DE102017219539A1 - Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine eines Hybrid-Antriebs und Hybrid-Antrieb zur Durchführung eines derartigen Verfahrens - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten einer mit einer Kurbelwelle ausgestatteten Brennkraftmaschine eines Hybrid-Antriebs eines Kraftfahrzeuges, bei dem
- der Hybrid-Antrieb die Brennkraftmaschine und mindestens eine weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges umfasst,
- mindestens drei Startvorrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Kurbelwelle beim Starten zwangsweise in Drehung versetzbar ist, und
- eine Informationseinheit vorgesehen ist, die für das Starten der Brennkraftmaschine relevante Daten verwaltet und bei Bedarf bereitstellt.
Es soll ein Verfahren zum Starten der unbefeuerten Brennkraftmaschine aufgezeigt werden, mit dem sich der Startvorgang verbessern lässt.
Erreicht wird dies mit einem Verfahren der oben genannten Art, bei dem zum Starten der Brennkraftmaschine
- eine der mindestens drei Startvorrichtungen aktiviert wird, um die Kurbelwelle in Drehung zu versetzen, wobei zum Starten der Brennkraftmaschine eine geeignete Startvorrichtung in Abhängigkeit der Daten, welche von der Informationseinheit bereitstellt werden, ausgewählt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten einer mit einer Kurbelwelle ausgestatteten Brennkraftmaschine eines Hybrid-Antriebs eines Kraftfahrzeuges, bei dem
    • - der Hybrid-Antrieb die Brennkraftmaschine und mindestens eine weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges umfasst,
    • - mindestens drei Startvorrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Kurbelwelle beim Starten zwangsweise in Drehung versetzbar ist, und
    • - eine Informationseinheit vorgesehen ist, die für das Starten der Brennkraftmaschine relevante Daten verwaltet und bei Bedarf bereitstellt.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Hybrid-Antrieb zur Durchführung eines Verfahrens der vorstehend genannten Art.
  • Der Hybrid-Antrieb der eingangs genannten Art wird als Kraftfahrzeugantrieb eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Brennkraftmaschine Dieselmotoren und Ottomotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, die ein Hybrid-Brennverfahren nutzen.
  • Ein Hybrid-Antrieb umfasst neben einer Brennkraftmaschine häufig eine Elektromaschine als weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges.
  • Dabei kann entweder die Elektromaschine oder die Brennkraftmaschine zum Antreiben des Fahrzeuges verwendet werden. Regelmäßig kann aber auch neben der Brennkraftmaschine gleichzeitig die Elektromaschine als Antrieb eingesetzt und betrieben werden. Dann geben sowohl die Brennkraftmaschine als auch die Elektromaschine Leistung in den Antriebsstrang ab.
  • Bei der Entwicklung von Antrieben für Fahrzeuge ist man ständig bemüht, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren. Zudem wird eine Reduzierung der Schadstoffemissionen angestrebt, um zukünftige Grenzwerte für Schadstoffemissionen einhalten zu können.
  • Nach dem Stand der Technik kommen daher in Fahrzeugen immer häufiger elektrische Antriebe zum Einsatz und dies regelmäßig in Kombination mit einer Brennkraftmaschine als Hybrid-Antrieb.
  • Hinsichtlich der Verringerung des Kraftstoffverbrauchs bzw. der Reduzierung der Schadstoffemissionen ist dies nur dann vorteilhaft, falls der elektrische Antrieb in mindestens einem Betriebsbereich bzw. Kennfeldbereich einen höheren Wirkungsgrad als die Brennkraftmaschine und damit einen Vorteil gegenüber der Brennkraftmaschine aufweist bzw. die für den elektrischen Antrieb erforderliche Antriebsenergie aus einer Energierückgewinnung an Bord des Fahrzeuges stammt oder aus regenerativen, d.h. erneuerbaren Energiequellen generiert wurde. Ungeachtet dessen hat der elektrische Antrieb als emissionsfreier Antrieb im innerstädtischen Verkehr seine Berechtigung bzw. seine Vorzüge.
