EP2534367A2 - Method for predetermining a motion state of a drive shaft of an internal combustion engine - Google Patents

Method for predetermining a motion state of a drive shaft of an internal combustion engine

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Publication number
EP2534367A2
EP2534367A2 EP11703211A EP11703211A EP2534367A2 EP 2534367 A2 EP2534367 A2 EP 2534367A2 EP 11703211 A EP11703211 A EP 11703211A EP 11703211 A EP11703211 A EP 11703211A EP 2534367 A2 EP2534367 A2 EP 2534367A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bzn
drive shaft
state
movement state
past
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11703211A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Cwik
Markus Roessle
Ewald Mauritz
Stefan Tumback
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEG Automotive Germany GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02N11/0855Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear during engine shutdown or after engine stop before start command, e.g. pre-engagement of pinion
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    • F02N2300/2008Control related aspects of engine starting characterised by the control method using a model

Definitions

  • the invention relates to a method for predicting a state of motion of a drive shaft of an internal combustion engine.
  • This method which runs by means of a control for a start-stop operation of an internal combustion engine in a motor vehicle, serves to realize the so-called Einspuren in the outlet.
  • Traces in the outlet means that a starter pinion of a starting device, preferably as
  • Thrust drive starter is formed in a still rotating
  • Sprocket can be meshed.
  • the problem is the adaptation of the peripheral speeds, that is, essentially the approximation of the peripheral speeds of sprocket and Andrehritzel, which is difficult. Differences in peripheral speeds cause the teeth of the starter pinion and ring gear to load alternately and jerkily.
  • an early turn of Andrehritzels with high load cause the starter pinion either not even in the sprocket can track, but rudimentary with his teeth on the teeth of the teeth Sprocket "ratchets" while the Andrehritzel and his teeth
  • Teeth generally only burdened over a short distance, but at this point with too high for this short overlap degree stretch or
  • AI is an apparatus and a method for operating a device with a starter pinion and a ring gear of a
  • Starter pinion can be determined to stabilispuren the starter pinion after switching off the internal combustion engine with substantially the same speed when the internal combustion engine.
  • values are assigned from a characteristic field of a control unit.
  • DE 10 2006 039 112 A1 describes a method for determining the rotational speed of the starter for a motor vehicle internal combustion engine. It is further described that the starter includes its own starter controller to calculate the speed of the starter and to accelerate in a start-stop operation, the pinion from the starter first without meshing when a self-starting of the engine due to decreased speed is no longer is possible. The pinion is engaged at synchronous speed in the ring gear of the expiring internal combustion engine.
  • DE 10 2005 004 326 describes a starting device for an internal combustion engine with a separate engaging and starting operation. For this purpose, the starting device has a control unit which has a starter motor and an actuator for engaging a
  • Starter pinion drives separately. From the control unit, the pinion can be meshed before starting the vehicle in the ring gear before the driver has expressed a new start request.
  • the actuator is already actuated as an engagement relay during a coastdown phase of the internal combustion engine.
  • the speed threshold is in this case far below the idle speed of the engine to keep the wear of the Einspurvor substances as low as possible.
  • crankshaft can be positioned shortly before or after reaching standstill of the engine to shorten the start time.
  • Movement states a future state of motion of the drive shaft determined, which is not equal to an angular position of the first and second past state of motion.
  • Periodically recurring operating states are, for example, a
  • the bottom dead centers or top dead centers need not be positions of one and the same piston connected to the drive or crankshaft.
  • Moving state and a second past state of motion between them include a rotation angle of the drive shaft, the amount of one
  • Ignition period between two chronologically igniting cylinders idling corresponds. There is usually no ignition in the outlet.
  • Moving state and to be determined future movement state of the drive shaft between them include a rotation angle of the drive shaft, which also corresponds to a firing period.
  • a further future movement state is determined, in which properties of a further, third, past movement state are used.
  • Movement states the state of motion of a new third
  • Movement state is used to determine the state of motion of another future state of motion.
  • the gaps between predicted movement states are rather small, and thus a statement is better, the more future movement states within a firing period or a corresponding absolute magnitude of rotation angle are determined.
  • This method proposed here is thus independent of engine aging, production-related series dispersion and the change of operating parameters of the internal combustion engine.
  • Another advantage of this method is that not only on the basis of individual, but on the basis of all individual detectable angular positions of the drive shaft in the engine outlet a
  • FIG. 1 shows a starting device in a longitudinal section
  • Figure 2 is a schematic representation of a crank mechanism of a
  • FIG. 3 shows a schematic section of an outlet of a
  • FIG. 4 shows the detail from FIG. 3 with various auxiliary lines
  • Figure 5 is a schematic representation of a motor vehicle with
  • FIG. 1 shows a starting device 10 in a longitudinal section.
  • This starting device 10 has, for example, a starter motor 13 and a Vorspuraktuator 16 (eg relay, starter relay).
  • the starter motor 13 and the electric Vorspuraktuator 16 are fixed to a common drive end plate 19.
  • the starter motor 13 is functionally to drive a starter pinion 22 when it is meshed in the ring gear 25 of the internal combustion engine, not shown here.
  • the starter motor 13 has a pole tube as a housing 28, which carries on its inner circumference pole pieces 31, which are each wrapped by a field winding 34.
  • the pole pieces 31 in turn surround an armature 37, the one of fins 40th
  • Andrehritzel 22 opposite end of the drive shaft 13 is further a
  • Commutator 52 attached, which is composed, inter alia, of individual commutator fins 55.
