DE102020003874A1 - Method for starting an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Starten einer eine Abtriebswelle aufweisenden Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei welchem infolge einer Startanforderung zum Starten der Verbrennungskraftmaschine eine Einspritzphase (I), nach der Einspritzphase (I) eine Aufprägungsphase (III) nach der Aufprägungsphase (III) eine Zündphase (IV) und nach der Zündphase (IV) eine Hochlaufphase (V) durchgeführt wird.The invention relates to a method for starting an internal combustion engine of a motor vehicle that has an output shaft, in which, as a result of a start request for starting the internal combustion engine, an injection phase (I), after the injection phase (I) an injection phase (III), after the injection phase (III) an ignition phase (IV ) and after the ignition phase (IV) a run-up phase (V) is carried out.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens.The invention relates to a method for starting an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a motor vehicle.

Die DE 10 2011 075 216 A1 offenbart ein Verfahren zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine eines Hybridantriebs. Der DE 100 30 001 A1 ist eine Vorrichtung zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine als bekannt zu entnehmen. Aus der DE 100 30 000 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Starteranordnung während eines Start- und Stoppvorgangs einer Brennkraftmaschine bekannt. Außerdem offenbart die DE 10 2014 018 306 A1 eine Antriebsvorrichtung.the DE 10 2011 075 216 A1 discloses a method for starting an internal combustion engine of a hybrid drive. the DE 100 30 001 A1 a device for the controlled shutdown of an internal combustion engine can be found as known. From the DE 100 30 000 A1 a method for controlling a starter arrangement during a starting and stopping process of an internal combustion engine is known. In addition, the DE 10 2014 018 306 A1 a drive device.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, sodass die Verbrennungskraftmaschine besonders vorteilhaft gestartet werden kann.The object of the present invention is to create a method for starting an internal combustion engine of a motor vehicle so that the internal combustion engine can be started particularly advantageously.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method with the features of claim 1. Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Starten einer auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichneten und beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens, weist die Verbrennungskraftmaschine eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf. Bei dem Verfahren wird infolge einer Startanforderung zum Starten der Verbrennungskraftmaschine eine Einspritzphase durchgeführt. Das Verfahren wird beispielsweise mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs durchgeführt. Die elektronische Recheneinrichtung erhält beispielsweise die Startanforderung von einer weiteren elektronischen Recheneinrichtung. Die Startanforderung kann eine automatische Startanforderung sein, sodass die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise automatisch gestartet wird. Ferner kann die Startanforderung aus einer von einer Person wie beispielsweise dem Fahrer des Kraftfahrzeugs resultierenden Betätigung eines Bedienelements resultieren. In der Einspritzphase wird wenigstens oder genau eine zeitbasierte Einspritzung durchgeführt. Mit anderen Worten erfolgt in der Einspritzphase die zeitbasierte Einspritzung, während sich die Abtriebswelle in ihrem Stillstand befindet, das heißt nicht dreht. Durch die Einspritzung wird in einen, sich in einem Expansionstakt befindenden Zylinder der Verbrennungskraftmaschine Kraftstoff, insbesondere direkt, eingespritzt. Unter dem Merkmal, dass sich der Zylinder in dem Expansionstakt befindet, kann insbesondere folgendes verstanden werden: In dem Zylinder ist beispielsweise ein Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen, wobei der Kolben beispielsweise über ein Pleuel gelenkig mit der Abtriebswelle verbunden sein kann. Die Verbrennungskraftmaschine ist dabei vorzugsweise als Vier-Takt-Motor ausgebildet, wobei sich der in dem Zylinder befindende Kolben in seinem Expansionstakt befindet, welcher auch als Arbeitstakt bezeichnet wird. Somit befindet sich der Zylinder in dem Expansionstakt.In the method according to the invention for starting an internal combustion engine of a motor vehicle, also referred to as an engine or internal combustion engine and designed, for example, as a reciprocating piston engine, in particular a motor vehicle preferably designed as a passenger car, the internal combustion engine has an output shaft designed, for example, as a crankshaft. In the method, an injection phase is carried out as a result of a start request for starting the internal combustion engine. The method is carried out, for example, by means of an electronic computing device in the motor vehicle. The electronic computing device receives, for example, the start request from a further electronic computing device. The start request can be an automatic start request so that the internal combustion engine is started automatically, for example. Furthermore, the start request can result from an actuation of an operating element resulting from a person such as, for example, the driver of the motor vehicle. At least or precisely one time-based injection is carried out in the injection phase. In other words, the time-based injection takes place in the injection phase while the output shaft is at a standstill, that is, it is not rotating. As a result of the injection, fuel is injected, in particular directly, into a cylinder of the internal combustion engine that is in an expansion stroke. The feature that the cylinder is in the expansion stroke can be understood in particular as follows: For example, a piston is received in the cylinder such that it can be moved in a translatory manner, wherein the piston can be connected to the output shaft in an articulated manner, for example via a connecting rod. The internal combustion engine is preferably designed as a four-stroke engine, the piston located in the cylinder being in its expansion stroke, which is also referred to as the working stroke. Thus the cylinder is on the expansion stroke.