  • Für den Einsatz elektrischer Antriebe gibt es aber weitere relevante Gründe, beispielsweise die Reduzierung des Antriebsgeräusches eines Fahrzeuges. Die Geräuschemissionen eines Kraftfahrzeuges, insbesondere die Antriebsgeräusche, wirken sich nicht nur auf die Lebensqualität bzw. das Wohlbefinden, sondern insbesondere auch auf die Gesundheit der dem Geräusch ausgesetzten Menschen nachteilig aus, weshalb eine Vielzahl von Vorschriften erlassen worden sind, in denen die einzuhaltenden Geräuschgrenzwerte festgelegt wurden. Die wichtigsten Vorschriften sind dabei das Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) und die Richtlinien der Europäischen Kommission.
  • Das Starten bzw. Neustarten der Brennkraftmaschine gewinnt zunehmend an Bedeutung, da ein Konzept zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs darin besteht, die Brennkraftmaschine abzuschalten, wenn kein momentaner Leistungsbedarf vorliegt, anstatt diese im Leerlauf weiter zu betreiben (Start-Stop-Strategie). In der Praxis bedeutet dies, dass zumindest bei Fahrzeugstillstand die Brennkraftmaschine ausgeschaltet wird, d.h. außer Betrieb befindlich ist, d.h. unbefeuert ist. Ein Anwendungsfall ist der Stop-and-Go-Verkehr, wie er sich beispielsweise im Stau auf Autobahnen und Landstraßen einstellt. Im innerstädtischen Verkehr ist der Stop-and-Go-Verkehr infolge der vorhandenen und nicht aufeinander abgestimmten Ampelanlagen sowie des gestiegenen Verkehrsaufkommens nicht mehr die Ausnahme, sondern sogar die Regel.
  • Mit der zunehmenden Verbreitung von Hybrid-Antrieben der eingangs genannten Art gewinnt der Startvorgang der Brennkraftmaschine ebenfalls an Bedeutung, da anstelle der Brennkraftmaschine häufiger eine andere Drehmoment-Quelle für den Antrieb des Kraftfahrzeuges zum Einsatz kommt und die Brennkraftmaschine dann im Bedarfsfall wieder gestartet bzw. neugestartet werden muss.
  • Vor dem Hintergrund des Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Starten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, mit welchem sich der Startvorgang der unbefeuerten Brennkraftmaschine verbessern lässt.
  • Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Hybrid-Antrieb zur Durchführung eines derartigen Verfahrens bereitzustellen.
  • Gelöst wird die erste Teilaufgabe durch ein Verfahren zum Starten einer mit einer Kurbelwelle ausgestatteten Brennkraftmaschine eines Hybrid-Antriebs eines Kraftfahrzeuges, bei dem
    • - der Hybrid-Antrieb die Brennkraftmaschine und mindestens eine weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges umfasst,
    • - mindestens drei Startvorrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Kurbelwelle beim Starten zwangsweise in Drehung versetzbar ist, und
    • - eine Informationseinheit vorgesehen ist, die für das Starten der Brennkraftmaschine relevante Daten verwaltet und bei Bedarf bereitstellt,
    das dadurch gekennzeichnet ist, dass zum Starten der Brennkraftmaschine
    • - eine der mindestens drei Startvorrichtungen aktiviert wird, um die Kurbelwelle in Drehung zu versetzen, wobei zum Starten der Brennkraftmaschine eine geeignete Startvorrichtung in Abhängigkeit der Daten, welche von der Informationseinheit bereitstellt werden, ausgewählt wird.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nicht eine beliebige Startvorrichtung zum Starten der Brennkraftmaschine eingesetzt, sondern in Abhängigkeit von den momentan vorliegenden Randbedingungen eine konkrete Startvorrichtung ausgewählt, mit der die Kurbelwelle beim Starten zwangsweise in Drehung versetzt wird. Zur Auswahl stehen erfindungsgemäß mindestens drei verschiedene Startvorrichtungen und damit mindestens drei unterschiedliche Startprozeduren.