  • the commutator bars 55 are in known manner with the
  • Commutator blades 55 by carbon brushes 58 results in a rotational movement of the armature 37 in the pole tube 28.
  • a arranged between the electric drive 16 and the starter motor 13 power supply 61 supplies in the on state, both the carbon brushes 58 and the field winding 34 with power.
  • the drive shaft 13 is commutator side supported with a shaft journal 64 in a sliding bearing 67, which in turn a Kommutatorlagerdeckel 70 is held stationary.
  • the commutator 70 in turn is by means of tie rods 73 which are arranged distributed over the circumference of the pole tube 28 (screws, for example, two, three or four pieces) in
  • sun gear 80 connects to the armature 37, which is part of a planetary gear 83.
  • the sun gear 80 is of several
  • Planetary gears 86 surround, usually 3 planetary gears 37, which are supported by means of rolling bearings 89 on journals 92.
  • the planet gears 37 roll in a ring gear 95, which is mounted outside in the pole tube 28.
  • the planet gears 37 are followed by a planetary carrier 98, in which the axle journals 92 are received.
  • the planet carrier 98 is in turn stored in an intermediate storage 101 and a slide bearing 104 arranged therein.
  • the intermediate bearing 101 is designed cup-shaped, that in this both the planet carrier 98, and the planet wheels 86 are added.
  • the ring gear 95 is arranged in the cup-shaped intermediate bearing 101, which is ultimately closed by a cover 107 relative to the armature 37.
  • the intermediate storage 101 is supported by his
  • the armature 37 has on the end facing away from the commutator 52 end of the drive shaft 13 has a further shaft journal 110, which is also received in a sliding bearing 113, from.
  • the sliding bearing 113 in turn is received in a central bore of the planet carrier 98.
  • the planetary carrier 98 is integrally connected to the output shaft 116.
  • Output shaft is supported at its end 119 facing away from the intermediate bearing 101 in a further bearing 122 which is fixed in the drive end plate 19.
  • the output shaft 116 is divided into different sections.
  • the section which is arranged in the sliding bearing 104 of the intermediate bearing 101 a portion with a so-called spur toothing 125 (internal teeth), which is part of a so-called shaft-hub connection.
  • This shaft-hub connection 128 in this case allows the axially rectilinear sliding of a driver 131.
  • This driver 131 is a sleeve-like extension which is integrally connected to a cup-shaped outer ring 132 of the freewheel 137.
  • This freewheel 137 (Richtgesperre) further consists of the inner ring 140 which is disposed radially within the outer ring 132. Between the inner ring 140 and the outer ring 132 clamping body 138 are arranged.
  • clamp bodies 138 in cooperation with the inner and outer rings, prevent relative rotation between the outer ring and the inner ring in a second direction.
  • the freewheel 137 allows a circumferential relative movement between inner ring 140 and outer ring 134 in one direction only.
  • the inner ring 140 is formed integrally with the starter pinion 22 and its helical teeth 143 (external helical teeth).
  • the starter pinion 22 may alternatively be designed as a straight toothed pinion.
  • permanent magnetically excited poles could also be used.
  • the electric Vorspuraktuator 16 and the armature 168 also has the task of a traction element 187 a drive bearing plate 19th
  • This lever 190 usually designed as a fork lever, surrounds with two "tines" not shown here on its outer circumference two discs 193 and 194 to move a trapped between these driver ring 197 to the freewheel 137 back against the resistance of the spring 200 and thereby the starter pinion 22 technicallyspuren in the ring gear 25.
  • Vorspuraktuator 16 has a bolt 150 which is an electrical contact and in the case of Einbausein in the vehicle to the positive pole of an electric
  • Starter battery which is not shown here, is connected.
  • This bolt 150 is passed through a lid 153.
  • a second bolt 152 is a connection for the electric starter motor 13, which is supplied via the power supply 61 (thick wire).
  • This cover 153 includes a housing 156 made of steel, which is fastened by means of a plurality of fastening elements 159 (screws) on the drive end plate 19.
  • the exercise a pulling force on the fork lever 190 and a switching device 161 arranged.
  • the pusher 160 has a winding 162 and the
  • the winding 162 of the thruster 160 and the winding 165 of the switching device 161 each cause in the on state an electromagnetic field which flows through various components.
  • the shaft-hub connection 128 can instead of with a 125 spline also with be equipped with a coarse thread toothing.
  • the combinations are possible, according to which a) the starter pinion 22 is helically toothed and the shaft-hub connection 128 has a straight toothing 125, b) the starter pinion 22 is helically toothed and the shaft-hub connection 128 has a helical thread toothing or c) the Andrehritzel 22 is spur-toothed and the shaft-hub connection 128 has a coarse thread toothing.
  • FIG. 2 shows a schematic view of an internal combustion engine 210.
  • This internal combustion engine 210 has the already mentioned ring gear 25, of which a so-called pitch circle 213 is shown in FIG. While the pitch circle 213 is the pitch circle 213 of a toothing of the toothed rim 25, the pitch circle 216 is the pitch circle of the toothing of the twisting pinion 22. The pitch circle 216 is not part of FIG.
  • a rotation axis 219 of a drive shaft 222 of the internal combustion engine 210 is shown.
  • This drive shaft 222 is designed here as a so-called crankshaft. From a central, purely rotationally moving part of the drive shaft 222 is a crank part 225 and crank section goes out.