Bei dem Verfahren wird nach der Einspritzphase eine Aufprägungsphase durchgeführt, in welcher ein hydraulischer Druck in einer einen Greifpunkt aufweisenden Kupplung auf einen Wert angehoben wird, welcher unterhalb eines den Greifpunkt bewirkenden Greifpunktwerts des hydraulischen Drucks liegt. Unter dem Merkmal, dass der Druck auf den gegenüber dem Greifpunktwert geringeren Wert angehoben wird, ist insbesondere zu verstehen, dass in der Einspritzphase der hydraulische Druck zunächst einen Ausgangswert aufweist, welcher geringer als der genannte Wert ist. Ausgehend von dem Ausgangswert wird der hydraulische Druck auf den genannten Wert erhöht. Der Greifpunkt wird auch als Kiss-Point bezeichnet. Der Kiss-Point beziehungsweise Greifpunkt ist ein Betätigungszustand, in welchem sich beispielsweise Kupplungsscheiben beziehungsweise Reibelemente der Kupplung gerade noch berühren und ein gewisses Drehmoment zwischen den Reibelementen übertragen wird oder gerade noch kein Drehmoment zwischen den Reibelementen übertragen wird. Nachdem der hydraulische Druck auf den genannten Wert angehoben wurde, wird der hydraulische Druck in der Kupplung gemäß einer Rampenfunktion, das heißt einer Rampenfunktion entsprechend oder auf Basis einer Rampenfunktion, gesteigert, bis eine aus einem über die Kupplung mittels eines Rotors einer elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs bewirkten Antreiben der Abtriebswelle resultierende Drehbewegung der Abtriebswelle ermittelt wird. Die Drehbewegung der Abtriebswelle wird beispielsweise derart ermittelt, dass die Drehbewegung mittels eines Sensors, insbesondere mittels eines Kurbelwellensensors, erfasst und an die elektronische Recheneinrichtung übertragen und von der elektronischen Recheneinrichtung empfangen wird.In the method, an impressing phase is carried out after the injection phase, in which a hydraulic pressure in a clutch having a gripping point is raised to a value which is below a gripping point value of the hydraulic pressure which causes the gripping point. The feature that the pressure is raised to the lower value compared to the grip point value is to be understood in particular that in the injection phase the hydraulic pressure initially has an initial value which is lower than the stated value. Starting from the initial value, the hydraulic pressure is increased to the stated value. The grip point is also known as the kiss point. The kiss point or gripping point is an actuation state in which, for example, clutch disks or friction elements of the clutch just touch each other and a certain torque is transmitted between the friction elements or no torque is just transmitted between the friction elements. After the hydraulic pressure has been raised to the stated value, the hydraulic pressure in the clutch is increased according to a ramp function, i.e. a ramp function or on the basis of a ramp function, until one of the above is achieved via the clutch by means of a rotor of an electrical machine of the motor vehicle caused driving the output shaft resulting rotational movement of the output shaft is determined. The rotational movement of the output shaft is determined, for example, in such a way that the rotational movement is detected by means of a sensor, in particular by means of a crankshaft sensor, and is transmitted to the electronic computing device and received by the electronic computing device.

Nach der Aufprägungsphase wird eine Zündphase durchgeführt, in welcher nach der ermittelten Drehbewegung, das heißt nach Ermittlung der Drehbewegung und nach einer vorgebbaren Pausenzeit, eine Zündung in dem sich in dem Expansionstakt befindenden Zylinder ausgelöst, das heißt getriggert wird. Nach der Zündphase wird eine Hochlaufphase durchgeführt, in welcher der in dem Zylinder aufgenommene Kolben seinen oberen Zündtotpunkt zum ersten Mal nach Beginn des Startens überwindet und, nachdem der Kolben seinen oberen Zündtotpunkt mit einer vorgebbaren Häufigkeit durchlaufen hat, der hydraulische Druck in der Kupplung reduziert wird, bis die Abtriebswelle und der Rotor der elektrischen Maschine die gleiche Drehzahl aufweisen.After the imprinting phase, an ignition phase is carried out in which, after the determined rotational movement, i.e. after determining the rotational movement and after a predeterminable pause time, an ignition is triggered, that is, triggered, in the cylinder located in the expansion stroke. After the ignition phase, a run-up phase is carried out in which the piston accommodated in the cylinder overcomes its top ignition dead center for the first time after starting and after the piston has reached its top ignition dead center has passed through a predeterminable frequency, the hydraulic pressure in the clutch is reduced until the output shaft and the rotor of the electrical machine have the same speed.

