DE19918513C1 - Elektrische Antriebsanordnung für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Es wird eine elektrische Antriebsanordnung für Brennkraftmaschinen (10) in Kraftfahrzeugen vorgeschlagen, mit einem an die Brennkraftmaschine (10) ankoppelbaren elektrischen Anlasser (11) und einer in Antriebsverbindung mit der Brennkraftmaschine (10) stehenden elektrischen Maschine (12), der über eine Halbleiterschaltungsanordnung (13) mit einer Versorgungsbatterie (14) verbunden ist, wobei die elektrische Maschine (12) mittels der Halbleiterschaltungsanordnung (13) wahlweise generatorisch oder motorisch betreibbar ist. Eine elektronische Steuereinrichtung (15) dient zur Steuerung des Startvorgangs der Brennkraftmaschine (10), wobei dieser Startvorgang in Abhängigkeit des Signals wenigstens eines Temperatursensors (16, 17) mit Hilfe der motorisch betriebenen elektrischen Maschine (12) allein oder zusammen mit dem Anlasser (11) erfolgt. Hierdurch lassen sich schnellere und komfortablere Anlaßvorgänge bei geringeren Schadstoffemissionen erreichen, die auch noch bei sehr tiefen Temperaturen sicher durchführbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebsanordnung für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, mit einem an die Brenn­ kraftmaschine ankuppelbaren elektrischen Anlasser und einer in Antriebsverbindung mit der Brennkraftmaschine stehenden elekt­ rischen Maschine.

Das Starten von Brennkraftmaschinen in Straßenfahrzeugen ge­ schieht seit Jahrzehnten mittels eines elektrischen Anlassers, welcher nur während der Startphase über sein Anlasserritzel und den Zahnkranz auf dem Schwungrad mit der Kurbelwelle der Brenn­ kraftmaschine mechanisch verbunden ist. Alle Anlassermotoren haben heute die Drehmomentcharakteristik einer Hauptschlußma­ schine, welche im wesentlichen durch ein mit steigender Dreh­ zahl stetig auf Null abfallendes Abgabemoment gekennzeichnet ist, beginnend mit dem maximal möglichen Drehmoment bei Still­ stand. Diese Charakteristik führt beim Startvorgang zum Drehmo­ mentengleichgewicht zwischen Startermoment und Schleppmoment der Brennkraftmaschine bei Kurbelwellendrehzahlen zwischen 80 und 200 U/min, welche nach bisher gültigen Anforderungen zum Starten ausreichen. Um diese Anlassermotoren möglichst klein, leicht und billig zu realisieren, werden nach bisherigen Anfor­ derungen Gleichstrommaschinen in Reihenschlußbauweise oder mit permanentmagnetischer Erregung und einer möglichst großen me­ chanischen Übersetzung zur Kurbelwelle verwendet. Die Gesamt­ übersetzung von Vorgelege im Anlasser sowie Übersetzung vom Starterritzel zur Kurbelwelle beträgt ca. 60 : 1. Diese hohe Übersetzung macht eine Einrückvorrichtung erforderlich, welche nur bei Betätigung des Starters eine antreibende Verbindung zur Kurbelwelle herstellt und damit den Anlassermotor für Extrem­ drehzahlen schützt.

Zukünftige Abgasvorschriften lassen erwarten, daß die beschrie­ bene Auslegung einer Startanlage nicht mehr ausreicht. Die Vor­ gabe der bisherigen Mindeststartdrehzahlen an der Kurbelwelle bedingen hohe Schadstoffemissionen beim heutigen Startvorgang, und es ist bekannt, daß eine Anhebung der Startdrehzahl auf Werte im Bereich der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine erhebliches Verbesserungspotential in diesem Punkt besitzt.

Ein weiterer Nachteil der heutigen Startanlagen besteht darin, daß bedingt durch die hohe Übersetzung des Anlassers zur Kur­ belwelle und das notwendige Ein- und Ausrücken des Starterrit­ zels Anlaßvorgänge relativ lang dauern und relativ laut sind. Dies wird von den Kunden immer weniger akzeptiert zumal zukünf­ tige Betriebskonzepte der Fahrzeuge zur Einhaltung von Flotten­ verbrauchszielen wesentlich mehr Anlaßvorgänge nötig machen werden. Hierbei ergeben sich Probleme mit der Lebensdauer heu­ tiger Startanlagen.