  • Damit trägt das erfindungsgemäße Verfahren dem Umstand Rechnung, dass bei unterschiedlichen Randbedingungen unterschiedliche Startprozeduren vorteilhaft sein können.
  • So kann es bei niedrigen Drehzahlen vorteilhaft sein, die Brennkraftmaschine unter Verwendung einer riementriebzugehörigen Startvorrichtung zu starten bzw. neu zu starten, um ein Ruckeln des Fahrzeuges zu vermeiden bzw. zu mindern. Der Fahrkomfort lässt sich auf diese Weise spürbar erhöhen.
  • Eine Informationseinheit verwaltet die für das Starten der Brennkraftmaschine relevanten Daten und stellt diese bei Bedarf bereit. Die Daten können ganz unterschiedlicher Art und Herkunft sein und beispielsweise die Brennkraftmaschine, das Fahrzeug, das Getriebe, den Antriebsstrang, die mindestens eine weitere Drehmoment-Quelle, die Umgebungsbedingungen, den Fahrer selbst oder Daten anderer Systeme - wie die Daten eines Navigationssystems - betreffen.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit die erste der Erfindung zugrundeliegende Teilaufgabe gelöst, nämlich ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine eines Hybrid-Antriebs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgezeigt, mit welchem sich der Startvorgang der unbefeuerten Brennkraftmaschine verbessern lässt.
  • Weitere vorteilhafte Verfahrensvarianten gemäß den Unteransprüchen werden im Folgenden erläutert.
  • Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der Hybrid-Antrieb als weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges eine Elektromaschine umfasst, die Leistung in einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges abgibt. Die Elektromaschine kann dann als alternative Drehmoment-Quelle eingesetzt werden, d.h. anstelle der Brennkraftmaschine, aber auch ergänzend, d.h. zusätzlich zur Brennkraftmaschine.
  • Ist als weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges eine Elektromaschine vorgesehen, können nämlich auch Ausführungsformen des Verfahrens vorteilhaft sein, bei denen die Elektromaschine verwendet wird, um bei befeuerter Brennkraftmaschine als zuschaltbarer Hilfsantrieb einen angeforderten Leistungsmehrbedarf zu befriedigen.
  • Ein Leistungsmehrbedarf, der angefordert wird und den die Brennkraftmaschine nicht befriedigen kann bzw. vorzugsweise nicht befriedigt, wird vorliegend von der Elektromaschine bereitgestellt, die dabei als zuschaltbarer Hilfsantrieb fungiert.
  • Vorteilhaft können auch Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Elektromaschine verwendet wird, um bei befeuerter Brennkraftmaschine als zuschaltbarer Generator einen von der Brennkraftmaschine bereitgestellten Leistungsüberschuss aufzunehmen.
  • Diese Verfahrensvariante gestattet es, die Brennkraftmaschine in einem Kennfeldpunkt zu betreiben, in welchem mehr Leistung als angefordert bereitgestellt wird. Vorteilhaft ist dies beispielsweise, wenn der gewählte Kennfeldpunkt sich durch einen hohen Wirkungsgrad auszeichnet. Die überschüssige Leistung kann von der als Generator betriebenen Elektromaschine aufgenommen und genutzt werden.
  • Vorteilhaft können auch Ausführungsformen des Verfahrens sein, bei denen die Elektromaschine verwendet wird, um im Schubbetrieb bei unbefeuerter Brennkraftmaschine als Generator Leistung vom Antriebsstrang aufzunehmen und auf diese Weise Energie zurück zu gewinnen. Die als Generator betriebene Elektromaschine generiert dabei ein Bremsmoment.