  • a connecting rod 231 is articulated. While one end of the connecting rod 231 is articulated on the crank pin 228, another end of the connecting rod 231 is articulated by means of a piston pin 234 on a piston 237.
  • This piston 237 is arranged to be linearly slidable in a cylinder 240. Between a piston head 243 and a surface 246 of an unspecified
  • Cylinder head is a combustion chamber 249.
  • a plurality of connecting rods 231 and thus also a plurality of pistons 237 can be articulated on the drive shaft 222 (multi-cylinder engine or internal combustion engine).
  • the arrow 252 shown in FIG. 2 indicates a direction of rotation of the drive shaft 222 in the driving state of the internal combustion engine 210.
  • Such an internal combustion engine 210 is usually controlled by a control unit 255. If this control unit 255 now receives a signal 258 which informs the control unit 255 that the internal combustion engine 210 is to be switched off, then, for example, a fuel supply (not shown here) is interrupted, so that the Internal combustion engine 210 comes to a standstill after a short time.
  • a fuel supply not shown here
  • Such an outlet 261 is shown in more detail in FIG.
  • FIG. 3 shows, by way of example and in sections, a curve k, which represents an outlet of an internal combustion engine 210.
  • This curve k has several characteristic points. These include the three relative ones
  • Points are the two relative minima designated OTl and OT2.
  • the abbreviation UT stands for "bottom dead center”
  • the abbreviation OT stands for "top dead center”.
  • a bottom dead center 1 is present if an angle ⁇ between the connecting rod 231 and the crank part 225 is exactly 0 degrees. If a piston 237 is in a so-called top dead center, the angle ⁇ is equal to 180 °.
  • the location of UT and OT is assumed only for this example at the positions of maxima and minima.
  • a UT and also an OT may be next to a maximum or a minimum.
  • the respective actual position is dependent, for example, on valve timing, compression states and other influences.
  • the latter also includes, for example, the influence of the generator
  • Internal combustion engine 210 is coupled. As shown in Figure 3, is at the bottom
  • Dead center UT1 the state of motion of the drive shaft 222 BZn-2, in the bottom dead center UT2 the state of motion BZn present at UT3 the movement state BZn + 2, at the top dead center 1, the movement state BZn-1 and at the top dead center OT2 the movement state BZn + 1.
  • the respective times are tn-2, tn-1, tn + 1 and tn + 2 as well as those assigned to the respective movement state BZ
  • the angle ⁇ corresponds to an angular distance between two top dead centers TDC adjacent to the passage of time, to which ignition would theoretically be provided if the internal combustion engine 210 were not in the outlet in this region.
  • top dead center OTl is a top dead center, in which a compression of the gas located in the combustion chamber 249 takes place.
  • top dead center OT2 in which also a piston 237 compresses gas in the combustion chamber 249.
  • this firing interval in quasi-stationary operation ⁇ Z is exactly 180 °. For a six-cylinder in-line engine, this angle ⁇ Z would be equal to 120 °.
  • FIG. 3 is universal.
  • the bottom dead centers UT1, UT2 and UT3 shown in FIG. 3 are correspondingly bottom dead centers, in which pistons 237 are currently in the first part of the gas exchange process (ejection of the fuel cells)
  • the method for predetermining a movement state BZn + 1 of the drive shaft 222 of the internal combustion engine 210 preferably determines after the system (vehicle, internal combustion engine, control of
  • this first past movement state BZn-2 is switched off or is to be switched off, the movement state BZn-2 and thus a first past movement state.
  • time tn-2 may simply be any point in time of the system, that is, a time that began to run significantly before the engine 201 shuts off
  • a first option is to have an actually known one
  • the system has a rotational speed sensor 300 which, for example, has a rotational speed sensor 300
  • Rotary movement of the ring gear 25 or the directly associated rotational movement of a sensor wheel or a donor contour recognizes.
  • This signal which is generated by this speed sensor, is transmitted to the control unit 255, for example.
  • This time-variable signal becomes the
  • Operating status BZn-2 enabled. As with this movement state BZn-2, the future state of motion BZn and its properties, which are still to be determined at time tn-2, are also determined. This occurs after the drive shaft 222, starting from the drive shaft position ⁇ -2 in the state of motion BZn-2, has additionally passed through a rotation angle ⁇ to the
  • Movement state BZn take. This state of motion for
  • Time tn with the angular velocity ⁇ is analogous to that
  • the angular distance corresponds in magnitude to ⁇ , which is as large as an ignition period ⁇ .
  • which is as large as an ignition period ⁇ .
  • these two points or states BZn + 1 are present in a top dead center OT2 and the one in this regard is one
  • the evaluated state of motion BZn + 1 could just as well be shifted, for example, by 60 ° after the top dead center OT2 in the point A2.
  • the corresponding point or state of motion of the past would be seen at point AI, which is also 60 ° after OT1 lies.
  • the two past first and second movement states can, for example, also be 60 ° after an OT, see also the corresponding points Cl and C2 in FIG. 3.
  • the first past movement state BZn-2 can be described, for example, by the angular velocity ⁇ -2, the instantaneous drive shaft angle ⁇ -2, the time tn-2 at which the first past movement state BZn-2 is present. Furthermore, the energetic state of the movement state BZn-2 can be specified.
  • the total energy En-2 is
  • the second past state of motion BZn can be described, for example, by the angular velocity ⁇ , the instantaneous drive shaft angle ⁇ , the time tn at which the second past state of motion BZn is present. Furthermore, the energetic state of the movement state BZn can also be specified here.