Aus der EP 0 793 013 A1 ist es bekannt, den Startvorgang durch eine riemengetriebenen elektrische Maschine (Lichtmaschine) an­ stelle mit Hilfe eines konventionellen Starters durchzuführen. Probleme ergeben sich bei sehr niedrigen Temperaturen, da das Höchstdrehmoment einer solchen Anordnung nicht mehr ausreicht, den Motor dann sicher zu starten. Die Nutzung ist daher allen­ falls auf Brennkraftmaschinen mit kleinen Hubräumen beschränkt. Würde man eine Auslegung für große Brennkraftmaschinen durch­ führen, die auch noch bei niedrigen Temperaturen sicher arbei­ tet, so würde dies zu nicht akzeptablen großen, schweren und teuren Maschinen führen.

Gemäß der EP 0 406 182 B1 wird versucht, dieses Problem dadurch zu lösen, daß mittels einer Boost-Schaltung zum Starten eine höhere Spannung erzeugt werden kann, welche in der motorisch betriebenen elektrischen Maschine kurzzeitig höhere Ströme be­ wirkt und damit das Moment steigert. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß der Riementrieb bei tiefen Temperaturen an Haftung verliert und zum Durchrutschen neigt. Außerdem stört die Aufladezeit des Startspeichers, wodurch kurz nacheinander erfolgende Startvorgänge nicht möglich sind. Weiterhin ist die Lebensdauer einer solchen Anordnung für die viele Startvorgänge erforderlich machenden zukünftigen Konzepte unzureichend.

Aus der DE 32 41 079 A1 sind zwei Anlasser zum Anlassen einer Brennkraftmaschine bekannt, die jedoch dort jeweils zusammen eingeschaltet werden. Dies dient zur Verringerung der Aufwen­ dungen, des Bauvolumens und des Materialaufwands für die Start­ schütze.

Aus der EP 0 403 051 A1 ist es bekannt, eine Brennkraftmaschine mit einem einzigen Anlasser zu starten, der seine Energie aus einem zuvor aufgeladenen Kondensator erhält. Dabei wird die La­ despannung für den Kondensator temperaturabhängig eingestellt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine elektrische Antriebsanordnung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, durch die auf kostengünstige Weise ein schnellerer und komfortablerer Anlaßvorgang möglich ist, der auch noch bei tiefen Temperaturen sicher erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrische An­ triebsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung hat insbesondere den Vorteil, daß sich bei kombiniertem Betrieb die Antriebsmomente von elektrischer Maschine und Anlasser wirkungsvoll überlagern, da die aktive elektrische Maschine mit seinem Drehmoment gerade dort einsetzt, wo der Anlasser nachzulassen beginnt. Die Kur­ belwelle der Brennkraftmaschine wird dadurch weit über die heutzutage mit einem Starter erzielbare Drehzahl hinaus sehr schnell beschleunigt, so daß auch bei tiefen Temperaturen ein schneller und sicherer Start gewährleistet ist. Beim Kaltstart erfolgt daher eine Aufgabenteilung zwischen konventionellem An­ lasser (Überwindung des Losbrechmoments) und der elektrischen Maschine (Erhöhung des Andreh-Drehmoments im Bereich höherer Kurbelwellendrehzahlen). Eine Überdimensionierung der elektri­ schen Maschine samt Leistungselektronik sowie ein unerwünschter Eingriff in den Triebstrang kann vermieden werden, wobei der heutzutage im Hinblick auf Kosten und Größe optimierte Anlasser nahezu unverändert verwendet werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung stellt somit ein Kostenoptimum bei der Lösung der ge­ stellten Aufgabe dar. Bei höheren Außentemperaturen und/oder warmer Motor kann der Startvorgang allein mit der elektrischen Maschine erfolgen, wodurch dann ein besonders geräuscharmer und komfortabler Start ermöglicht wird. In Abhängigkeit des Signals wenigstens eines Temperatursensors entscheidet die elektroni­ sche Steuereinrichtung in vorteilhafter Weise, wie der Start­ vorgang durchgeführt werden soll.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Antriebsanordnung möglich.