  • Ist als weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges eine Elektromaschine vorgesehen, sind Ausführungsformen des Verfahrens vorteilhaft, bei denen die Elektromaschine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbunden ist. Gemäß dieser Variante ist die Elektromaschine dauerhaft bzw. permanent mit der Brennkraftmaschine antriebsverbunden, d.h. untrennbar mit der Brennkraftmaschine verbunden. Folglich schleppt die Elektromaschine die Brennkraftmaschine im unbefeuerten Betrieb, weshalb Maßnahmen ergriffen werden sollten, mit denen sich das Schleppmoment reduzieren lässt. Zielführend kann es dabei sein, die Kompressionsarbeit der Brennkraftmaschine beim Ladungswechsel zu verringern; beispielsweise durch geänderte bzw. geeignete Steuerzeiten der Ventile.
  • Ist als weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges eine Elektromaschine vorgesehen, sind ebenfalls Ausführungsformen des Verfahrens vorteilhaft, bei denen die Elektromaschine mit der Brennkraftmaschine via eine Kupplung antriebsverbindbar ist.
  • Wird zum Antrieb des Kraftfahrzeuges die Elektromaschine eingesetzt, kann es vorteilhaft sein, die Elektromaschine mittels Öffnen der Kupplung von der unbefeuerten Brennkraftmaschine zu trennen, um das Schleppmoment zu reduzieren.
  • Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Brennkraftmaschine gestartet wird, wenn ein angefordertes Drehmoment Trequest ein vorgebbares Mindestdrehmoment Tlim überschreitet.
  • Ist als weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges eine Elektromaschine vorgesehen, sind auch Ausführungsformen des Verfahrens vorteilhaft, bei denen die Elektromaschine als Startvorrichtung zum Starten der Brennkraftmaschine ausgewählt und verwendet wird. Dabei macht man sich den Umstand zu Nutze, dass die Elektromaschine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbunden ist bzw. via eine Kupplung zumindest antriebsverbindbar ist. D.h. die Elektromaschine ist grundsätzlich fähig, die Kurbelwelle beim Starten zwangsweise in Drehung zu versetzen.
  • Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen ein Anlasser als Startvorrichtung vorgesehen ist und zum Starten der Brennkraftmaschine ausgewählt und verwendet wird. Ein herkömmlicher Starter, d.h. Anlasser, wird bzw. ist zum Starten der Brennkraftmaschine regelmäßig mit der Kurbelwelle mechanisch verbunden, beispielsweise unter Verwendung eines Ritzels bzw. eines Zahnradpaares, um die Kurbelwelle beim Starten zwangsweise in Drehung zu versetzen.
  • Die vorstehende Verfahrensvariante erfordert wie die nachfolgende Verfahrensvariante für den Startvorgang eine Trennung der Brennkraftmaschine vom übrigen Antriebsstrang zwecks Einleitens eines Startmomentes, gegebenenfalls unter Verwendung einer Kupplung.
  • Vorteilhaft sind nämlich auch Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen eine riementriebzugehörige Startvorrichtung als Startvorrichtung vorgesehen ist und zum Starten der Brennkraftmaschine ausgewählt und verwendet wird, wobei die riementriebzugehörige Startvorrichtung einen Start der Brennkraftmaschine via Riementrieb ermöglicht, wozu die riementriebzugehörige Startvorrichtung unter Verwendung des Riementriebs mit der Kurbelwelle kinematisch gekoppelt wird bzw. ist.
  • Ein Teil der in der Brennkraftmaschine durch die chemische Umsetzung des Kraftstoffes gewonnenen Leistung wird regelmäßig genutzt, um die für den Betrieb der Brennkraftmaschine und des Kraftfahrzeuges erforderlichen Nebenaggregate, insbesondere die Einspritzpumpe, die Ölpumpe, die Kühlmittelpumpe, die Lichtmaschine und dergleichen oder die für die Steuerung der Ventile erforderlichen Nockenwellen eines Ventiltriebs anzutreiben.
