1): - receiving a command to switch off the internal combustion engine (2), - then closing the first clutch (6) while the internal combustion engine (2) is running ) in order to store kinetic energy in the flywheel (4), - opening the first clutch (6) before switching off the internal combustion engine (2), and - closing the first clutch (6) for restarting the internal combustion engine (2) to in the flywheel (4) stored kinetic energy to the output shaft (8) of the internal combustion engine (2) to restart it.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110103721A (en) * 2019-07-02 2019-08-09 潍柴动力股份有限公司 Braking method and entire car controller

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3726119A1 (en) * 1987-08-06 1989-02-16 Wolff Hans Dietrich Rapid starting device for motor vehicles stopping at traffic lights
DE4444545A1 (en) * 1993-12-22 1995-06-29 Volkswagen Ag Hybrid vehicle with parallel IC engine and electrical generator drive
DE102010016723A1 (en) * 2009-05-01 2010-11-25 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Hybrid vehicle and control method
US20150073672A1 (en) * 2012-05-09 2015-03-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control apparatus
DE102014214614A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Internal combustion engine with starting device
DE102014220862A1 (en) * 2014-10-15 2016-04-21 Continental Automotive Gmbh Hybrid drive, hybrid vehicle, and method of operating a motor vehicle with a hybrid powertrain

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3726119A1 (en) * 1987-08-06 1989-02-16 Wolff Hans Dietrich Rapid starting device for motor vehicles stopping at traffic lights
DE4444545A1 (en) * 1993-12-22 1995-06-29 Volkswagen Ag Hybrid vehicle with parallel IC engine and electrical generator drive
DE102010016723A1 (en) * 2009-05-01 2010-11-25 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Hybrid vehicle and control method
US20150073672A1 (en) * 2012-05-09 2015-03-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control apparatus
DE102014214614A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Internal combustion engine with starting device
DE102014220862A1 (en) * 2014-10-15 2016-04-21 Continental Automotive Gmbh Hybrid drive, hybrid vehicle, and method of operating a motor vehicle with a hybrid powertrain

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