Die Halbleiterschaltung ist in vorteilhafter Weise für den mo­ torischen Betrieb der als Wechselstrom- oder Drehstromgenerator ausgebildeten elektrischen Maschine als Wechselrichter und für den generatorischen Betrieb als Gleichrichter schaltbar, so daß eine einzige Halbleiterschaltung für beide Betriebsarten einge­ setzt werden kann mit entsprechender Wirkungsgradverbesserung durch aktive Gleichrichtung im Generatorbetrieb.

Die Entscheidung, ob der Startvorgang allein mittels der moto­ risch betriebenen elektrischen Maschine oder mittels dieser e­ lektrischen Maschine in Kombination mit dem Anlasser erfolgen soll, trifft die elektronische Steuereinrichtung in optimaler Weise in Abhängigkeit der Motoröltemperatur und/oder der Außen­ temperatur und/oder der Abstellzeit der Brennkraftmaschine. Zum Starten der Brennkraftmaschine bei niedriger Temperatur sind die elektrische Maschine und der Anlasser gleichzeitig oder nacheinander zeitlich überlappend oder nicht überlappend ein­ schaltbar. Diese Varianten können beispielsweise alternativ in Abhängigkeit bei jeweiligen Startparameter gewählt werden.

Die elektronische Steuereinrichtung kann auch in vorteilhafter Weise zur Einstellung einer definierten Winkellage der Kurbel­ welle der Brennkraftmaschine beim Abstellen derselben mit Hilfe der motorisch betriebenen elektrischen Maschine ausgebildet sein. Hierzu ist die elektrische Maschine beispielsweise als vollwertiger Vier-Quadranten-Positionierantrieb ausgebildet. Der nächste Startvorgang kann dadurch aus einer definierten An­ fangslage heraus erfolgen, wodurch der Startvorgang erheblich beschleunigt und die Schadstoffemission erheblich reduziert wird. Darüberhinaus kann einer der bisher üblichen Sensoren, entweder der OT-Sensor oder der Nockenwellen-Sensor eingespart werden. Besonders günstig für den Verbrauch und eine geringe Schadstoffemission sind Mittel zum Aktivieren von Zündung und/oder Einspritzung beim Startvorgang der Brennkraftmaschine erst bei Drehzahlen nahe der Startdrehzahl, beispielsweise bei 80% der Startdrehzahl.

In vorteilhafter Weise kann die elektronische Steuereinrichtung auch zur Unterstützung von Verzögerungsvorgängen der Brenn­ kraftmaschine durch Einschalten der generatorisch betriebenen elektrischen Maschine und/oder zur Unterstützung von Beschleu­ nigungsvorgängen der Brennkraftmaschine durch Einschalten der motorisch betriebenen elektrischen Maschine eingesetzt werden. Beispielsweise kann der motorische Betrieb der elektrischen Ma­ schine bei laufender Brennkraftmaschine zur Fahrdynamikunter­ sützung genutzt werden, also als unterstützender Eingriff der aktiven elektrischen Maschine bei allen Hochlaufvorgängen der Brennkraftmaschine. Andererseits kann auch Rotationsenergie der Brennkraftmaschine bei generatorisch betriebener elektrischer Maschine rückgewonnen werden, insbesondere im Schub- und Brems­ betrieb, so daß die elektrische Maschine zusätzlich noch den gewünschten Verzögerungsvorgang unterstützt. Dies erfolgt zweckmäßigerweise in Abhängigkeit der Drehzahl der Brennkraft­ maschine.