  • Für den Antrieb werden neben Kettentrieben auch Riementriebe verwendet, bei denen ein Riemen als Zugmittel verwendet wird. Der Riementrieb soll unter möglichst geringen Energieverlusten und mit möglichst wenig Wartungsaufwand durch Nachspannen ein großes Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nebenaggregate, insbesondere die Nockenwellen und die Einspritzpumpe, übertragen. Häufig wird dabei der Antrieb mehrerer Nebenaggregate in einem Riementrieb zusammengefasst.
  • Um den Riemen unter Spannung zu halten und damit einen möglichst sicheren und verschleißfreien Antrieb zu gewährleisten, wird an geeigneter Stelle des Riementriebes eine Spanneinrichtung vorgesehen, welche den Riemen durch Eingreifen quer zur Laufrichtung mit einer Kraft beaufschlagt, so dass der Riemen ständig unter Spannung steht und gehalten wird. Dies ist für die sichere Übertragung eines genügend großen Drehmomentes bzw. Antriebsmomentes unumgänglich, insbesondere um einen Schlupf des Riemens zu vermeiden, d.h. einen schlupffreien Antrieb zu gewährleisten.
  • Ein Riementrieb umfasst neben dem Riemen als Zugmittel ein auf der Kurbelwelle angeordnetes erstes antreibendes Rad sowie mindestens ein weiteres Rad, das auf einer Welle eines Nebenaggregats angeordnet ist, wobei der Riemen um das antreibende Rad und das mindestens eine weitere angetriebene Rad geführt ist. Die riementriebzugehörige Startvorrichtung ist regelmäßig in den Riementrieb unter Verwendung eines Rades eingebunden, das auf einer Welle der riementriebzugehörigen Startvorrichtung angeordnet ist, wobei der Riemen zusätzlich um dieses Rad geführt ist.
  • Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang auch Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die riemenzugehörige Startvorrichtung auch als Generator dient bzw. verwendet werden kann. Dann dient die Startvorrichtung in ihrer Hauptfunktion dem Neustarten der Brennkraftmaschine und nach dem Starten beispielsweise als Lichtmaschine, wobei das auf der Welle der Startvorrichtung angeordnete Rad dann ein im Riementrieb befindliches weiteres angetriebenes Rad darstellt.
  • Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Informationseinheit Daten über vorliegende Fahrwiderstände verwaltet und bei Bedarf bereitstellt, beispielweise über eine Steigung oder ein Gefälle der momentan befahrenen Fahrbahn. Es können aber auch Daten sein, die - gegebenenfalls unterstützt von einem Fahrerinformationssystem bzw. einem Navigationssystem - Auskunft darüber geben, ob ein Berg, ein Hügel oder eine Talsohle durchfahren wird bzw. kurz davor ist, durchfahren zu werden. Letzteres sind Daten, die im Rahmen eines sogenannten vorausschauenden Fahrens Berücksichtigung finden.
  • Vorteilhaft sind - auch im Zusammenhang mit der vorstehenden Ausführungsform - Verfahrensvarianten, bei denen die Informationseinheit Daten über eine vorgesehene Bremsanlage verwaltet und bei Bedarf bereitstellt, beispielweise ob das Kraftfahrzeug momentan unter Verwendung der Bremsanlage verzögert wird oder ob das Kraftfahrzeug momentan infolge einer Energierückgewinnung verzögert wird.
  • Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Informationseinheit Daten über einen Ladezustand eines Energiespeichers für elektrische Energie verwaltet und bei Bedarf bereitstellt. Ist als weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges eine Elektromaschine vorgesehen und der Ladezustand des zugehörigen Energiespeichers der Elektromaschine kritisch, d.h. für einen weiteren elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeuges nicht ausreichend, muss die Brennkraftmaschine im Einzelfall zwecks Antrieb des Kraftfahrzeuges gestartet werden, obwohl andere Daten der Informationseinheit einem Start der Brennkraftmaschine entgegenstehen.
  • Als Energiespeicher kann beispielsweise ein Akkumulator oder ein Kondensator dienen, der auch überschüssige von der Brennkraftmaschine bereitgestellte Leistung, die nicht benötigt wird, aufnehmen und speichern kann, falls die Elektromaschine nicht als Antrieb, sondern als Generator eingesetzt wird. Auf diese Weise lässt sich auch im Schubbetrieb Energie zurückgewinnen und speichern.
  • Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Informationseinheit Daten über einen Zustand des Kraftfahrzeuges verwaltet und bei Bedarf bereitstellt.
  • Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Daten eine oder mehrere der folgenden Zustandsgrößen des Kraftfahrzeuges umfassen:
    • - Fahrzeuggeschwindigkeit,
    • - Querbeschleunigung,
    • - Längsbeschleunigung,
    • - Gaspedalstellung,
    • - Kupplungspedal stellung,
    • - Bremspedalstellung,
    • - Rollwiderstand,
    • - Reifendruck,
    • - Gewicht, und/oder
    • - Zuladung.
  • Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Informationseinheit Daten über einen Zustand der Brennkraftmaschine verwaltet und bei Bedarf bereitstellt.
  • Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Daten eine oder mehrere der folgenden Zustandsgrößen der Brennkraftmaschine umfassen:
    • - Drehzahl einer Kurbelwelle,
    • - Ladedruck einer Aufladevorrichtung,
    • - Motortemperatur,
    • - Motoröltemperatur, und/oder
    • - Kühlmitteltemperatur einer vorgesehenen Flüssigkeitskühlung.
  • Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Informationseinheit Daten über einen Zustand eines Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges verwaltet und bei Bedarf bereitstellt.
  • Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Daten eine oder mehrere der folgenden Zustandsgrößen des Antriebsstranges umfassen:
    • - Drehzahl von Komponenten des Antriebsstranges, beispielsweise von Achsen
    • - Resonanzfrequenzen,
    • - Drehzahl eines Rades des Antriebsstranges, und/oder
    • - Schaltzustand einer Kupplung des Antriebsstranges.
  • Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Informationseinheit Daten über einen Zustand eines Getriebes des Kraftfahrzeuges verwaltet und bei Bedarf bereitstellt.
  • Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Daten eine oder mehrere der folgenden Zustandsgrößen des Getriebes umfassen:
    • - Drehzahl einer Welle des Getriebes,
    • - momentaner Gang des Getriebes, und/oder
    • - Getriebeöltemperatur.
  • Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Informationseinheit Daten über ein Fahrverhalten eines das Kraftfahrzeug bedienenden Fahrers verwaltet und bei Bedarf bereitstellt. Solche Daten können auch Informationen über die Lenkbewegung, d.h. die Bewegung eines vorgesehenen Lenkrades durch den Fahrer umfassen.
  • Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Informationseinheit Daten über die weitere Drehmoment-Quelle verwaltet und bei Bedarf bereitstellt.
  • Wird als weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges eine Elektromaschine verwendet, sind Ausführungsformen des Verfahrens vorteilhaft, bei denen die Informationseinheit Daten über die Elektromaschine verwaltet und bei Bedarf bereitstellt.
  • Diese Verfahrensvariante gestattet es, das Kennfeld der verwendeten Elektromaschine zu berücksichtigen. Dadurch kann insbesondere dem Umstand Rechnung getragen werden, dass die Elektromaschine in unterschiedlichen Kennfeldbereichen verschiedene Wirkungsgrade aufweist, d.h. ein Betrieb in einem Kennfeldbereich vorteilhafter sein kann als in einem anderen Kennfeldbereich. Insofern können Daten bereitgestellt werden, die erkennen lassen, dass zum Antrieb des Kraftfahrzeuges ein Wechsel von der Elektromaschine zur Brennkraftmaschine sinnvoll ist; beispielsweise aufgrund des Wirkungsgrades.