Optional kann nach der Einspritzphase und vor der Aufprägungsphase eine Homogenisierungsphase durchgeführt werden, in welcher eine Verdampfung des eingespritzten und vorzugsweise flüssigen Kraftstoffes zugelassen wird, wobei während der Homogenisierungsphase ein Einbringen von Kraftstoff in den Zylinder, eine Zündung in dem Zylinder und ein Verändern des hydraulischen Drucks in der Kupplung unterbleiben und sich die Abtriebswelle noch in ihrem Stillstand befindet. Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Bei zukünftigen Motoren mit steigenden geometrischen Verdichtungsverhältnissen, zum Beispiel bei oder mit Miller-Brennverfahren, und eventuell zusätzlich kleinerem Hubraum ist ein Direktstart, das heißt ein Start der Verbrennungskraftmaschine ohne zusätzliches Hilfsmoment, nicht unter allen Randbedingungen umsetzbar, das heißt es ist ein Hilfsmoment nötig. Dieses Hilfsmoment wird beispielsweise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von der elektrischen Maschine über deren Rotor bereitgestellt, sodass die Abtriebswelle aus ihrem Stillstand heraus über die Kupplung von dem Rotor angetrieben und somit gedreht wird, woraufhin die Zündung zum Starten der Verbrennungskraftmaschine bewirkt wird. Das Hilfsmoment ist vorzugsweise variabel und kann insbesondere in hybriden Antriebssträngen von der beispielsweise als Trennkupplung ausgebildeten Kupplung, das heißt über die Trennkupplung von der elektrischen Maschine zur Verfügung gestellt werden. Da die Kupplungsansteuerung einer größeren Streuung, vor allem im Hinblick auf die Reaktionszeit und die Sprungantwort, unterliegt als die zeitbasierte Einspritzung und Entflammung beim Start, ist eine Ablaufsteuerung oder -regelung vorteilhaft, bei der mit Auslösung der zeitbasierten Einspritzung und Zündung auf das Ansprechen der Kupplung gewartet wird. Eine solche Ablaufsteuerung bzw. -regelung kann durch das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft realisiert werden.Optionally, after the injection phase and before the imprinting phase, a homogenization phase can be carried out in which evaporation of the injected and preferably liquid fuel is permitted, with fuel being introduced into the cylinder, ignition in the cylinder and a change in the hydraulic pressure during the homogenization phase remain in the clutch and the output shaft is still at a standstill. The invention is based in particular on the following findings: In future engines with increasing geometric compression ratios, for example with or with Miller combustion processes, and possibly also a smaller displacement, a direct start, i.e. starting the internal combustion engine without additional auxiliary torque, cannot be implemented under all boundary conditions , that means an auxiliary moment is necessary. In the method according to the invention, this auxiliary torque is provided by the electric machine via its rotor, for example, so that the output shaft is driven from its standstill via the clutch by the rotor and thus rotated, whereupon the ignition to start the internal combustion engine is effected. The auxiliary torque is preferably variable and can be made available, in particular in hybrid drive trains, by the clutch, which is designed, for example, as a separating clutch, that is to say via the separating clutch of the electrical machine. Since the clutch control is subject to a greater spread, especially with regard to the reaction time and the step response, than the time-based injection and ignition at start, a sequence control or regulation is advantageous when triggering the time-based injection and ignition on the response of the clutch is being serviced. Such a sequence control or regulation can be implemented particularly advantageously by the method according to the invention.

Herkömmlicherweise wird die Verbrennungskraftmaschine zunächst mittels Momentenaufprägung der Trennkupplung über den ersten oberen Zündtotpunkt (ZOT) geschleppt, während dieser Kompression Kraftstoff eingespritzt und nach dem überschrittenen oberen Zündtotpunkt winkelbasiert gezündet. Demgegenüber kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Nutzung der elektrischen Maschine und der Kupplung eine robuste und seitens der elektrischen Maschine und der Kupplung bedarfsgerecht minimale Momentenunterstützung zum Starten der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden.Conventionally, the internal combustion engine is first dragged above the first top dead center (ITDC) by means of torque impressions on the separating clutch, fuel is injected during this compression and, after the top dead center has been exceeded, it is ignited based on the angle. In contrast, by means of the method according to the invention using the electrical machine and the clutch, a robust and, on the part of the electrical machine and the clutch, minimal torque support for starting the internal combustion engine can be implemented as required.

Die Einspritzphase, die Aufprägungsphase, die Zündphase und die Hochlaufphase sowie die optional vorgesehene Homogenisierungsphase sind fünf Phasen des Verfahrens, wobei diese fünf Phasen zeitlich nacheinander durchgeführt werden. Als erste Phase wird die Einspritzphase durchgeführt. Nach der ersten Phase wird als zweite Phase die Aufprägungsphase durchgeführt. Als optionale dritte Phase wird nach der Aufprägungsphase die Homogenisierungsphase durchgeführt. Als vierte Phase wird nach der dritten Phase die Zündphase durchgeführt, und als fünfte Phase wird nach der Zündphase die Hochlaufphase durchgeführt. Dabei erfolgt in der ersten Phase die zeitbasierte Einspritzung, an die sich die optionale Homogenisierungsphase anschließt. In der dritten Phase erfolgt eine Aufprägung eines auch als K0-Moments bezeichneten Kupplungsmoments über die Kupplung auf die Abtriebswelle, wobei das Kupplungsmoment in Abhängigkeit von dem hydraulischen Druck in der Kupplung aus einem Antriebsmoment resultiert, welches von der elektrischen Maschine über deren Rotor bereitgestellt und in die Kupplung eingeleitet wird. In der vierten Phase erfolgt die Zündung, vorzugsweise inklusive einer optionalen Kraftstoff-Kleinstmengen-Vorlagerung. In der fünften Phase erfolgt der Hochlauf der Verbrennungskraftmaschine.The injection phase, the impressing phase, the ignition phase and the run-up phase as well as the optionally provided homogenization phase are five phases of the method, these five phases being carried out one after the other. The injection phase is carried out as the first phase. After the first phase, the imprinting phase is carried out as the second phase. As an optional third phase, the homogenization phase is carried out after the imprinting phase. The ignition phase is carried out as the fourth phase after the third phase, and the run-up phase is carried out as the fifth phase after the ignition phase. The time-based injection takes place in the first phase, followed by the optional homogenization phase. In the third phase, a clutch torque, also referred to as K0 torque, is applied to the output shaft via the clutch, the clutch torque resulting from a drive torque that is provided by the electric machine via its rotor and in dependence on the hydraulic pressure in the clutch the clutch is initiated. In the fourth phase, the ignition takes place, preferably including an optional pre-storage of small amounts of fuel. In the fifth phase, the internal combustion engine starts up.