Die aktive elektrische Maschine kann auch in vorteilhafter Wei­ se bei Gangwechseln in Schaltgetrieben mit zur Synchronisierung von Motor- und Getriebedrehzahlen eingesetzt werden. Die Ener­ gie, welche in den Synchronringen des Getriebes zur Drehzahlan­ gleichung umgesetzt werden muß, kann durch die elektrische Ma­ schine wiedergewonnen werden, wobei sich zusätzlich schnellere Gangwechsel ergeben, die bei entsprechender Auslegung sogar Synchronringe und eine Kupplung entbehrlich machen können. Bei anstehendem Gangwechsel wird der Motor mit Unterstützung der e­ lektrischen Maschine so gesteuert, daß im Triebstrang kein Mo­ ment übertragen wird. Dann läßt sich der jeweilige Gang heraus­ nehmen. Danach erfolgt eine erneute Drehzahlangleichung mit Hilfe eines elektronischen Gaspedals bzw. mit Hilfe einer elektronischen Drosselklappe und elektronische Unterstützung. Wenn die Motordrehzahl auf die neue Getriebedrehzahl synchroni­ siert ist, läßt sich der neue Gang ohne Schaltstoß einlegen.

Weiterhin kann in vorteilhafter Weise auch durch Einschalten der generatorisch betriebenen elektrischen Maschine oder der motorisch betriebenen elektrischen Maschine ein zu großer Rie­ menschlupf beim (Durchrutschen) des Antriebsriemens zwischen Brennkraftmaschine und elektrischer Maschine verhindert werden. Zusätzliche Momente am Riementrieb können dadurch riemenfreund­ lich ein- und ausgekoppelt werden bzw. kompensiert werden, so daß sich die Lebensdauer des Antriebsriemens erhöht und Defekte weitgehend verhindert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer mit einem Anlasser und einer elektrischen Maschine versehenen Brenn­ kraftmaschine und

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine schematisch dargestellte Brennkraftmaschine 10 eines im übrigen nicht dargestellten Kraftfahrzeugs mit einem Anlasser 11 und einer elektrischen Maschine 12 (Lichtmaschine) versehen, wobei die elektrische Maschine 12 in nicht näher dargestellter Weise über einen Riemenantrieb mit der Brennkraftmaschine 10 gekop­ pelt ist.

Der Anlasser 11 ist direkt und die elektrische Maschine 12 über eine Halbleiterschaltungsanordnung 13 mit einer Versorgungsbat­ terie 14 verbunden.

Eine elektronische Steuereinrichtung 15 steuert den Anlasser 11 und die Halbleiterschaltungsanordnung 13 in Abhängigkeit von Sensorsignalen und Anlaßsteuersignalen, die die Steuereinrich­ tung 15 mittels eines Anlasserschalters 16 erhält, der im Zündschloß integriert und/oder als separater Anlasserschalter ausgebildet sein kann. Im Ausführungsbeispiel werden der Steu­ ereinrichtung 15 Sensorsignale eines Außentemperatursensors 17, eines Öltemperatursensors 18 und eines Saugrohrdrucksensors 19 zugeführt. Zusätzlich können der Steuereinrichtung 15 jedoch beispielsweise auch noch Sensorsignale zugeführt werden, die vom Batterieladezustand, von der Batteriespannung, vom Batte­ rie- und Bordnetzstrom, von der Motordrehzahl, von Pedalstel­ lungen oder Parameterschaltern abhängig sind.

Die Halbleiterschaltungsanordnung 13 erhält von der Steuerein­ richtung 15 je nach Betriebszustand Steuersignale für einen mo­ torischen (aktiven) oder generatorischen Betrieb der elektri­ schen Maschine 12. Für den generatorischen Betrieb wird die Halbleiterschalteranordnung 13 als Gleichrichter bzw. Gleich­ richterbrücke geschaltet, während sie für den motorischen Be­ trieb als Wechselrichter für den als Wechselstrom- oder Dreh­ stromgenerator ausgebildete elektrische Maschine 12 geschaltet wird.

