DE19811245A1 - Starting and engaging IC engine in drive line of motor vehicle with clutch - Google Patents

Starting and engaging IC engine in drive line of motor vehicle with clutch

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Abstract

The method for starting and engaging IC engine (1) which has a clutch (9) comprises the steps of: (a) the clutch (9) is open; (b) the gearbox is connected in idling mode; (c) the starter (16) is operated, such that its drive pinion (17) drives a gear (8) on the gearbox input shaft (7); (d) the clutch (9) closes, so that the crankshaft (6) of the IC engine rotates and the engine starts; (e) the starter (16) is switched off; (f) the clutch (9) is opened; (g) the gearbox gear is selected; (h) the clutch (9) is closed. The starter pinion (16) is pushed on the start drive shaft (24) and/or the gear (8) on the gearbox input shaft (7), for the engaging or disengaging the toothing axially on the respective shafts. The clutch operation results by a control unit (11), depending on the selected gear, the travel pedal operation and/or the brake pedal operation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Antriebseinrichtung zum Starten und Einkop­ peln einer Brennkraftmaschine in den Antriebsstrang eines Fahrzeuges, bei dem zwischen der Brennkraftmaschine und einem Getriebe eine Kupplung angeordnet ist.The invention relates to a method and a drive device for starting and Einkop peln an internal combustion engine in the drive train of a vehicle, in which between the internal combustion engine and a transmission a clutch is arranged.

Eine derartige Antriebseinrichtung ist beispielsweise aus der DE 195 19 703 bekannt, mit der antriebslose Fahrzeug-Schubbetriebsphasen in Abhängigkeit von der Fahrpedal- und/oder Ganghebelbetätigung realisierbar sind.Such a drive device is known for example from DE 195 19 703, with which drive-less vehicle overrun phases depending on the accelerator pedal and / or Gear lever actuation can be implemented.

Da im Alltagsbetrieb derartiger Schwungnutzautomatik-Fahrzeuge der erneute Wiederstart der Brennkraftmaschine mit Hilfe eines in diesem Antriebsstrang integrierten elektromotori­ schen Anlassers vergleichsweise häufig durchzuführen ist, kommt es im Laufe des Fahr­ zeuglebens zu einem nicht zu vernachlässigenden Verschleiß am mit einer Schwungradaußenverzahnung auf der Brennkraftmaschinenkurbelwelle kämmenden Anlas­ serritzel.Because in everyday operation of such automatic swing-utility vehicles, a new restart the internal combustion engine with the help of an electric motor integrated in this drive train the starter is comparatively frequent, it occurs during driving testament to a not negligible wear on with a External flywheel teeth on the combing engine crankshaft pinion.

Außerdem sind Fahrzeuge mit automatisierten Schaltgetrieben bekannt, bei denen eine Stellvorrichtung die Wähl- und Schaltvorgänge sowie die Kupplungsbetätigung ausführen.In addition, vehicles with automated manual transmissions are known, in which one Actuate the selection and switching operations as well as the clutch actuation.