  • the total energy is En
  • Moving state BZn + 1 will be given.
  • the total energy En + 1 is wherein the first summand again indicates the rotational energy and the second summand indicates the potential energy stored by the gas compression.
  • the movement state BZn-1 here z. B. between the movement states BZn-2 and Bzn, can be expected, for example, the angular velocity con-l, the current drive shaft angle ⁇ -l and the time tn-1 indicate. Furthermore, the energetic state of the movement state BZn-1 can also be specified here.
  • the total energy En-1 is wherein the first summand again indicates the rotational energy and the second summand indicates the stored by the gas compression potential energy in the movement state BZn-1.
  • the energy state En + 1 thus corresponds to the energy state En-1 minus the energy loss Ereib, by which the energy state En-1 differs from the energy state En + 1.
  • the energy state En thus corresponds to the energy state En-2 minus the loss energy EReib, by which the energy state En differs from the energy state En-2.
  • Equation 13 formulates:
  • the time tn + 2 is calculated by assuming, see Figure 4, the slope of a straight line gl between the two points at BZn-2 and BZn is equal to the slope of a balancing line g2 between the two points at BZn-2 and BZn. Consequently, the balancing lines gl and g2 are represented by the balancing line g passing through the points UT1, UT2 and UT3. A slope m of this regression line g can thus be described by equation 17, (Equation 17)
  • FIG. 4 shows the relationship according to equation 19,
  • Equation 16 thus yields equation 21 for tn + 1
  • the method further comprises the steps of determining a future one by means of the first evaluated past movement state BZn-2 and the second evaluated last movement state BZn
  • Angular position ⁇ + l of the determined future movement state BZn + 1 of the drive shaft 222 is not equal to an angular position ⁇ -2 and ⁇ of the first and second past movement state BZn, BZn-2.
  • first past movement state Bzn-2 and the second past movement state Bzn between them include a rotation angle ⁇ of the drive shaft 222, which corresponds to the amount of an ignition period ⁇ .
  • the third past movement state BZn-1 and the future movement state BZn + 1 of the drive shaft 222 to be determined include therebetween a rotation angle ⁇ of the drive shaft 222 corresponding to an ignition period ⁇ .
  • a further future movement state BZn + x is determined in which properties tn + x, ⁇ + ⁇ of a further third past movement state BZn-x are used.
  • the further third past movement state BZn-x and the further future movement state BZn + x close a rotation angle ⁇ between them
  • Angle of rotation ⁇ are spaced, which is an integer multiple V of a
  • Ignition period ⁇ corresponds, wherein the multiple is at least 1.
  • Angular range or angle of rotation ⁇ is constant.
  • Moving state BZn includes therebetween a state of motion BzOT in which a piston 237 connected to the drive shaft 222 is in a position corresponding to a top dead center TDC. According to the method it is provided that the energetic state of a
  • B. BZn-2, BZn and BZn + 2 and BZn-1 and BZn + 1 each form a group, within a group two directly adjacent states of motion such as BZn-2 and BZn or BZn and BZn + 2 or BZn-1 and BZn +1 between them include a rotation angle ⁇ , which corresponds to an ignition period ⁇ . Between every two such immediately adjacent
  • Moving states such as BZn-2 and BZn or BZn and BZn + 2 or BZn-1 and BZn + 1 should hold that a quotient m of a difference of
  • Angular velocity and a difference of time is constant.
  • Angular velocity ⁇ is defined, which is possibly in an allowable for the meshing of a Andrehritzels 22 angular velocity range coZb, and that if one of the plurality of predetermined movement states BZn + x, here in Figure 3, for example, denoted by B2, the appropriate angular velocity, whether as a special target angular velocity ⁇ or a special
  • a time (tStart) is calculated, to which a starting device 10 starts to pre-track with its starter pinion 22.
  • a starter-specific meshing time AtStart is subtracted from the calculated target time t target, at which a meshing of the starting pinion 22 in the ring gear 25 is expected, in order to determine the thus calculated start time tStart.
  • Connection device 309 (eg cable) connected to the internal combustion engine 210, for example, allows the transmission of signals from the speed sensor 300 to the control unit 255.
  • a connection device 312 is used to control the Vorspuraktuators 16, after which a suitable start time tStart is determined.
  • the program instructions 306 can be loaded, for example, into the program memory 303 via an interface (eg plug connection).
  • FIG. 5 shows a control unit 255 for a start-stop operation of a
  • Processor 313 having a program memory 303.
  • the processor 313 is designed as a detection, evaluation and control device to control the starting device 10 defined, wherein in the program memory 303 a aforementioned computer program product is loaded to perform a method according to one of the steps described above.
  • the start-stop mode of operation allows an automated meshing of the starting pinion 22 as soon as the control unit 255 receives a signal 316 from a triggering device 319, which represents a desire of the driver to continue driving with the motor vehicle.
  • the triggering device 319 may be a so-called clutch pedal or a
  • Accelerator pedal or a circuit control part which is used in manual transmissions (driving gear between the clutch and the drive wheel or wheels) for selecting a Getriebeüber- or reduction.