Auf ein Anlaßsignal durch den Anlasserschalter 16 hin aktiviert die elektronische Steuereinrichtung 15 den Anlasser 11 und schaltet die Halbleiterschaltungsanordnung 13 als Wechselrich­ ter. Dadurch bewirken der Anlasser 11 und die elektrische Ma­ schine 12 gemeinsam den Anlaßvorgang der Brennkraftmaschine 10. In der Fig. 2 sind die Drehmomente und die mechanische Leis­ tung von Anlasser 11 und elektrischer Maschine 12 an der Kur­ belwelle dargestellt, wobei die durchgezogenen Linien die Dreh­ momente und die gestrichelten Linien die Leistungen in Abhän­ gigkeit der Kurbelwellendrehzahl darstellen. Diese Darstellung zeigt, daß das anfänglich hohe Drehmoment des Anlassers schnell und stetig bei steigender Drehzahl auf verschwindend geringe Werte absinkt und die zunächst ansteigende Leistung ebenfalls noch unterhalb von 300 U/min auf einen Wert von im wesentlichen Null abfällt. Im Gegensatz dazu ist das Drehmoment der elektri­ schen Maschine 12 konstant und die Leistung steigt im wesentli­ chen linear an. Das Diagramm zeigt somit, daß die aktive elekt­ rische Maschine mit ihrem Drehmoment gerade dort einsetzt, wo das des Anlassers nachzulassen beginnt. Die Überlagerung beider Antriebsmomente wird auf der Kurbelwelle wirksam und beschleu­ nigt diese weit über die heutzutage mit einem Anlasser erziel­ bare Drehzahl hinaus.

Dieser kombinierte Betrieb ist vor allem beim Kaltstart und tiefen Außentemperaturen erforderlich, da der konventionelle Anlasser 11 ein anfänglich sehr hohes Antriebsmoment besitzt, das auch noch bei niedrigen Temperaturen wirksam ist.

Bei warmer Brennkraftmaschine 10 oder hohen Außentemperaturen wird für den Startvorgang nur die elektrische Maschine 12 benö­ tigt, so daß lediglich die Halbleiterschaltungsanordnung 13 entsprechend als Wechselrichter geschaltet wird.

Diese beiden unterschiedlichen Startabläufe, also der Kaltstart und der Warmstart sind in der Steuereinrichtung 15 als Algo­ rithmus in Abhängigkeit von entsprechenden Sensorsignalen hin­ terlegt. Beispielsweise kann der Kaltstart dadurch definiert sein, daß die Motoröltemperatur und die Außentemperatur unter­ halb einem vorgebbaren Wert liegt und/oder daß die Abstellzeit seit dem letzten Betrieb der Brennkraftmaschine größer als ein vorgebbarer Zeitintervall ist. Entsprechend umgekehrt wird der Warmstart definiert, der somit bei Motoröltemperaturen und Au­ ßentemperaturen oberhalb festlegbarer Werte und/oder bei Ab­ stellzeiten kleiner als einem vorgebbaren Zeitintervall liegt. Diese Sensorgrößen können auch in einer bestimmten Funktion zu­ einander stehen.

Für den Kaltstart können noch zwei unterschiedliche Startver­ fahren realisiert werden, wobei beim einen Startverfahren die motorisch arbeitende elektrische Maschine parallel zum Anlasser 11 arbeitet. Der Anlasser wird dann bei einer bestimmten Dreh­ zahl deaktiviert, und die motorisch betriebene elektrische Ma­ schine beschleunigt die Kurbelwelle weiter auf die Startdreh­ zahl.

Bei der zweiten Variante wird zunächst der Anlasser 11 einge­ schaltet und erst nach Erreichen einer bestimmten Drehzahl wird dieser deaktiviert und die motorisch betriebene elektrische Ma­ schine aktiviert. Zur Verbrauchsreduzierung und zur Verminde­ rung schädlicher Abgase erfolgt bis zum Erreichen von einem Drehzahlwert, der beispielsweise 80% der Startdrehzahl ent­ spricht, keine Einspritzung und keine Zündung, so daß die Brennkraftmaschine 10 erst zu diesem Zeitpunkt gestartet wird, was dann sehr schnell erfolgt. Dies erfolgt mittels einer nicht dargestellten elektronischen Motorsteuerung, die in Wirkverbin­ dung mit der elektronischen Steuereinrichtung 15 stehen kann. Dieses verzögerte Einsetzen von Zündung und Einspritzung er­ folgt entsprechend auch bei einem Startvorgang allein durch die elektrische Maschine 12.

Übliche Anlasser 11 besitzen eine Gesamtübersetzung von ca. 60 : 1, die sich aus der Übersetzung von Starterritzel zur Kur­ belwelle und aus der Vorgelegeübersetzung ergibt. Bei der er­ findungsgemäßen Anordnung kann diese Übersetzung deutlich redu­ ziert werden, beispielsweise kann das Vorgelege entfallen, so daß sich eine Gesamtübersetzung von 15 : 1 ergibt.