Schließlich ist aus der DE-OS 40 04 330 ein Zusatzantrieb für Kraftfahrzeuge mit Verbren­ nungsmotor bekannt, bei dem ebenfalls zwischen der Brennkraftmaschine und einem Ge­ triebe eine Kupplung vorgesehen ist. Zusätzlich ist ein Elektromotor vorhanden, dessen An­ triebsritzel zum Starten der Brennkraftmaschine in bekannter Weise mit einer Außenverzah­ nung eines auf der Kurbelwelle sitzenden Motorschwungrades in Eingriff bringbar ist. Für einen elektromotorischen Antrieb bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine und geöffneter Trennkupplung kann gemäß dieser Offenlegungsschrift auch vorgesehen sein, daß das An­ lasserritzel auf der Antriebswelle des Elektromotors axial soweit in Richtung Getriebe ver­ schoben wird, daß es mit einem auf der Getriebeeingangswelle sitzenden Zahnrad kämmt und damit den elektromotorischen Antrieb des Fahrzeuges sicherstellt.Finally, from DE-OS 40 04 330 an additional drive for motor vehicles with combustion tion motor known, in which also between the internal combustion engine and a Ge drives a clutch is provided. In addition, there is an electric motor, the An Drive pinion for starting the internal combustion engine in a known manner with an external tooth tion of a motor flywheel seated on the crankshaft can be brought into engagement. For an electric motor drive with the internal combustion engine switched off and open Separating clutch can also be provided in accordance with this published specification that the An Verify the pinion on the drive shaft of the electric motor axially towards the gearbox is pushed that it meshes with a gear sitting on the transmission input shaft and thus ensures the electric motor drive of the vehicle.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe an die Erfindung darin, ein Verfahren und eine Antriebseinrichtung zum Starten und Einkoppeln einer Brennkraftmaschine in den Antriebs­ strang des Fahrzeuges vorzuschlagen, bei dem das Anlasserritzel grundsätzlich nur auf ein auf der Getriebeeingangswelle angeordnetes Zahnrad wirkt. Durch entsprechendes Schließen und Öffnen der Kupplung sowie anschließendes Einlegen des gewünschten Ge­ triebeganges läßt sich die Brennkraftmaschine sowohl bei Stillstand des Fahrzeuges als auch in sogenannten antriebslosen Schubbetriebsphasen verschleißarm starten und bei passender Synchrondrehzahl bei vorgewählten Gang in den Antriebsstrang einkoppeln.Against this background, the object of the invention is a method and a Drive device for starting and coupling an internal combustion engine into the drive propose strand of the vehicle in which the starter pinion is basically only on gear arranged on the transmission input shaft acts. By doing so Closing and opening the clutch and then inserting the desired Ge drive gear, the internal combustion engine can both when the vehicle is at a standstill Start with low wear even in so-called non-driven overrun phases Couple the appropriate synchronous speed into the drive train with the gear selected.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist der Beschreibung die Zeichnung eines Ausfüh­ rungsbeispiels einer Antriebseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens beigefügt. Darin ist in schematischer Darstellungsweise mit 1 eine Brennkraftmaschine und mit 2 ein Getriebe bezeichnet, zwischen denen eine Kupplung 9 angeordnet ist. Das Getriebe 2 kann ein mittels eines Getriebeschalthebels 12 manuell schaltbares Handschalt­ getriebe, ein mittels Servostelleinrichtungen 30 automatisiert schaltbares Getriebe oder gar ein Automatikgetriebe sein. Zur Steuerung der Schaltbetätigung ist das Getriebe 2 in den letzteren beiden Varianten sowie zur Übermittlung der Schalthebelposition mit einem Steu­ ergerät 11 über eine gestrichelt gezeichnete Sensor- und Steuerleitung verbunden.For a better understanding of the invention, the description is accompanied by the drawing of an exemplary embodiment of a drive device for carrying out the method according to the invention. In it, an internal combustion engine is designated in a schematic representation with 1 and a transmission with 2, between which a clutch 9 is arranged. The transmission 2 can be a manually shiftable transmission by means of a transmission shift lever 12, a transmission which can be shifted automatically by means of servo adjusting devices 30, or even an automatic transmission. To control the switching operation, the transmission 2 is connected in the latter two variants and for transmitting the shift lever position to a control device 11 via a dashed-line sensor and control line.

Die Kupplung 9 ist hier als eine mittels einer druckmittelbetätigbaren Servostelleinrichtung 10 versehene automatische Kupplung ausgeführt, die auf der Antriebsseite mit der Kurbelwelle 6 der Brennkraftmaschine 1 und auf der Abtriebsseite mit der Getriebeeingangswelle 7 des Getriebes 2 verbunden ist. Abtriebsseitig treibt das Getriebe 2 über eine Getriebeabtriebs­ welle 15 in an sich bekannter Weise ein Differentialgetriebe 3 an, von dem Radantriebswel­ len 4 zu Fahrzeugrädern 5 führen. Die Kupplung 9 kann jedoch auch elektromotorisch betä­ tigt sein.The clutch 9 is designed here as an automatic clutch provided by means of a servo control device 10 which can be actuated by pressure medium and which is connected on the drive side to the crankshaft 6 of the internal combustion engine 1 and on the output side to the transmission input shaft 7 of the transmission 2 . On the output side drives the transmission 2 through a transmission output shaft 15 in a known manner to a differential gear 3, of the Radantriebswel len 4 lead to vehicle wheels. 5 However, the clutch 9 can also be actuated by an electric motor.

