DE10249621A1 - Process and device to reduce shut off impacts in a combustion engine connected to an electrical machine produces temporary opposing moment through the electrical machine - Google Patents

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Abstract

A process for reducing shut-off impacts in a combustion engine connected to an electrical machine comprises producing a correcting moment through the electrical machine which opposes the kick back moment of the engine for a short time at shut-off. An Independent claim is also included for a device for the process above.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduktion des Abstellschlagens eines Verbrennungsmotors.The invention relates to a Method and device for reducing the impact of parking of an internal combustion engine.

Bei Fahrzeugen mit Otto- oder Dieselmotoren, insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit hohen Verdichtungsverhältnissen, tritt gewöhnlich beim Abstellen ein starkes Rückstellmoment auf (Abstellschlagen), welches sich negativ auf den Fahrkomfort auswirkt.For vehicles with petrol or diesel engines, especially in internal combustion engines with high compression ratios, usually occurs a strong restoring torque when parking on (parking knock), which has a negative impact on driving comfort.

Es ist bekannt, durch eine elektropneumatisch betätigte Abstellklappe im Ansaugrohr beim Abstellen des Verbrennungsmotors eine Ansaugluftzufuhr zu unterbinden. Dadurch kann der Verbrennungsmotor weich auslaufen und ein deutlicher Komfortgewinn erzielt werden. Nachteilig ist jedoch der hohe konstruktive Aufwand und die damit verbundenen hohen Kosten.It is known to be electropneumatic actuated Parking flap in the intake pipe when switching off the combustion engine to prevent an intake air supply. This allows the internal combustion engine run out softly and a clear gain in comfort can be achieved. The disadvantage, however, is the high design effort and the consequent associated high costs.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit welchem das abrupte Schlagen des Verbrennungsmotors beim Abstellen mit geringem konstruktiven Aufwand reduziert wird.The invention therefore has the technical problem to create a method and an apparatus with which the abrupt beating of the internal combustion engine when turning it off with little design effort is reduced.

Die Lösung des Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 5. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the problem arises through the objects with the features of claims 1 and 5. Further advantageous embodiments of the invention result itself from the subclaims.

Hierfür wird durch eine mit einem Verbrennungsmotor kuppelbare Elektromaschine ein geregeltes Moment aufgebracht, welches dem Abstellschlagen des Verbrennungsmotors kurzzeitig entgegenwirkt. Dadurch ist eine bessere Unterdrückung des Abstellschlagens bei einem geringeren konstruktiven Aufwand erzielbar als durch die bekannten, konstruktiv aufwendigen Abstellklappen in der Ansaugstrecke des Verbrennungsmotors. Durch den kurzzeitigen Einsatz ist der Energiebedarf der Elektromaschine gering.For this, one with one Internal combustion engine detachable electric machine a regulated moment applied, which is the shutdown of the internal combustion engine counteracts briefly. This is a better suppression of the Abschlagschlagens achievable with less design effort than through the well-known, constructively complex flaps in the intake section of the internal combustion engine. Due to the short-term Use, the energy requirement of the electric machine is low.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird durch einen Sensor eine Drehschwingung und/oder ein Drehmoment und/oder die Richtung der Kurbelwelle 10 erfasst und das Rückstellmoment anhand von Signalen des Sensors ermittelt. Durch einen derartigen Sensor ist das auftretende Rückstellmoment zuverlässig beobachtbar.In a preferred embodiment, a torsional vibration and / or a torque and / or the direction of the crankshaft is generated by a sensor 10 detected and the restoring torque determined on the basis of signals from the sensor. The restoring torque that occurs can be reliably observed by such a sensor.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Verbrennungsmotor durch die Elektromaschine angelassen, wobei die Elektromaschine als Startergenerator ausgebildet ist. Die Funktionsübernahme der Abstellschlagunterdrückung durch den Startergenerator sind keine zusätzlichen Bauelemente notwendig, was zu einer weiteren, relativen Kostenreduktion führt. Nach erfolgtem Anlassen wirkt die Elektromaschine als Generator. Der Energieverbrauch durch die als Motor wirkende Elektromaschine ist auf den Anlass- und den Abstellvorgang begrenzt.In a preferred embodiment the internal combustion engine is started by the electric machine, wherein the electric machine is designed as a starter generator. The takeover of the Abstellschlagunterdrückung no additional components are necessary due to the starter generator, which leads to a further, relative cost reduction. To When started, the electric machine acts as a generator. The Energy consumption due to the electric machine acting as a motor limited to the starting and stopping process.