Unabhängig vom Anlaßvorgang kann die elektronische Steuerein­ richtung 15 auch noch bei laufender Brennkraftmaschine 10 die Brennkraftmaschine 12 beispielsweise zur Fahrdynamikunterstüt­ zung steuern. Beispielsweise kann bei allen Beschleunigungsvor­ gängen der Brennkraftmaschine 10 die motorisch betriebene e­ lektrische Maschine 12 diese Beschleunigungsvorgänge unterstüt­ zen. Andererseits kann er im generatorischen Betrieb auch Ver­ zögerungsvorgänge unterstützen, d. h., im Schubbetrieb und Bremsbetrieb wird er generatorisch betrieben, so daß nicht nur fahrsituationsabhängig elektrische Energie rückgewonnen wird, sondern auch der Verzögerungsvorgang aktiv unterstützt wird.

Weiterhin kann die elektronische Steuereinrichtung 15 Schalt­ vorgänge bei Gangwechseln des Getriebes der Brennkraftmaschine 10 aktiv unterstützen und zur Synchronisierung von Motor- und Getriebedrehzahlen eingesetzt werden. Zur Drehzahlerhöhung wird dabei die motorisch betriebene elektrische Maschine 12 und zur Drehzahlreduzierung die generatorisch betriebene elektrische Maschine 12 eingesetzt werden. Dies führt zu schnelleren Gang­ wechseln, wodurch unter Umständen sogar eine Kupplung entfallen kann.

Weiterhin kann die elektronische Steuereinrichtung 15 zur Ver­ hinderung eines Riemenschlupfes des Antriebsriemens für die e­ lektrische Maschine 12 dienen. Eine nicht dargestellte Meßein­ richtung zur Erkennung des Riemenschlupfes gibt ihre Meßsignale an die elektronische Steuereinrichtung 15 weiter, die mittels der aktiven elektrischen Maschine 12 den Riemenschlupf verursa­ chende zusätzliche Momente am Riementrieb riemenfreundlich ein- und auskuppelt bzw. kompensiert. Diese Meßeinrichtung zur Er­ kennung des Riemenschlupfes kann auch Teil der elektronischen Steuereinrichtung 15 sein, wo Drehzahlen von elektrischer Ma­ schine 12 und Brennkraftmaschine 10 miteinander verglichen wer­ den. Zur Riemenschlupferkennung kann beispielsweise am Vor­ lauftrum und Rücklauftrum des Antriebsriemens je eine Meßrolle federnd angelenkt sein, die die aufgrund unterschiedlicher Mo­ mente erfolgende Dehnung des Antriebsriemens erfassen. Die Er­ kennung des Riemenschlupfes erlaubt eine präventive Riemendiag­ nose, und ein drohendes Riemenproblem kann dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs frühzeitig mitgeteilt werden, beispielsweise durch eine optische- und/oder akustische Warneinrichtung oder ein Display.

Die elektronische Steuereinrichtung 15 kann weiterhin zur Posi­ tionierung der Kurbelwelle eingesetzt werden. Beim Abstellen der Brennkraftmaschine wird der Kurbelwelle durch die motorisch betriebene elektrische Maschine 12 eine günstige wohldefinierte Ausgangslage aufgeprägt. Die elektrische Maschine ist hierzu beispielsweise als vollwertiger Vier-Quadranten- Positionierantrieb ausgebildet. Der nächste Startvorgang der Brennkraftmaschine kann dadurch aus einer definierten Anfangs­ lage heraus erfolgen, wodurch der Startvorgang erheblich be­ schleunigt wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung eignet sich auch zur Steuerung bzw. Beeinflussung des Auslaufs der Brennkraftmaschine 10. Es stellt ein Problem dar, daß oft undefinierte Mengen an Kraft­ stoff nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 10 im Ansaug­ system und in den Zylindern verbleiben. Die leicht flüchtigen Anteile des Kraftstoffes verdunsten, während dies bei den schwer entflammbaren Anteilen nicht der Fall ist. Sie ver­ schlechtern das Abgas beim erneuten Start der Brennkraftmaschi­ ne. Dies wird in einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch um­ gangen, daß beim Abstellen der Brennkraftmaschine 10 die Kraft­ stoffzufuhr bzw. Kraftstoffeinspritzung abgeschaltet wird. Die Brennkraftmaschine 10 wird dann durch die elektrische Maschine 12 im motorischen Betrieb für eine gewisse Zeit in Rotation gehalten, wodurch die Brennkraftmaschine gespült und Kraft­ stoffreste, die sich auch im Katalysator befinden können, un­ schädlich entsorgt werden. Bei einem erneuten Start der Brenn­ kraftmaschine kann das Motorsteuergerät bzw. die Steuereinrich­ tung 15 von einer "leeren" Brennkraftmaschine ausgehen, was ei­ nen definierten Start erleichtert.