Im Folgenden werden die Phasen näher erläutert. Bei der zeitbasierten Einspritzung erfolgt beispielsweise direkt nach der Startanforderung noch während des Stillstands der Abtriebswelle eine beispielsweise als Einfach- oder Mehrfacheinspritzung ausgebildete Einspritzung in beziehungsweise auf den Zylinder, der sich im Expansionstakt befindet. In der optionalen Homogenisierungsphase wird beispielsweise aufgrund des geringen Niveaus der turbulenten kinetischen Energie nach Einspritzende in den Zylinder, wobei ein Energieeintrag ausschließlich aus der Einspritzung des Kraftstoffs in den Zylinder resultiert beziehungsweise von der Einspritzung stammt, eine Wartezeit zur Kraftstoffverdampfung vorgesehen.The phases are explained in more detail below. In the case of time-based injection, for example, directly after the start request, while the output shaft is still at a standstill, an injection in the form of a single or multiple injection takes place in or on the cylinder that is in the expansion stroke. In the optional homogenization phase, for example, due to the low level of turbulent kinetic energy after the end of injection into the cylinder, with energy input exclusively resulting from the injection of the fuel into the cylinder or from the injection, a waiting time for fuel evaporation is provided.

In der dritten Phase erfolgen eine Aufprägung des KO-Moments und der Drehbeginn der Abtriebswelle. Beispielsweise wird von der insbesondere als Motorsteuergerät ausgebildeten, elektronischen Recheneinrichtung eine Beobachtung des Kurbelkreises der Verbrennungskraftmaschine gestartet und der hydraulische Druck in der Trennkupplung wird auf ein Niveau unterhalb des Kiss-Points angehoben und danach mit einer Rampenfunktion gesteigert, bis vom Motorsteuergerät eine Kurbelwellenrotation, das heißt eine Drehbewegung der Abtriebswelle detektiert und rückgemeldet wird, wobei die Rückmeldung ein oder mehrere Grad Kurbelwinkel oder Nockenwelle (Zähne 60-2 Rad) verzögert erfolgen kann. In der vierten Phase wird nach dem detektierten Rotationsbeginn und nach einer applizierbaren Pausenzeit td eine Zündung auf dem sich in dem Expansionstakt befindenden Zylinder getriggert, welcher eine optionale Kleinstmengeneinspritzung inklusive Pause zur Zündung vorgelagert sein kann. In der fünften Phase wird nach dem Energieeintrag von zeitbasierter Verbrennung und Kupplungsunterstützung der erste obere Totpunkt überwunden und der reguläre Hochlauf der Verbrennungskraftmaschine beginnt. Währenddessen wird der Hydraulikdruck in der Trennkupplung nach einem Durchlaufen einer applizierbaren Anzahl an oberen Zündtotpunkten durch den Kolben reduziert, bis die Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise die Abtriebswelle und die elektrische Maschine beziehungsweise der Rotor synchrone Drehzahlen besitzen.In the third phase, the KO torque is impressed and the output shaft begins to rotate. For example, the electronic computing device, designed in particular as an engine control unit, starts monitoring the crank circuit of the internal combustion engine and the hydraulic pressure in the separating clutch is raised to a level below the kiss point and then increased with a ramp function until the engine control unit starts rotating the crankshaft, i.e. a rotational movement of the output shaft is detected and reported back, whereby the feedback can be delayed by one or more degrees of crank angle or camshaft (teeth 60-2 wheel). The fourth phase is after the start of rotation has been detected and after an applicable pause time t d an ignition is triggered on the cylinder located in the expansion stroke, which can be preceded by an optional small quantity injection including a pause for ignition. In the fifth phase, after the energy input from time-based combustion and clutch support, the first top dead center is overcome and the regular start-up of the internal combustion engine begins. Meanwhile, the hydraulic pressure in the separating clutch is reduced after the piston has passed through an applicable number of upper ignition dead centers until the internal combustion engine or the output shaft and the electric machine or the rotor have synchronous speeds.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur (Fig.) alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the single figure (figure) can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the invention.

Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ein Diagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens.The single figure of the drawing shows a diagram to illustrate a method according to the invention for starting an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a motor vehicle.

Im Folgenden wird anhand der einzigen Fig. ein Verfahren zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine eines vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeugs beschrieben. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als Hybridfahrzeug ausgebildet und umfasst die Verbrennungskraftmaschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug angetrieben werden kann. Außerdem umfasst das Kraftfahrzeug beispielsweise eine elektrische Maschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildet und weist wenigstens einen, insbesondere mehrere, Zylinder auf. In dem jeweiligen Zylinder ist ein Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen. Außerdem weist die Verbrennungskraftmaschine eine als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf, wobei der jeweilige Kolben gelenkig mit der Kurbelwelle verbunden ist. Insbesondere kann die elektrische Maschine über ihren Rotor Drehmomente bereitstellen, welche auch als Antriebsmomente bezeichnet werden. Beispielsweise kann die elektrische Maschine über ihren Rotor die Abtriebswelle antreiben. Hierbei ist das jeweilige, von der elektrischen Maschine über ihren Rotor bereitstellbare Drehmoment über eine auch als Trennkupplung bezeichnete Kupplung auf die Abtriebswelle übertragbar, sodass die Abtriebswelle über die Kupplung von dem Rotor und somit von der elektrischen Maschine angetrieben werden kann. Die Kupplung ist beispielsweise als eine Reibkupplung ausgebildet und weist einen auch als Greifpunkt bezeichneten Kiss-Point auf. Durch Einstellen eines hydraulischen Drucks in der Kupplung kann ein auch als K0-Moment bezeichnetes Kupplungsmoment eingestellt werden, welches maximal über die Kupplung und dabei beispielsweise von dem Rotor über die Kupplung auf die Abtriebswelle übertragen werden kann. Das Kupplungsmoment resultiert somit aus dem jeweiligen, von der elektrischen Maschine über den Rotor bereitgestellten Antriebsmoment und hängt von dem hydraulischen Druck in der Kupplung ab. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Kupplungsmoment desto höher ist, je höher der hydraulische Druck in der Kupplung ist.In the following, a method for starting an internal combustion engine of a motor vehicle, preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle, is described with reference to the single figure. The motor vehicle is preferably designed as a hybrid vehicle and comprises the internal combustion engine by means of which the motor vehicle can be driven. In addition, the motor vehicle includes, for example, an electrical machine by means of which the motor vehicle can be driven electrically, in particular purely. The internal combustion engine is designed, for example, as a reciprocating piston engine and has at least one, in particular several, cylinders. A piston is received in the respective cylinder so as to be movable in a translatory manner. In addition, the internal combustion engine has an output shaft designed as a crankshaft, the respective piston being connected to the crankshaft in an articulated manner. In particular, the electrical machine can provide torques via its rotor, which are also referred to as drive torques. For example, the electric machine can drive the output shaft via its rotor. The respective torque that can be provided by the electric machine via its rotor can be transmitted to the output shaft via a clutch, also known as a separating clutch, so that the output shaft can be driven by the rotor and thus by the electric machine via the clutch. The clutch is designed, for example, as a friction clutch and has a kiss point, also referred to as a grip point. By setting a hydraulic pressure in the clutch, a clutch torque, also referred to as K0 torque, can be set, which can be transmitted to the output shaft at a maximum via the clutch and, for example, from the rotor via the clutch. The clutch torque thus results from the respective drive torque provided by the electric machine via the rotor and depends on the hydraulic pressure in the clutch. In particular, it can be provided that the clutch torque is higher, the higher the hydraulic pressure in the clutch.