In einer weiteren Ausführungsform ist das durch die Elektromaschine aufgebrachte Anlassmoment geregelt und/oder gesteuert, so dass ein sanftes Anlassen des Verbrennungsmotors realisiert wird. Auch beim Anlassen des Verbrennungsmotors kann das Aufbringen des Anlassmomentes zu einem mechanischen Schlag führen. Ein für den Anlassvorgang geeignet Anlassmoment ist beispielsweise durch Versuche im Vorfeld bestimmbar und die Elektromaschine entsprechend steuerbar. Andererseits ist es auch denkbar, im Anlassvorgang die Drehschwingung und/oder das Drehmoment und/oder die Richtung der Kurbelwelle 10 zu erfassen, daraus ein auftretendes Rückstellmoment zu ermitteln und die Elektromaschine derart zu regeln, dass dem auftretenden Rückstellmoment entgegengewirkt wird.In a further embodiment, the starting torque applied by the electric machine is regulated and / or controlled, so that the internal combustion engine is started smoothly. Even when starting the internal combustion engine, the application of the starting torque can lead to a mechanical shock. A starting torque suitable for the starting process can be determined, for example, by tests in advance and the electric machine can be controlled accordingly. On the other hand, it is also conceivable to use the torsional vibration and / or the torque and / or the direction of the crankshaft in the starting process 10 to detect, to determine an occurring restoring moment and to regulate the electric machine in such a way that the occurring restoring moment is counteracted.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Reduzierung des Abstellschlagens.The invention is described below of a preferred embodiment explained in more detail. The only figure shows a schematic representation of a device to reduce the striking.

1 zeigt einen Verbrennungsmotor 1, eine Elektromaschine 2 und ein Antriebsgetriebe 3 eines Fahrzeugs, welche durch Kupplungen 4, 5 wirkverbindbar sind. Die Elektromaschine 2 ist als Motor und als Generator betreibbar. Die Funktionsweise der Elektromaschine 2 und im motorischen Betrieb ein von der Elektromaschine 2 aufzubringendes Moment sind durch eine Regeleinheit 6 vorgebbar. Durch einen Sensor 7 wird die Drehschwingung und/oder das Drehmoment und/oder die Richtung der Kurbelwelle 10 erfasst. Daneben ist es auch denkbar, den Sensor 7 an einer Eingangswelle 30 des Antriebsgetriebes 3 anzubringen oder einer Achse 20 der Elektromaschine 2. Die gezeigte Anordnung ist jedoch zu bevorzugen, da dadurch das Signal möglichst nah an seinem Entstehungsort ermittelt wird. Die Anordnung des Verbrennungsmotors 1, der Elektromaschine 2 und des Antriebsgetriebes 3 ist nicht auf die dargestellte Reihennordnung beschränkt. Eine geeignete Anordnung ist entsprechend der Ausführungsform des Fahrzeugs und damit dem vorhandenen Bauraum zu wählen. Die Elektromaschine 2 kann beispielsweise auch mit einer Schwungscheibe ausgebildet sein und/oder als Teil des Antriebsgetriebes 3 angeordnet werden. 1 shows an internal combustion engine 1 , an electric machine 2 and a drive gear 3 of a vehicle caused by clutches 4 . 5 are operatively connectable. The electric machine 2 can be operated as a motor and as a generator. How the electric machine works 2 and in motor operation one from the electric machine 2 The moment to be applied is by a control unit 6 predetermined. Through a sensor 7 becomes the torsional vibration and / or the torque and / or the direction of the crankshaft 10 detected. In addition, it is also conceivable for the sensor 7 on an input shaft 30 of the drive gear 3 attach or an axis 20 the electric machine 2 , The arrangement shown is, however, to be preferred, since it determines the signal as close as possible to its point of origin. The arrangement of the internal combustion engine 1 , the electric machine 2 and the drive gear 3 is not limited to the order shown. A suitable arrangement is to be selected in accordance with the embodiment of the vehicle and thus the available space. The electric machine 2 can for example also be formed with a flywheel and / or as part of the drive gear 3 to be ordered.