Nach dem Spülen und der Entsorgung der Kraftstoffreste kann die Brennkraftmaschine 10 definiert mit Hilfe der elektrischen Ma­ schine 12 bei generatorischem Betrieb bis zum Stillstand abge­ bremst werden, da eine lange Nachlaufphase unerwünscht ist.

Eine weitere Anwendung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung besteht darin, Start-Stop-Vorgänge der Brennkraftmaschine 10, beispielsweise an Ampeln zu verbessern. Die Chancen für eine Realisierung verbessern sich vor allem dann, wenn der Start der Brennkraftmaschine bzw. des Kraftfahrzeugs jeweils ohne Verzö­ gerung erfolgt. Bereits geringste Verzögerungen machen sich hier vor allem subjektiv äußerst störend bemerkbar. Mit Hilfe der elektronischen Steuereinrichtung 15 ist es in Verbindung mit der elektrischen Maschine 12 möglich, ohne Auskupplung der Brennkraftmaschine das Fahrzeug anzuhalten. Eventuell sonst vorhandene Drehmomentstöße können durch die elektrische Maschi­ ne komfortabel ausgeglichen werden. Der Start erfolgt dann e­ benfalls wieder ohne Betätigung einer Kupplung durch "elektrisches" Anfahren, was gänzlich ohne zeitlichen Verzug möglich ist. Dies kann selbstverständlich auch bei ausgekuppel­ ter Brennkraftmaschine erfolgen. Das rein elektrische Anfahren erfolgt im motorischen Betrieb der elektrischen Maschine 12 bei eventueller Unterstützung durch den Anlasser 11, insbesondere bei kalter Brennkraftmaschine oder sehr tiefen Temperaturen. Das Zukuppeln bzw. Anlassen der Brennkraftmaschine 10 kann dann zeitlich etwas verzögert, insbesondere auch impulsförmig erfol­ gen. Da sich beim Anlassen der Brennkraftmaschine das Fahrzeug dann bereits in Bewegung befindet, wird die Bewegungsenergie des gesamten Fahrzeugs und nicht nur einzelner Triebstrangteile zum Anlassen der Brennkraftmaschine mitgenutzt, so daß ein si­ cherer Start gewährleistet ist.

Ein solches Start-Stop-System funktioniert bevorzugt in Verbin­ dung mit einem Straßenzustandserkennungssystem, wie einem elektronischen Stabilisierungssystem oder Antischlupfregelung­ system.

Claims (16)

1. Elektrische Antriebsanordnung für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, mit einem an die Brennkraftmaschine (10) an­ koppelbaren elektrischen Anlasser (11) und einer in Antriebs­ verbindung mit der Brennkraftmaschine (10) stehenden elektri­ schen Maschine (12), die über eine Halbleiterschaltungsanord­ nung (13) mit einer Versorgungsbatterie (14) verbunden ist, wo­ bei die elektrische Maschine (12) mittels der Halbleiterschal­ tungsanordnung (13) wahlweise generatorisch oder motorisch betreibbar ist, und mit einer elektronischen Steuereinrichtung (15) zur Steuerung des Startvorgangs der Brennkraftmaschine (10), der in Abhängigkeit des Signals wenigstens eines Tempera­ tursensors (17, 18) mit Hilfe der motorisch betriebenen elekt­ rischen Maschine (12) allein oder zusammen mit dem Anlasser (11) erfolgt.