Abstract

The invention relates to a method for predetermining a motion state (BZn+1) of a drive shaft (222) of an internal combustion engine (210) on the basis of previous motion states (BZn, BZn-2) of the drive shaft (222), wherein properties (tn-2, ωn-2) allocated to a first previous motion state (BZn-2) and properties (tn, ωn) allocated to a second previous motion state (BZn) are used and the drive shaft (222) assumes periodically recurring angular positions (φn-2, φn, φn+2; φn-1, φn+1). The invention is characterized in that a future motion state (BZn+1) and the properties (tn+1, φn+1) allocated thereto of the drive shaft (222) are determined in an angular position on the basis of the first evaluated previous motion state (BZn-2) and the second evaluated previous motion state (BZn), wherein the angular position (φn+1) of the determined future motion state (BZn+1)of the drive shaft (222) is not equal to an angular position (φn-2, φn) of the first and second previous motion state (BZn, BZn-2).

Description

Beschreibung Titel  Description title
Verfahren zur Vorausbestimmung eines Bewegungszustandes einer  Method for predetermining a movement state of a
Antriebswelle einer Brennkraftmaschine Drive shaft of an internal combustion engine
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorausbestimmung eines Bewegungszustandes einer Antriebswelle einer Brennkraftmaschine. Dieses Verfahren, welches mittels einer Steuerung für einen Start- Stopp- Betrieb einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug abläuft, dient dazu, das sogenannte Einspuren im Auslauf zu verwirklichen. Einspuren im Auslauf bedeutet, dass ein Andrehritzel einer Startvorrichtung, die vorzugsweise als The invention relates to a method for predicting a state of motion of a drive shaft of an internal combustion engine. This method, which runs by means of a control for a start-stop operation of an internal combustion engine in a motor vehicle, serves to realize the so-called Einspuren in the outlet. Traces in the outlet means that a starter pinion of a starting device, preferably as
Schubschraubtriebstarter ausgebildet ist, in einen sich noch drehenden Thrust drive starter is formed in a still rotating
Zahnkranz der Brennkraftmaschine einspurt. Sich noch drehender Zahnkranz der Brennkraftmaschine bedeutet, dass an sich bereits der Stillstand, dass heißt das Nichtweiterdrehen der Antriebswelle der Brennkraftmaschine geplant, vorgesehen bzw. bereits eingeleitet ist. In diesem Auslauf verringert sich die Drehzahl der Antriebswelle makroskopisch. Betrachtet man sich den Auslauf der Antriebswelle der Brennkraftmaschine jedoch im Detail, so erkennt man, dass dieser makroskopische Auslauf von relativen Minima und Maxima und Sprocket of the internal combustion engine einspurt. Still rotating sprocket of the internal combustion engine means that the standstill, that is, the non-rotation of the drive shaft of the internal combustion engine planned, provided or already initiated. In this outlet, the speed of the drive shaft is reduced macroscopically. However, looking at the outlet of the drive shaft of the internal combustion engine in detail, it can be seen that this macroscopic spout of relative minima and maxima and
demzufolge von Drehzahlsteigerungen und Drehzahlverringerungen geprägt ist. Diese Drehzahlschwankungen während des makroskopischen Auslaufs führen dazu, dass das Andrehritzel selten oder nicht getriebeschonend in den consequently characterized by increases in speed and speed reductions. These fluctuations in speed during the macroscopic run-out cause the starter pinion rarely or not in the gearbox in the
Zahnkranz eingespurt werden kann. Das Problem ist dabei die Anpassung der Umfangsgeschwindigkeiten, das heißt im Wesentlichen die Angleichung der Umfangsgeschwindigkeiten von Zahnkranz und Andrehritzel, die schwierig ist. Unterschiede bei den Umfangsgeschwindigkeiten führen dazu, dass sich die Zähne von Andrehritzel und Zahnkranz wechselseitig und stoßartig belasten. Darüber hinaus kann ein frühzeitiges Andrehen des Andrehritzels mit hoher Last dazu führen, dass das Andrehritzel entweder gar nicht erst in den Zahnkranz einspuren kann, dafür aber ansatzweise mit seinen Zähnen an den Zähnen des Zahnkranzes„ratscht" und sich dabei das Andrehritzel und dessen Zähne Sprocket can be meshed. The problem is the adaptation of the peripheral speeds, that is, essentially the approximation of the peripheral speeds of sprocket and Andrehritzel, which is difficult. Differences in peripheral speeds cause the teeth of the starter pinion and ring gear to load alternately and jerkily. In addition, an early turn of Andrehritzels with high load cause the starter pinion either not even in the sprocket can track, but rudimentary with his teeth on the teeth of the teeth Sprocket "ratchets" while the Andrehritzel and his teeth
erheblich abnutzen. Sollte das Andrehritzel doch bereits leicht in den Zahnkranz eingespurt haben, aber bereits unter einer hohen Momentenlast stehen, so wear out considerably. If the starter pinion has already meshed easily into the ring gear, but already under a high torque load, so
besteht aufgrund eines gegebenenfalls nur geringfügigen Überdeckungsgrades von Zähnen am Zahnkranz und Zähnen am Andrehritzel die Gefahr, dass die Due to a possibly only slight degree of overlap of teeth on the sprocket and teeth on the starting pinch there is a risk that the
Zähne im Allgemeinen nur über eine kurze Strecke belastet, dafür aber an dieser Stelle mit einer für diesen kurzen Überdeckungsgrad zu hohen Strecken- bzw. Teeth generally only burdened over a short distance, but at this point with too high for this short overlap degree stretch or
Zahnlast belastet werden. Es besteht hier die Gefahr von abbrechenden Zähnen bzw. von Teilen dieser Zähne. Um dennoch ein Einspuren im Auslauf nur mit geringen Belastungen für Andrehritzel und Zahnkranz zu ermöglichen, ist eine möglichst präzise Vorbereitung dieses wechselseitigen Eingriffs erforderlich. Im Rahmen dieser Vorbereitung ist vorgesehen, dass ein geeigneter Tooth load be charged. There is a risk here of breaking teeth or parts of these teeth. Nevertheless, in order to enable a meshing in the outlet only with low loads for starter pinion and ring gear, as precise as possible preparation of this mutual engagement is required. In the framework of this preparation it is envisaged that a suitable
Einspurzeitpunkt prognostiziert wird. Einspurzeitpunkt is forecasted.
Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Vorschläge bekannt geworden, um während des Auslaufens der Brennkraftmaschine in den From the prior art, various proposals have already become known during the run-out of the internal combustion engine in the
Zahnkranz einzuspuren und dadurch die Startzeit zu verkürzen. Engage sprocket and thereby shorten the start time.
Aus der DE 10 2006 011 644 AI ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung mit einem Starterritzel und einem Zahnkranz einer From DE 10 2006 011 644 AI is an apparatus and a method for operating a device with a starter pinion and a ring gear of a
Brennkraftmaschine bekannt, wobei die Drehzahl des Zahnkranzes und des Internal combustion engine known, wherein the speed of the ring gear and the
Starterritzels ermittelt werden, um das Starterritzel nach dem Ausschalten der Brennkraftmaschine mit im Wesentlichen gleicher Drehzahl beim Auslaufen der Brennkraftmaschine einzuspuren. Um die synchronen Einspurdrehzahlen zu ermitteln, werden Werte aus einem Kennfeld eines Steuergeräts zugeordnet. Starter pinion can be determined to einzuspuren the starter pinion after switching off the internal combustion engine with substantially the same speed when the internal combustion engine. In order to determine the synchronous single-track speeds, values are assigned from a characteristic field of a control unit.
Die DE 10 2006 039 112 AI beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen der Drehzahl des Starters für einen Kfz-Verbrennungsmotor. Es wird ferner beschrieben, dass der Starter ein eigenes Starter- Steuergerät umfasst um die Drehzahl des Starters zu berechnen und um in einem Start- Stopp- Betrieb das Ritzel vom Starter zuerst ohne Einspuren zu beschleunigen, wenn ein Selbststart des Verbrennungsmotors aufgrund gesunkener Drehzahl nicht mehr möglich ist. Das Ritzel wird mit synchroner Drehzahl in den Zahnkranz des auslaufenden Verbrennungsmotors eingerückt. Die DE 10 2005 004 326 beschreibt eine Startvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem separaten Einrück- und Startvorgang. Hierfür hat die Startvorrichtung eine Steuereinheit, die einen Startermotor und ein Stellglied zum Einrücken eines DE 10 2006 039 112 A1 describes a method for determining the rotational speed of the starter for a motor vehicle internal combustion engine. It is further described that the starter includes its own starter controller to calculate the speed of the starter and to accelerate in a start-stop operation, the pinion from the starter first without meshing when a self-starting of the engine due to decreased speed is no longer is possible. The pinion is engaged at synchronous speed in the ring gear of the expiring internal combustion engine. DE 10 2005 004 326 describes a starting device for an internal combustion engine with a separate engaging and starting operation. For this purpose, the starting device has a control unit which has a starter motor and an actuator for engaging a
Starterritzels separat ansteuert. Von der Steuereinheit kann das Ritzel vor einem Startvorgang des Fahrzeugs in den Zahnkranz eingespurt werden, bevor der Fahrer einen neuen Startwunsch geäußert hat. Dabei wird das Stellglied als Einrückrelais bereits während einer Auslaufphase des Verbrennungsmotors angesteuert. Die Drehzahlschwelle liegt hierbei weit unter der Leerlaufdrehzahl des Motors, um den Verschleiß der Einspurvorrichtung möglichst gering zu halten. Um Starter pinion drives separately. From the control unit, the pinion can be meshed before starting the vehicle in the ring gear before the driver has expressed a new start request. In this case, the actuator is already actuated as an engagement relay during a coastdown phase of the internal combustion engine. The speed threshold is in this case far below the idle speed of the engine to keep the wear of the Einspurvorrichtung as low as possible. Around
Spannungseinbrüche im Bordnetz durch einen sehr hohen Anlaufstrom des Voltage dips in the electrical system due to a very high starting current of the
Startermotors zu vermeiden, wird durch die Steuerung ein sanfter Anlauf, Starter motor is avoided by the control a gentle start,
beispielsweise durch eine Taktung des Starterstroms, erreicht. Die Leistungsfähigkeit des Bordnetzes wird durch Analyse des Batteriezustands überwacht und entsprechend wird der Startermotor getaktet bzw. mit Strom versorgt. Ferner beschreibt die for example, by a clocking of the starter current reached. The performance of the electrical system is monitored by analyzing the battery condition and accordingly the starter motor is clocked or supplied with power. Furthermore, the describes
Erfindung, dass die Kurbelwelle kurz vor oder nach Erreichen des Stillstands vom Verbrennungsmotor positioniert werden kann, um die Startzeit zu verkürzen. Invention that the crankshaft can be positioned shortly before or after reaching standstill of the engine to shorten the start time.
Die DE 10 2005 021 227 AI beschreibt eine Startvorrichtung für eine DE 10 2005 021 227 AI describes a starting device for a
Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen mit einer Steuereinheit, einem Starterrelais, einem Starterritzel und einem Startermotor für eine Start- Stopp- Betriebsstrategie. Internal combustion engine in motor vehicles with a control unit, a starter relay, a starter pinion and a starter motor for a start-stop operating strategy.