  • Die zweite Teilaufgabe, nämlich einen Hybrid-Antrieb zur Durchführung eines Verfahrens einer vorstehenden Art bereitzustellen, wird gelöst durch einen Hybrid-Antrieb eines Kraftfahrzeuges umfassend eine mit einer Kurbelwelle ausgestattete Brennkraftmaschine sowie mindestens eine weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges, bei der
    • - mindestens drei Startvorrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Kurbelwelle beim Starten zwangsweise in Drehung versetzbar ist, und
    • - eine Informationseinheit vorgesehen ist, die für das Starten der Brennkraftmaschine relevante Daten verwaltet und bei Bedarf bereitstellt, wobei die Daten die Grundlage bilden für die Auswahl einer geeigneten Startvorrichtung zum Starten der Brennkraftmaschine.
  • Das bereits für das erfindungsgemäße Verfahren Gesagte gilt auch für den erfindungsgemäßen Hybrid-Antrieb, weshalb an dieser Stelle im Allgemeinen Bezug genommen wird auf die hinsichtlich der Verfahrensvarianten gemachten Ausführungen.
  • Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Antriebseinheit, bei denen der Hybrid-Antrieb als weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges eine Elektromaschine umfasst, die Leistung in einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges abgibt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der 1 näher beschrieben. Hierbei zeigt:
    • 1 schematisch in Gestalt eines Flussdiagramms eine Ausführungsform des Verfahrens zum Starten einer Brennkraftmaschine eines Hybrid-Antriebs eines Kraftfahrzeuges.
  • 1 zeigt schematisch in Gestalt eines Flussdiagramms eine Ausführungsform des Verfahrens zum Starten einer Brennkraftmaschine eines Hybrid-Antriebs eines Kraftfahrzeuges KFZ.
  • Nach dem Start des Verfahrens wird in einem ersten Verfahrensschritt zunächst abgefragt, ob die Brennkraftmaschine in Betrieb ist oder außer Betrieb ist, d.h. unbefeuert ist. Ist die Brennkraftmaschine in Betrieb, entfällt ein erneutes Starten der Brennkraftmaschine a priori und das Verfahren wird beendet.
  • Ist die Brennkraftmaschine hingegen außer Betrieb und liegt gemäß einem zweiten Verfahrensschritt seitens des Fahrers eine Drehmomentanforderung vor, wird in einem dritten Verfahrensschritt überprüft, ob das angeforderte Drehmoment Trequest ein vorgebbares Mindestdrehmoment Tlim überschreitet. Falls diese Voraussetzung vorliegt, besteht vorliegend Bedarf für ein erneutes Starten der Brennkraftmaschine, so dass im Rahmen eines vierten Verfahrensschrittes von einer Informationseinheit verwaltete und bereitstellte Daten, die für das Starten der Brennkraftmaschine relevant sind, Berücksichtigung finden, um in einem fünften Verfahrensschritt zum Starten der Brennkraftmaschine eine von drei Startvorrichtungen STV1, STV2 oder STV3 zu aktivieren und die Kurbelwelle in Drehung zu versetzen. Dabei wird in Abhängigkeit der Daten, welche von der Informationseinheit bereitstellt werden, eine Startvorrichtung STV1, STV2 oder STV3 ausgewählt, die unter den vorliegenden Randbedingungen besonders geeignet ist.