Außerdem ist in der Zeichnung ein Fahrpedal 18 mit einem Fahrpedalstellungssensor 19 dargestellt, wobei letzterer ebenso wie ein Bremspedalsensor 23 mit dem genannten Steu­ ergerät 11 über die gestrichelt dargestellten Sensorleitungen verbunden ist. Die Steuerung von antriebslosen Schubbetriebsphasen sowie des Startens der Brennkraftmaschine 1 er­ folgt unter anderem aufgrund dieser Sensordaten.In addition, an accelerator pedal 18 is shown in the drawing with an accelerator pedal position sensor 19 , the latter, like a brake pedal sensor 23, being connected to said control unit 11 via the sensor lines shown in broken lines. The control of drive-less overrun operating phases and the starting of the internal combustion engine 1 takes place , inter alia, on the basis of these sensor data.

Zum Starten der Brennkraftmaschine 1 ist eine als Anlasser ausgebildete Elektromaschine 16 vorgesehen, deren Betätigungssignal ausgehend von einem Signal eines Zündungs­ schlüsselkontaktes 20 von dem Steuergerät 11 gesteuert wird. Hierzu ist das Steuergerät 11 mit dem Anlasser 16 in an sich bekannter Weise über eine Steuerleitung verbunden. Der Anlasser 16 selbst verfügt über eine Antriebswelle 24, auf der ein Anlasserritzel 17 befestigt ist. Dieses Ritzel 17 ist mit einem auf der Getriebeeingangswelle 7 angeordneten Zahnrad 8 in Eingriff bringbar, wobei entweder das Ritzel 17 entsprechend dem Pfeil 21 auf der Anlas­ serwelle 24 oder das Zahnrad 8 entsprechend dem Pfeil 22 auf der Getriebeeingangswelle 7 mittels einer geeigneten Stellvorrichtung axial verschiebbar ist. Diese hier nicht dargestellten Stellvorrichtungen können beispielsweise von Elektromagneten verschiebbare Schaltgabeln sein, wie sie beispielsweise aus der genannten DE-OS 40 04 330 bekannt sind. Die Ver­ schiebung des Ritzels 17 oder des Zahnrades 8 erfolgt dabei aufgrund von Steuersignalen des Steuergerätes 11.To start the internal combustion engine 1 , an electric machine 16 designed as a starter is provided, the actuation signal of which is controlled by the control unit 11 based on a signal from an ignition key contact 20 . For this purpose, the control device 11 is connected to the starter 16 in a manner known per se via a control line. The starter 16 itself has a drive shaft 24 on which a starter pinion 17 is attached. This pinion 17 can be brought into engagement with a gear 8 arranged on the transmission input shaft 7 , wherein either the pinion 17 according to arrow 21 on the starter shaft 24 or the gear 8 according to arrow 22 on the transmission input shaft 7 can be axially displaced by means of a suitable adjusting device . These adjusting devices, not shown here, can be shift forks shiftable by electromagnets, for example, as are known, for example, from the aforementioned DE-OS 40 04 330. The displacement of the pinion 17 or the gear 8 takes place on the basis of control signals from the control unit 11 .

Zum Starten der Brennkraftmaschine 1 wird von dem Steuerungsgerät 11 folgender Steue­ rungsablauf ausgelöst.To start the internal combustion engine 1 , the following control process is triggered by the control device 11 .