2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Halbleiterschaltungsanordnung (13) für den motori­ schen Betrieb der als Wechselstrom- oder Drehstrommaschine ausgebildeten elektrischen Maschine (12) als Wechselrichter und für den generatorischen Betrieb als Gleichrichter schaltbar ist.

3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Startvorgang in Abhängigkeit der Motoröltem­ peratur und/oder der Außentemperatur und/oder der Abstellzeit der Brennkraftmaschine (10) steuerbar ist.

4. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerein­ richtung (15) zum Starten der Brennkraftmaschine (10) bei nied­ rigen Temperaturen mittels der elektrischen Maschine (12) und des Anlassers (11) und bei höheren Temperaturen mittels der elektrischen Maschine (12) allein ausgebildet ist.

5. Antriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß zum Starten der Brennkraftmaschine (10) bei niedrige­ ren Temperaturen (Kaltstart) die elektrische Maschine (12) und der Anlasser (11) gleichzeitig oder nacheinander zeitlich über­ lappend oder nicht überlappend einschaltbar sind.

6. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerein­ richtung (15) zur Einstellung einer definierten Winkellage der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (10) beim Abstellen dersel­ ben mit Hilfe de motorisch betriebenen elektrischen Maschine (12) ausgebildet ist.

7. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Aktivieren von Zün­ dung und/oder Einspritzung beim Startvorgang der Brennkraftma­ schine erst bei Drehzahlen nahe der Startdrehzahl vorgesehen sind.

8. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerein­ richtung (15) zur Unterstützung von Verzögerungsvorgängen der Brennkraftmaschine (10) durch Einschalten der generatorisch be­ triebenen elektrischen Maschine (12) und/oder zur Unterstützung von Beschleunigungsvorgängen der Brennkraftmaschine (10) durch Einschalten der motorisch betriebenen elektrischen Maschine (12) ausgebildet ist.

9. Antriebsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Einschalten der generatorisch betriebenen elektri­ schen Maschine (12) in Abhängigkeit der Drehzahl der Brenn­ kraftmaschine vorgesehen ist, insbesondere oberhalb einer vor­ gebbaren Einschaltdrehzahl.

10. Antriebsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Einschalten der generatorisch betriebenen und/oder der motorisch betriebenen elektrischen Maschine (12) zur Synchronisation von Motor- und Getriebedrehzahl bei Gang­ wechseln vorgesehen ist.

11. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das Einschalten der generatorisch be­ triebenen und/oder der motorisch betriebenen elektrischen Ma­ schine zum Ausgleich von unterschiedlichen Momenten am Riemen­ trieb der elektrischen Maschine (12) vorgesehen ist.

12. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinrichtung (15) oder andere Mittel zum Einschalten der motorisch betriebe­ nen elektrischen Maschine (12) nach dem Abstellen der Brenn­ kraftmaschine (10) und Abschalten der Kraftstoffzufuhr ausge­ bildet sind, um die Brennkraftmaschine (10) während einer Nach­ betriebsphase noch in Rotation zu halten, bis in der Brenn­ kraftmaschine (10) und/oder in einem Katalysator noch enthalte­ ne Kraftstoffreste im wesentlichen entfernt sind.

13. Antriebsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß Mittel zum Umschalten der elektrischen Maschine (12) nach der Nachbetriebsphase vom motorischen Betrieb auf den ge­ neratorischen Betrieb vorgesehen sind.

14. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerein­ richtung (15) zur Steuerung des Startvorgangs der Brennkraftma­ schine (10) bei im wesentlich gleichzeitigem Anfahren des Kraftfahrzeugs wenigstens mittels der motorisch betriebenen elektrischen Maschine (12) ausgebildet ist.

15. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß beim rein elektronischen Anfahren des Kraftfahrzeugs wenigstens mittels der motorisch betriebenen elektrischen Ma­ schine (12) das Zukuppeln der Brennkraftmaschine (10) verzö­ gert, insbesondere impulsartig, erfolgt.

16. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerein­ richtung (15) zur Steuerung des Anhaltevorgangs des Kraftfahr­ zeugs auch ohne Auskuppeln der Brennkraftmaschine (10) mittels der elektrischen Maschine (12) ausgebildet ist.