Gegenüber den bisher bekannten Verfahren ist vorgesehen, ein Verfahren Compared to the previously known methods is provided, a method
bereitzustellen, mit dem ein Wiederstart der Brennkraftmaschine nicht nur to provide a restart of the internal combustion engine not only
schneller durchgeführt werden kann, sondern auch mit erhöhter Präzision und damit verringertem Verschleiß von Andrehritzel und Zahnkranz. can be performed faster, but also with increased precision and thus reduced wear of starter pinion and ring gear.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 The inventive method according to the features of claim 1
ermöglicht das zuverlässige Vorausbestimmen eines Bewegungszustandes einer Antriebswelle, dass heißt üblicherweise der Kurbelwelle einer allows the reliable prediction of a state of motion of a drive shaft, that is usually the crankshaft one
Brennkraftmaschine. Dabei wird mittels bekannter vergangener Internal combustion engine. It is by means of known past
Bewegungszustände ein zukünftiger Bewegungszustand der Antriebswelle ermittelt, der ungleich einer Winkelposition des ersten und des zweiten vergangenen Bewegungszustandes ist. Movement states a future state of motion of the drive shaft determined, which is not equal to an angular position of the first and second past state of motion.
Aufgrund dieses vorgeschlagenen Verfahrens ist es möglich, alle Due to this proposed method, it is possible to all
Bewegungszustände von periodisch wiederkehrenden Positionen der Movement states of periodically recurring positions of the
Antriebswelle zu ermitteln, die nach dem jüngsten vergangenen  Drive shaft to be determined after the recent past
Bewegungszustand eintreten. Dies gilt auch für die Bewegungszustände weiterer periodisch wiederkehrender Bewegungszustände der Antriebswelle. Periodisch wiederkehrende Betriebszustände sind beispielsweise ein Enter movement state. This also applies to the states of motion of further periodically recurring states of motion of the drive shaft. Periodically recurring operating states are, for example, a
Drehwinkelbereich zwischen zwei im zeitlichen Verlauf benachbarten unteren Totpunkten oder zwei benachbarten oberen Totpunkten, die sich beim  Rotation angle range between two adjacent in the time course bottom dead centers or two adjacent top dead centers, located in the
Kurbeltrieb einer Antriebswelle einstellen. Die unteren Totpunkte oder oberen Totpunkte müssen dabei nicht Positionen ein und desselben mit der Antriebs- bzw. Kurbelwelle verbundenen Kolbens sein. Adjust the crank drive of a drive shaft. The bottom dead centers or top dead centers need not be positions of one and the same piston connected to the drive or crankshaft.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur According to one embodiment of the invention, it is provided that the
Vereinfachung der Berechnung des Verfahrens eine erster vergangener Simplifying the calculation of the procedure a first past
Bewegungszustand und ein zweiter vergangener Bewegungszustand zwischen sich einen Drehwinkel der Antriebwelle einschließen, der vom Betrag her einerMoving state and a second past state of motion between them include a rotation angle of the drive shaft, the amount of one
Zündperiode zwischen zwei zeitlich nacheinander zündenden Zylindern im Leerlauf entspricht. Im Auslauf findet normalerweise kein Zünden mehr statt. Ignition period between two chronologically igniting cylinders idling corresponds. There is usually no ignition in the outlet.
Vorzugsweise werden zur Berechnung des zukünftigen Bewegungszustandes der Antriebswelle Eigenschaften eines dritten vergangenen Preferably, to calculate the future state of motion of the drive shaft properties of a third past
Bewegungszustandes verwendet. Dies ermöglicht eine gesteigerte Präzision der Vorhersage. Dabei ist vorgesehen, dass der dritte vergangene  Movement state used. This allows for increased precision of the prediction. It is envisaged that the third past
Bewegungszustand und der zu ermittelnde zukünftige Bewegungszustand der Antriebswelle zwischen sich einen Drehwinkel der Antriebswelle einschließen, der ebenfalls einer Zündperiode entspricht. Moving state and to be determined future movement state of the drive shaft between them include a rotation angle of the drive shaft, which also corresponds to a firing period.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach der Berechnung eines ersten zukünftigen Bewegungszustandes ein weiterer zukünftiger Bewegungszustand ermittelt wird, in dem Eigenschaften eines weiteren dritten vergangenen Bewegungszustandes verwendet werden. Das heißt, dass ausgehend von den ursprünglichen ersten und zweiten In a further embodiment of the invention, it is provided that, after the calculation of a first future movement state, a further future movement state is determined, in which properties of a further, third, past movement state are used. The means that starting from the original first and second
Bewegungszuständen der Bewegungszustand eines neuen dritten Movement states the state of motion of a new third
Bewegungszustandes verwendet wird, um den Bewegungszustand eines weiteren zukünftigen Bewegungszustands zu ermitteln. In Abhängigkeit der berechneten Anzahl von zukünftigen Bewegungszuständen sind die Lücken zwischen prognostizierten Bewegungszuständen eher klein und somit eine Aussage umso besser, je mehr zukünftige Bewegungszustände innerhalb einer Zündperiode bzw. eines korrespondierenden betragsmäßig gleichgroßen Drehwinkels ermittelt werden. Movement state is used to determine the state of motion of another future state of motion. Depending on the calculated number of future movement states, the gaps between predicted movement states are rather small, and thus a statement is better, the more future movement states within a firing period or a corresponding absolute magnitude of rotation angle are determined.