Das Verfahren zum Starten der zunächst deaktivierten Verbrennungskraftmaschine umfasst vorzugsweise fünf Phasen I, II, III, IV und V, welche zeitlich aufeinander folgen, das heißt nacheinander durchgeführt werden. In dem in der Fig. gezeigten Diagramm veranschaulicht ein Verlauf 10 das Kupplungsmoment beziehungsweise der Verlauf 10 ist ein zeitlicher Verlauf des Kupplungsmoments. Ein Verlauf 12 ist ein zeitlicher Verlauf des auch als K0-Druck bezeichneten, hydraulischen Drucks in der Kupplung. Eine Zeile 14 des Diagramms veranschaulicht eine etwaige, in dem zuvor genannten Zylinder stattfindende Zündung. Unter der Zündung ist zu verstehen, dass durch die jeweilige Zündung wenigstens oder genau ein Zündfunke, insbesondere in dem Zylinder, erzeugt wird, wobei mittels des Zündfunkens ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem Zylinder gezündet werden kann. Eine Zeile 16 des Diagramms veranschaulicht eine Einspritzung. Unter einer solchen Einspritzung ist zu verstehen, dass, insbesondere flüssiger, Kraftstoff in den Zylinder eingebracht, insbesondere direkt eingespritzt, wird. Ein Verlauf 18 ist ein zeitlicher Verlauf der Drehzahl der Abtriebswelle und somit der Verbrennungskraftmaschine. Ein Verlauf 20 veranschaulicht ein von einem Sensor bereitgestelltes Signal, wobei der Sensor die Drehzahl der Kurbelwelle erfassen kann. Der Sensor ist beispielsweise ein Kurbelwellensensor, insbesondere ein Kurbelwinkelzahlzähler, welcher auf hinlänglich bekannte Weise anhand von Zähnen Drehstellungen und somit die Drehzahl der Kurbelwelle erfasst. Das Signal charakterisiert somit die mittels des Sensors erfasste Drehzahl der Kurbelwelle. Schließlich veranschaulicht ein Verlauf 22 eine Startanforderung. Die Startanforderung ist ein beispielsweise von einer elektronischen Recheneinheit des Kraftfahrzeugs ausgesendetes Signal, welches beispielsweise von einer elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere in Form einer Motorsteuerung oder einer Motorsteuergeräts der Verbrennungskraftmaschine, empfangen wird. Durch Aussenden der Startanforderung fordert die Recheneinheit von dem Motorsteuergerät einen auch als Starten oder Motorstart bezeichneten Start der zunächst deaktivierten Verbrennungskraftmaschine an.The method for starting the initially deactivated internal combustion engine preferably comprises five phases I. , II , III , IV and V which follow one another in time, that is, are carried out one after the other. In the diagram shown in the figure, illustrates a course 10 the clutch torque or the course 10 is a time curve of the clutch torque. A course 12th is a time curve of the hydraulic pressure in the clutch, also known as K0 pressure. One line 14th of the diagram illustrates any ignition taking place in the aforementioned cylinder. Ignition is understood to mean that at least or precisely one ignition spark, in particular in the cylinder, is generated by the respective ignition, wherein a fuel-air mixture can be ignited in the cylinder by means of the ignition spark. One line 16 of the diagram illustrates an injection. Such an injection is understood to mean that, in particular liquid, fuel is introduced into the cylinder, in particular injected directly. A course 18th is a time curve of the speed of the output shaft and thus of the internal combustion engine. A course 20th illustrates a signal provided by a sensor, wherein the sensor can detect the speed of the crankshaft. The sensor is, for example, a crankshaft sensor, in particular a crankshaft angle counter, which uses teeth to detect rotational positions and thus the rotational speed of the crankshaft in a well-known manner. The signal thus characterizes the speed of the crankshaft detected by the sensor. Finally, a course illustrates 22nd a start request. The start request is a signal transmitted, for example, by an electronic processing unit of the motor vehicle, which signal is transmitted, for example, by an electronic processing device, in particular in the form of an engine control or a Engine control unit of the internal combustion engine is received. By sending the start request, the processing unit requests the engine control unit to start the initially deactivated internal combustion engine, also referred to as starting or starting the engine.

Die erste Phase I beginnt beispielsweise zu einem Zeitpunkt to, zu welchem das Motorsteuergerät die Startanforderung erhält. Infolge der Startanforderung zum Starten der zunächst deaktivierten Verbrennungskraftmaschine wird, insbesondere mittels des Motorsteuergeräts, die erste Phase I als Einspritzphase durchgeführt. In der Einspritzphase wird eine beispielsweise als Einfacheinspritzung oder vorliegend als Mehrfacheinspritzung ausgebildete Einspritzung E durchgeführt. Mit anderen Worten erfolgt die Einspritzung E in der Einspritzphase, wobei die Einspritzung E erfolgt, während sich die Abtriebswelle in ihrem Stillstand befindet. Wie aus der Fig. erkennbar ist, kann die Mehrfacheinspritzung mehrere, zeitlich aufeinanderfolgende und zeitlich voneinander beabstandete Einzeleinspritzungen umfassen, wobei die jeweilige Einzeleinspritzung an sich eine Einfacheinspritzung ist, in deren Rahmen Kraftstoff in den Zylinder, insbesondere direkt, eingespritzt wird. Durch die Einspritzung E wird somit Kraftstoff in den sich in einem Expansionstakt befindenden Zylinder der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt.The first phase I. begins, for example, at a point in time to at which the engine control unit receives the start request. As a result of the start request for starting the initially deactivated internal combustion engine, in particular by means of the engine control unit, the first phase I. carried out as an injection phase. In the injection phase, an injection configured, for example, as a single injection or, in the present case, as a multiple injection E. accomplished. In other words, the injection takes place E. in the injection phase, the injection E. takes place while the output shaft is at a standstill. As can be seen from the figure, the multiple injection can comprise several individual injections that follow one another in time and are spaced apart from one another in time, the respective individual injection itself being a single injection, during which fuel is injected into the cylinder, in particular directly. Through the injection E. fuel is thus injected into the cylinder of the internal combustion engine which is in an expansion stroke.