Zunächst wird vorzugsweise mittels der Getriebeschalt- und Wählvorrichtung 13 das Ge­ triebe 2 in den Leerlauf geschaltet. Zuvor wird durch die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 die Kupplung 9 geöffnet, so daß die Getriebeeingangswelle 7 und die Kurbelwelle 6 an­ triebstechnisch voneinander getrennt sind. Als nächstes wird das Ritzel 17 oder das Zahnrad 8 auf der Anlasserantriebswelle 24 bzw. der Getriebeeingangswelle 7 derart koaxial zu diesen Wellen verschoben, daß beide Zahnräder in Zahneingriff gelangen. Anschließend wird der Anlasser 16 in Betrieb genommen, so daß über die Zahnräder 17, 8 die Getriebeeingangs­ welle 7 angetrieben wird. Sodann wird die Kupplung 9 geschlossen, die Kurbelwelle 6 ge­ dreht und die Brennkraftmaschine 1 dadurch gestartet. Anschließend wird die Antriebsver­ bindung zwischen dem Ritzel 17 und dem Zahnrad 8 gelöst und der Anlasser 16 stillgesetzt.First, the gear 2 is preferably switched to idle by means of the gear shift and selector 13 . The clutch 9 is opened beforehand by the clutch actuation device 10 , so that the transmission input shaft 7 and the crankshaft 6 are separated from one another in terms of drive technology. Next, the pinion 17 or the gear 8 on the starter drive shaft 24 or the transmission input shaft 7 is shifted coaxially to these shafts such that both gears come into mesh. Then the starter 16 is put into operation so that the gear input shaft 7 is driven via the gears 17 , 8 . Then the clutch 9 is closed, the crankshaft 6 rotates ge and the internal combustion engine 1 thereby started. Then the Antriebsver connection between the pinion 17 and the gear 8 is released and the starter 16 is stopped.

Bei laufender Brennkraftmaschine 1 wird dann die Kupplung 9 geöffnet und vorzugsweise von der Getriebewähl- und Schaltvorrichtung 13 ein Getriebegang eingelegt und anschließend die Kupplung 9 wieder geschlossen, so daß eine Antriebsverbindung zwischen der Brennkraftmaschine 1 und dem Getriebe 2 hergestellt wird.When the internal combustion engine 1 is running, the clutch 9 is then opened and preferably a gear is engaged by the gear selector and switching device 13 and then the clutch 9 is closed again, so that a drive connection between the internal combustion engine 1 and the gear 2 is established.

Neben dem hier vorgeschlagenen automatischen Betrieb ist grundsätzlich auch ein halbau­ tomatischer oder gar manueller Betrieb zum Anwerfen der Brennkraftmaschine denkbar, bei dem zwar die Verfahrensschritte eingehalten, jedoch die Schalt- und Wählbetätigung und/oder die Kupplungsbetätigung manuell vom Fahrer des Fahrzeugs durchgeführt wird.In addition to the automatic operation proposed here, there is also a semi-building Tomatical or even manual operation for starting the internal combustion engine is conceivable that the procedural steps were followed, but the switching and selection actuation and / or the clutch actuation is carried out manually by the driver of the vehicle.

Als besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist anzusehen, daß bei Fahrzeu­ gen, die im intermitierenden Motorbetrieb fahren (Schwungnutzautomatik), die mechanische Belastung insbesondere beim Einspuren des Anlasserritzels in das anzutreibende Zahnrad dadurch deutlich verringert wird, daß hier lediglich die Drehmassen der mit der im Leerlauf zu drehenden Getriebeeingangswelle in Bewegung zu setzen sind, während beim Stand der Technik alle mit der Kurbelwelle und dem Motorschwungrad in Verbindung stehenden Mas­ sen in Bewegung zu drehen sind. Dadurch wird auch ein geringerer Anlasserstrom benötigt wodurch letztlich der Anlasser 16 klein und leicht gebaut sowie die Belastung einer Starter­ batterie verringert werden kann.A particular advantage of the method according to the invention can be seen that in vehicles that drive in intermittent engine operation (automatic flywheel system), the mechanical load, in particular when the starter pinion is engaged in the gearwheel to be driven, is significantly reduced by the fact that here only the turning masses with the idle gearbox input shaft to be set in motion, while in the prior art all masses connected to the crankshaft and the engine flywheel are to be set in motion. This also requires a lower starter current, which ultimately makes the starter 16 small and light, and the load on a starter battery can be reduced.