Beim Abstellen des Verbrennungsmotors 1 tritt ein starkes Rückstellmoment auf. Aufgrund des Rückstellmoments kommt es zu einer Torsionsanregung der Kurbelwelle 10. Durch den Sensor 7 ist die Torsionsanregung als Drehschwingung und/oder als Drehmoment erfassbar. Das ermittelte Signal wird der Regeleinheit 6 zugeführt. In der Regeleinheit 6 wird ein von der dann motorisch betriebenen Elektromaschine 2 aufzubringendes Moment ermittelt, welches dem Abstellschlagen des Verbrennungsmotors 1 entgegenwirkt. Dadurch ist eine zuverlässige Unterdrückung des Abstellschlagens bei einem geringen konstruktiven Aufwand möglich.When switching off the internal combustion engine 1 there is a strong restoring torque. Due to the restoring torque, the crankshaft is excited to torsion 10 , Through the sensor 7 the torsional excitation can be detected as a torsional vibration and / or as a torque. The signal determined is the control unit 6 fed. In the control unit 6 becomes one of the then electrically operated electric machine 2 applied torque determined, which is the shutdown of the internal combustion engine 1 counteracts. This makes it a reliable Un Suppression of the knocking down possible with little design effort.

In der dargestellten Ausführungsform wird zum Anlassen des Verbrennungsmotors 1 durch die Elektromaschine 2 die Kupplung 5 geöffnet und das Antriebsgetriebe 3 von der Elektromaschine 2 getrennt. Durch die Regeleinheit 6 wird ein variables Anlassmoment vorgegeben, so dass ein sanftes Anlassen des Verbrennungsmotors 1 möglich ist. Der Verlauf des Anlassmoments kann dabei fest vorgegeben werden. Es ist jedoch auch denkbar, durch den Sensor 7 die Drehschwingung und/oder das Drehmoment und/oder die Richtung der Kurbelwelle 10 zu erfassen und das Anlassmoment derart anzupassen, dass die Drehschwingung minimiert wird.In the illustrated embodiment, the engine is started 1 through the electric machine 2 the coupling 5 opened and the drive gear 3 from the electric machine 2 Cut. By the control unit 6 a variable starting torque is specified so that the engine is started smoothly 1 is possible. The course of the starting torque can be predefined. However, it is also conceivable to use the sensor 7 the torsional vibration and / or the torque and / or the direction of the crankshaft 10 to detect and adjust the starting torque so that the torsional vibration is minimized.

In der gezeigten Anordnung der Elemente ist es denkbar, den Verbrennungsmotor 2 durch Öffnen der Kupplung 4 von dem Antriebsgetriebe 3 zu trennen und das Fahrzeug unter Schwungausnutzung zu betreiben. Zum Wiederanlassen des Motors wird das Anlassmoment von der Regeleinheit 6 entsprechend vorgegeben.In the arrangement of the elements shown, it is conceivable for the internal combustion engine 2 by opening the clutch 4 from the drive gear 3 to separate and operate the vehicle using momentum. To restart the engine, the starting torque is from the control unit 6 given accordingly.