Nach der ersten Phase I wird die optional vorgesehene zweite Phase II als eine Homogenisierungsphase durchgeführt. In der Homogenisierungsphase wird eine Verdampfung des eingespritzten Kraftstoffs zugelassen, wobei während der Homogenisierungsphase ein Einbringen von Kraftstoff in den Zylinder, eine Zündung in dem Zylinder und ein Verändern des hydraulischen Drucks in der Kupplung unterbleiben und sich die Abtriebswelle noch in ihrem Stillstand befindet. Aus der Fig. ist erkennbar, dass sich die erste Phase I und zweite Phase II zusammen über eine Zeitspanne tso erstrecken. Zu einem Zeitpunkt t1 endet die zweite Phase II und beginnt die dritte Phase III. Die dritte Phase III ist eine Aufprägungsphase, in welcher der hydraulische Druck in der Kupplung ausgehend von einem Ausgangswert auf einen gegenüber dem Ausgangswert größeren Wert angehoben wird, welcher unterhalb eines den Greifpunkt der Kupplung bewirkenden Greifpunktwerts des hydraulischen Drucks liegt, woraufhin der hydraulische Druck in der Kupplung gemäß einer Rampenfunktion gesteigert wird, bis eine aus einem über die Kupplung mittels des Rotors der elektrischen Maschine bewirkten Antreiben der Abtriebswelle resultierende Drehbewegung der Abtriebswelle ermittelt wird. Der Zeitpunkt t1 ist auch ein Startzeitpunkt, zu welchem mit einer Beobachtung der Abtriebswelle, insbesondere der Drehzahl der Abtriebswelle, begonnen wird.After the first phase I. becomes the optional second phase II carried out as a homogenization phase. In the homogenization phase, the injected fuel is allowed to evaporate, whereby during the homogenization phase there is no introduction of fuel into the cylinder, ignition in the cylinder and any change in the hydraulic pressure in the clutch, and the output shaft is still at a standstill. It can be seen from the figure that the first phase I. and second phase II extend together over a period of time tso. At a time t 1 the second phase ends II and begins the third phase III . The third phase III is an imprinting phase in which the hydraulic pressure in the clutch is increased from an initial value to a value greater than the initial value, which is below a gripping point value of the hydraulic pressure that causes the gripping point of the clutch, whereupon the hydraulic pressure in the clutch according to a ramp function is increased until a rotational movement of the output shaft resulting from a driving of the output shaft caused by the clutch by means of the rotor of the electrical machine is determined. Point of time t 1 is also a starting point in time at which an observation of the output shaft, in particular the speed of the output shaft, is started.

Nach der dritten Phase III wird die vierte Phase IV als eine Zündphase durchgeführt. In der Zündphase wird nach dem Ermitteln der Drehbewegung der Abtriebswelle und vorzugsweise nach einer vorgebbaren Pausenzeit wenigstens eine Zündung oder mehrere Zündungen Z in dem sich in dem Expansionstakt befindenden Zylinder ausgelöst. Die zuvor genannte Pausenzeit ist in der Fig. mit td bezeichnet. Nach der vierten Phase IV wird die fünfte Phase V als eine Hochlaufphase durchgeführt, in welcher der in dem Zylinder aufgenommene Kolben seinen oberen Zündtotpunkt (ZOT) zum ersten Mal nach Beginn der Startens der Verbrennungskraftmaschine überwindet und, nachdem der Kolben seinen oberen Zündtotpunkt mit einer vorgebbaren Häufigkeit durchlaufen hat, der hydraulische Druck in der Kupplung reduziert wird, bis die Abtriebswelle und der Rotor der elektrischen Maschine die gleiche Drehzahl aufweisen. Es ist erkennbar, dass das von der elektrischen Maschine über deren Rotor bereitgestellte Drehmoment und insbesondere das aus dem Drehmoment resultierende Kupplungsmoment als Hilfsmoment genutzt werden, um die zunächst deaktivierte Verbrennungskraftmaschine zu starten. Dabei kann das Hilfsmoment jedoch so gering wie möglich und so hoch wie nötig gestaltet werden, um einerseits einen übermäßigen Energieverbrauch der elektrischen Maschine zu vermeiden und andererseits die Verbrennungskraftmaschine vorteilhaft starten zu können.After the third phase III becomes the fourth phase IV performed as an ignition phase. In the ignition phase, after the rotational movement of the output shaft has been determined and preferably after a predeterminable pause time, at least one ignition or several ignitions Z triggered in the cylinder located in the expansion stroke. The aforementioned pause time is shown in the figure t d designated. After the fourth phase IV becomes the fifth phase V carried out as a run-up phase, in which the piston accommodated in the cylinder overcomes its top dead center (ITDC) for the first time after the start of the internal combustion engine and, after the piston has passed its top ignition dead center with a predeterminable frequency, the hydraulic pressure in the clutch is reduced until the output shaft and the rotor of the electrical machine have the same speed. It can be seen that the torque provided by the electrical machine via its rotor and in particular the clutch torque resulting from the torque are used as an auxiliary torque in order to start the initially deactivated internal combustion engine. In this case, however, the auxiliary torque can be made as low as possible and as high as necessary in order, on the one hand, to avoid excessive energy consumption by the electrical machine and, on the other hand, to be able to start the internal combustion engine advantageously.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
Verlaufcourse
1212th
Verlaufcourse
1414th
Zeilerow
1616
Zeilerow
1818th
Verlaufcourse
2020th
Verlaufcourse
2222nd
Verlaufcourse
EE.
Einspritzunginjection
II.
Phasephase
IIII
Phasephase
IIIIII
Phasephase
IVIV
Phasephase
tdtd
Pausenzeitbreak time
tSOtSO
ZeitspannePeriod of time
t0t0
Zeitpunkttime
t1t1
Zeitpunkttime
VV
Phasephase
ZZ
Zündungignition