Claims (5)

1. Verfahren zum Starten und Einkoppeln einer Brennkraftmaschine in einen Antriebs­ strang eines Fahrzeuges, bei dem zwischen der Brennkraftmaschine und einem Ge­ triebe eine Kupplung angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • a) Kupplung öffnen,
  • b) Getriebe (2) in den Leerlauf schalten,
  • c) Betätigen des Anlassers (16) derart, daß dessen Antriebsritzel (17) ein Zahnrad (8) auf der Getriebeeingangswelle (7) antreibt,
  • d) Kupplung (9) schließen, so daß sich die Kurbelwelle (6) der Brennkraftmaschine (1) dreht und die Brennkraftmaschine startet,
  • e) Anlasser (16) ausschalten,
  • f) Kupplung (9) öffnen,
  • g) Getriebegang einlegen,
  • h) Kupplung (9) schließen.
1. A method for starting and coupling an internal combustion engine into a drive train of a vehicle in which a clutch is arranged between the internal combustion engine and a gear, characterized by the following method steps:
  • a) open clutch,
  • b) Shift gearbox ( 2 ) into neutral,
  • c) actuating the starter ( 16 ) in such a way that its drive pinion ( 17 ) drives a gearwheel ( 8 ) on the transmission input shaft ( 7 ),
  • d) close clutch ( 9 ) so that the crankshaft ( 6 ) of the internal combustion engine ( 1 ) rotates and the internal combustion engine starts,
  • e) switch off the starter ( 16 ),
  • f) open clutch ( 9 ),
  • g) engage gear,
  • h) Close clutch ( 9 ).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlasserritzel (16) auf der Anlasserantriebswelle (24) und/oder das Zahnrad (8) auf der Getriebeeingangswelle (7) zum Einspuren oder Ausspuren der Verzahnung axial auf den jeweiligen Wellen ver­ schoben wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the starter pinion ( 16 ) on the starter drive shaft ( 24 ) and / or the gear ( 8 ) on the transmission input shaft ( 7 ) for engaging or disengaging the toothing is axially pushed ver on the respective shafts . 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsbetätigung von einem Steuergerät (11) in Abhängigkeit von dem gewählten Getriebegang, der Fahrpe­ dalbetätigung und/oder der Bremspedalbetätigung erfolgt.3. The method according to claim 1, characterized in that the clutch actuation by a control unit ( 11 ) in dependence on the selected gear, the Fahrpe pedal actuation and / or the brake pedal actuation. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einle­ gen der Getriebegänge automatisch erfolgt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the Einle against the transmission gears. 5. Antriebseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Brennkraftmaschine (1), einem Getriebe (2) und einer zwi­ schen diesen beiden Aggregaten angeordneten Kupplung (9), sowie mit einer mit einem Anlasserritzel (17) versehenen Elektromaschine (16) zum Starten der Brennkraftma­ schine (1), dadurch gekennzeichnet, daß das Anlasserritzel (17) zum Starten der Brennkraftmaschine (1) mit einem Zahnrad (8) auf der dem Getriebe (9) abtriebsseitig nachgeordneten Getriebeeingangswelle (7) kämmt.5. Drive device for performing the method according to one or more of claims 1 to 4, with an internal combustion engine ( 1 ), a transmission ( 2 ) and a between these two units arranged clutch ( 9 ), and with a starter pinion ( 17th ) provided electric machine ( 16 ) for starting the internal combustion engine ( 1 ), characterized in that the starter pinion ( 17 ) for starting the internal combustion engine ( 1 ) has a gear ( 8 ) on the transmission input shaft ( 7 ) downstream of the transmission ( 9 ) on the output side. combs.
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