  • Bezugszeichenliste
    • KFZ
    Kraftfahrzeug, Fahrzeug
    STV1
    erste Startvorrichtung
    STV2
    zweite Startvorrichtung
    STV3
    dritte Startvorrichtung
    Trequest
    von Fahrerseite angefordertes Drehmoment
    Tlim
    vorgebbares Mindestdrehmoment zum Starten der Brennkraftmaschine

Claims (19)

  1. Verfahren zum Starten einer mit einer Kurbelwelle ausgestatteten Brennkraftmaschine eines Hybrid-Antriebs eines Kraftfahrzeuges, bei dem - der Hybrid-Antrieb die Brennkraftmaschine und mindestens eine weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges umfasst, - mindestens drei Startvorrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Kurbelwelle beim Starten zwangsweise in Drehung versetzbar ist, und - eine Informationseinheit vorgesehen ist, die für das Starten der Brennkraftmaschine relevante Daten verwaltet und bei Bedarf bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass zum Starten der Brennkraftmaschine - eine der mindestens drei Startvorrichtungen aktiviert wird, um die Kurbelwelle in Drehung zu versetzen, wobei zum Starten der Brennkraftmaschine eine geeignete Startvorrichtung in Abhängigkeit der Daten, welche von der Informationseinheit bereitstellt werden, ausgewählt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybrid-Antrieb als weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges eine Elektromaschine umfasst, die Leistung in einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges abgibt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbunden ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine mit der Brennkraftmaschine via eine Kupplung antriebsverbindbar ist.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine gestartet wird, wenn ein angefordertes Drehmoment Trequest ein vorgebbares Mindestdrehmoment Tlim überschreitet.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine als Startvorrichtung zum Starten der Brennkraftmaschine ausgewählt und verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anlasser als Startvorrichtung vorgesehen ist und zum Starten der Brennkraftmaschine ausgewählt und verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine riementriebzugehörige Startvorrichtung als Startvorrichtung vorgesehen ist und zum Starten der Brennkraftmaschine ausgewählt und verwendet wird, wobei die riementriebzugehörige Startvorrichtung einen Start der Brennkraftmaschine via Riementrieb ermöglicht, wozu die riementriebzugehörige Startvorrichtung unter Verwendung des Riementriebs mit der Kurbelwelle kinematisch gekoppelt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationseinheit Daten über vorliegende Fahrwiderstände verwaltet und bei Bedarf bereitstellt.
  10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationseinheit Daten über einen Ladezustand eines Energiespeichers für elektrische Energie verwaltet und bei Bedarf bereitstellt.
  11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationseinheit Daten über einen Zustand des Kraftfahrzeuges verwaltet und bei Bedarf bereitstellt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten eine oder mehrere der folgenden Zustandsgrößen des Kraftfahrzeuges umfassen: - Fahrzeuggeschwindigkeit, - Querbeschleunigung, - Längsbeschleunigung, - Gaspedalstellung, - Kupplungspedal stellung, - Bremspedalstellung, - Gewicht, und/oder - Zuladung.
  13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationseinheit Daten über einen Zustand der Brennkraftmaschine verwaltet und bei Bedarf bereitstellt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten eine oder mehrere der folgenden Zustandsgrößen der Brennkraftmaschine umfassen: - Drehzahl einer Kurbelwelle, - Ladedruck einer Aufladevorrichtung, - Motortemperatur, - Motoröltemperatur, und/oder - Kühlmitteltemperatur einer vorgesehenen Flüssigkeitskühlung.
  15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationseinheit Daten über einen Zustand eines Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges verwaltet und bei Bedarf bereitstellt.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten eine oder mehrere der folgenden Zustandsgrößen des Antriebsstranges umfassen: - Drehzahl von Komponenten des Antriebsstranges, - Resonanzfrequenzen, - Drehzahl eines Rades des Antriebsstranges, und/oder - Schaltzustand einer Kupplung des Antriebsstanges.
  17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationseinheit Daten über einen Zustand eines Getriebes des Kraftfahrzeuges verwaltet und bei Bedarf bereitstellt.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten eine oder mehrere der folgenden Zustandsgrößen des Getriebes umfassen: - Drehzahl einer Welle des Getriebes, - momentaner Gang des Getriebes, und/oder - Getriebeöltemperatur.
  19. Hybrid-Antrieb eines Kraftfahrzeuges zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche umfassend eine mit einer Kurbelwelle ausgestattete Brennkraftmaschine sowie mindestens eine weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges, bei der - mindestens drei Startvorrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Kurbelwelle beim Starten zwangsweise in Drehung versetzbar ist, und - eine Informationseinheit vorgesehen ist, die für das Starten der Brennkraftmaschine relevante Daten verwaltet und bei Bedarf bereitstellt, wobei die Daten die Grundlage bilden für die Auswahl einer geeigneten Startvorrichtung zum Starten der Brennkraftmaschine.
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