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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  • DE 102014018306 A1 [0002]DE 102014018306 A1 [0002]

Claims (4)

Verfahren zum Starten einer eine Abtriebswelle aufweisenden Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bei welchem: - infolge einer Startanforderung zum Starten der Verbrennungskraftmaschine eine Einspritzphase (I) durchgeführt wird, in welcher wenigstens eine zeitbasierte Einspritzung erfolgt, während sich die Abtriebswelle in ihrem Stillstand befindet, wobei durch die Einspritzung in einen, sich in einem Expansionstakt befindenden Zylinder der Verbrennungskraftmaschine Kraftstoff eingespritzt wird, - nach der Einspritzphase (I) eine Aufprägungsphase (III) durchgeführt wird, in welcher ein hydraulischer Druck in einer einen Greifpunkt aufweisenden Kupplung auf einen Wert angehoben wird, welcher unterhalb eines den Greifpunkt bewirkenden Greifpunktwerts des hydraulischen Drucks liegt, woraufhin der hydraulische Druck in der Kupplung gemäß einer Rampenfunktion gesteigert wird, bis eine aus einem über die Kupplung mittels eines Rotors einer elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs bewirkten Antreiben der Abtriebswelle resultierende Drehbewegung der Abtriebswelle ermittelt wird, - nach der Aufprägungsphase (III) eine Zündphase (IV) durchgeführt wird, in welcher nach der ermittelten Drehbewegung und nach einer vorgebbaren Pausenzeit eine Zündung in dem sich in dem Expansionstakt befindenden Zylinder ausgelöst wird, und - nach der Zündphase (IV) eine Hochlaufphase (V) durchgeführt wird, in welcher ein in dem Zylinder aufgenommener Kolben seinen oberen Zündtotpunkt zum ersten Mal nach Beginn des Startens überwindet und, nachdem der Kolben seinen oberen Zündtotpunkt mit einer vorgebbaren Häufigkeit durchlaufen hat, der hydraulische Druck in der Kupplung reduziert wird, bis die Abtriebswelle und der Rotor der elektrischen Maschine die gleiche Drehzahl aufweisen.Method for starting an internal combustion engine of a motor vehicle having an output shaft, in which: - As a result of a start request to start the internal combustion engine, an injection phase (I) is carried out in which at least one time-based injection takes place while the output shaft is at a standstill, with fuel being injected into a cylinder of the internal combustion engine that is in an expansion stroke will, - After the injection phase (I) an imprinting phase (III) is carried out, in which a hydraulic pressure in a clutch having a gripping point is raised to a value which is below a gripping point value of the hydraulic pressure which causes the gripping point, whereupon the hydraulic pressure in the Clutch is increased according to a ramp function until a rotational movement of the output shaft resulting from a drive of the output shaft caused by the clutch by means of a rotor of an electrical machine of the motor vehicle is determined, - An ignition phase (IV) is carried out after the imprinting phase (III), in which, after the determined rotational movement and after a predeterminable pause time, an ignition is triggered in the cylinder located in the expansion stroke, and - After the ignition phase (IV), a run-up phase (V) is carried out, in which a piston accommodated in the cylinder overcomes its top ignition dead center for the first time after starting and, after the piston has passed its top ignition dead center with a predeterminable frequency, the hydraulic pressure in the clutch is reduced until the output shaft and the rotor of the electric machine have the same speed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Einspritzphase (I) und der Aufprägungsphase (III) eine Homogenisierungsphase (II) durchgeführt wird, in welcher eine Verdampfung des eingespritzten Kraftstoffes zugelassen wird, wobei während der Homogenisierungsphase ein Einbringen von Kraftstoff in den Zylinder, eine Zündung in dem Zylinder und ein Verändern des hydraulischen Drucks in der Kupplung unterbleiben und sich die Abtriebswelle noch in ihrem Stillstand befindet.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a homogenization phase (II) is carried out between the injection phase (I) and the imprinting phase (III), in which an evaporation of the injected fuel is permitted, whereby during the homogenization phase fuel is introduced into the cylinder, ignition in the cylinder and a change in the hydraulic pressure in the clutch and the output shaft is still at a standstill. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzung als Einfacheinspritzung oder Mehrfacheinspritzung durchgeführt wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the injection is carried out as a single injection or multiple injection. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zündphase der Zündung eine Kleinstmengeneinspritzung mit einer anschließenden, der darauffolgenden Zündung vorweggehenden Pause vorgelagert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the ignition phase of the ignition a very small quantity injection is preceded by a subsequent pause preceding the subsequent ignition.
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