Außer im Anlass- und im Abstellvorgang wird die Elektromaschine als Generator betrieben oder abgeschaltet. Ein durchgängiger motorischer Betrieb der Elektromaschine, beispielsweise als aktive Dämpfung, ist aufgrund des hohen Energiebedarfs nur in Ausnahmen vorteilhaft. Dagegen spielt der Energiebedarf durch den zusätzlichen kurzzeitigen Betrieb der Elektromaschine im Abstellvorgang aufgrund der zeitlichen Begrenzung nur eine untergeordnete Rolle. Das Verfahren und/oder die Vorrichtung sind daher vorteilhaft für eine Verbesserung des Fahrkomforts einsetzbar.Except when starting and stopping the electric machine is operated as a generator or switched off. A consistent one motor operation of the electric machine, for example as active damping, is only advantageous in exceptional cases due to the high energy requirement. In contrast, the energy requirement plays through the additional short-term operation the electric machine in the shutdown process due to the time limit only a subordinate role. The method and / or the device are therefore advantageous for an improvement in driving comfort can be used.

Alternativ zu der dargestellten Kupplung 4 zur lösbaren Verbindung des Verbrennungsmotors mit der Elektromaschine bzw. dem Startergenerator kann auch eine feste Verbindung beispielsweise über einen Flansch Anwendung finden. Derartige Startergeneratoren werden auch als Hybrid-Startergeneratoren bezeichnet.As an alternative to the coupling shown 4 For the detachable connection of the internal combustion engine to the electric machine or the starter generator, a fixed connection can also be used, for example via a flange. Such starter generators are also referred to as hybrid starter generators.

Claims (5)

Verfahren zur Reduzierung des Abstellschlagens für einen Verbrennungsmotor (1), wobei der Verbrennungsmotor (1) mit einer Elektromaschine (2) fest verbunden oder kuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Elektromaschine (2) ein Korrekturmoment aufgebracht wird, welches einem Rückstellmoment des Verbrennungsmotors (1) beim Abstellen kurzzeitig entgegenwirkt.Shock reduction method for an internal combustion engine ( 1 ), the internal combustion engine ( 1 ) with an electric machine ( 2 ) is firmly connected or can be coupled, characterized in that by the electric machine ( 2 ) a correction torque is applied which corresponds to a reset torque of the internal combustion engine ( 1 ) counteracts briefly when parking. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Sensor (7) eine Drehschwingung und/oder ein Drehmoment und/oder die Richtung der Kurbelwelle 10 erfasst wird und das Rückstellmoment anhand von Signalen des Sensors (7) ermittelt wird.A method according to claim 1, characterized in that by a sensor ( 7 ) a torsional vibration and / or a torque and / or the direction of the crankshaft 10 is recorded and the restoring torque is based on signals from the sensor ( 7 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) durch die Elektromaschine (2) angelassen wird, wobei die Elektromaschine (2) als Startergenerator ausgebildet ist.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) by the electric machine ( 2 ) is started, whereby the electric machine ( 2 ) is designed as a starter generator. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Anlassmoment geregelt und/oder gesteuert ist, so dass sanftes Anlassen des Verbrennungsmotor (1) erzielt wird.A method according to claim 3, characterized in that the starting torque is regulated and / or controlled so that smooth starting of the internal combustion engine ( 1 ) is achieved. Vorrichtung zum Durchführen eines der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, umfassend mindestens einen Sensor (7), durch welchen ein Drehmoment und/oder eine Drehschwingung und/oder die Richtung der Kurbelwelle 10 erfassbar ist, eine Recheneinheit (6), durch welche ein Korrekturmoment ermittelbar ist, welches dem Drehmoment und/oder der Drehschwingung und/oder der Richtung der Kurbelwelle 10 entgegenwirkt, und eine Elektromaschine (2), durch welche das Korrekturmoment aufbringbar ist.Device for performing one of the methods according to claims 1 to 4, comprising at least one sensor ( 7 ), through which a torque and / or a torsional vibration and / or the direction of the crankshaft 10 is detectable, a computing unit ( 6 ), by means of which a correction torque can be determined, which corresponds to the torque and / or the torsional vibration and / or the direction of the crankshaft 10 counteracts, and an electric machine ( 2 ) through which the correction torque can be applied.
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