Zur möglichst einfachen aber dennoch präzisen Vorhersage ist vorgesehen, dass bei der Vorausbestimmung des Bewegungszustandes angenommen wird, dass eine Verlustenergie, wie sie beispielsweise durch ständig wirkende Reibung entsteht, über den Verlauf einer Zündperiode konstant ist. Des Weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, dass keine zylinderabhängigen Unterschiede bei der durch Gaskompression speicherbaren Energie im Zylinder bzw. den Zylindern vorhanden seinen. Des Weiteren kann ein im zeitlichen Verlauf konstantes Massenträgheitsmoment der Brennkraftmaschine angenommen werden. Es werden somit im Vergleich zu anderen Prognosealgorithmen keine For the simplest possible but nevertheless precise prediction, it is provided that in the prediction of the state of motion, it is assumed that a loss energy, as arises for example by constantly acting friction, is constant over the course of an ignition period. Furthermore, it is preferably provided that there are no cylinder-dependent differences in the energy that can be stored by gas compression in the cylinder or cylinders. Furthermore, a constant moment of inertia of the internal combustion engine over time can be assumed. There are thus no compared to other forecasting algorithms
motorspezifischen Grundannahmen über die Auslaufcharakteristik getroffen. engine-specific basic assumptions about the discharge characteristics.
Dieses hier vorgeschlagene Verfahren ist somit unabhängig von Motoralterung, fertigungsbedingter Serienstreuung und der Änderung von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass nicht nur anhand einzelner, sondern anhand aller einzelnen detektierbaren Winkelstellungen der Antriebswelle im Motorauslauf eine This method proposed here is thus independent of engine aging, production-related series dispersion and the change of operating parameters of the internal combustion engine. Another advantage of this method is that not only on the basis of individual, but on the basis of all individual detectable angular positions of the drive shaft in the engine outlet a
Geschwindigkeitsprognose errechnet werden kann. Speed forecast can be calculated.
Weitere Vorteile sind gegebenenfalls in der nachfolgenden Beschreibung aufgeführt. Further advantages may be listed in the following description.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen. Brief description of the drawings.
Die Erfindung wird anhand mindestens eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to at least one embodiment with reference to drawings. Show it:
Figur 1 eine Startvorrichtung in einem Längsschnitt, FIG. 1 shows a starting device in a longitudinal section,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Kurbeltriebs einer Figure 2 is a schematic representation of a crank mechanism of a
Brennkraftmaschine, Internal combustion engine,
Figur 3 einen schematischen Ausschnitt eines Auslaufs einer  3 shows a schematic section of an outlet of a
Brennkraftmaschine, Internal combustion engine,
Figur 4 den Ausschnitt aus Figur 3 mit diversen Hilfslinien,  FIG. 4 shows the detail from FIG. 3 with various auxiliary lines;
Figur 5 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit Figure 5 is a schematic representation of a motor vehicle with
Brennkraftmaschine, Startvorrichtung und weiteren Bauteilen. Internal combustion engine, starting device and other components.
Ausführungsformen der Erfindung Figur 1 zeigt eine Startvorrichtung 10 in einem Längsschnitt. Diese Startvorrichtung 10 weist beispielsweise einen Startermotor 13 und einen Vorspuraktuator 16 (z. B. Relais, Starterrelais) auf. Der Startermotor 13 und der elektrische Vorspuraktuator 16 sind an einem gemeinsamen Antriebslagerschild 19 befestigt. Der Startermotor 13 dient funktionell dazu, ein Andrehritzel 22 anzutreiben, wenn es im Zahnkranz 25 der hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine eingespurt ist. EMBODIMENTS OF THE INVENTION FIG. 1 shows a starting device 10 in a longitudinal section. This starting device 10 has, for example, a starter motor 13 and a Vorspuraktuator 16 (eg relay, starter relay). The starter motor 13 and the electric Vorspuraktuator 16 are fixed to a common drive end plate 19. The starter motor 13 is functionally to drive a starter pinion 22 when it is meshed in the ring gear 25 of the internal combustion engine, not shown here.
Der Startermotor 13 weist als Gehäuse ein Polrohr 28 auf, das an seinem Innenumfang Polschuhe 31 trägt, die jeweils von einer Erregerwicklung 34 umwickelt sind. Die Polschuhe 31 umgeben wiederum einen Anker 37, der ein aus Lamellen 40 The starter motor 13 has a pole tube as a housing 28, which carries on its inner circumference pole pieces 31, which are each wrapped by a field winding 34. The pole pieces 31 in turn surround an armature 37, the one of fins 40th
aufgebautes Ankerpaket 43 und eine in Nuten 46 angeordnete Ankerwicklung 49 aufweist. Das Ankerpaket 43 ist auf eine Antriebswelle 44 aufgepresst. An dem constructed anchor packet 43 and arranged in grooves 46 armature winding 49 has. The armature package 43 is pressed onto a drive shaft 44. To the
Andrehritzel 22 abgewandten Ende der Antriebswelle 13 ist des Weiteren ein Andrehritzel 22 opposite end of the drive shaft 13 is further a
Kommutator 52 angebracht, der unter anderem aus einzelnen Kommutatorlamellen 55 aufgebaut ist. Die Kommutatorlamellen 55 sind in bekannterweise mit der Commutator 52 attached, which is composed, inter alia, of individual commutator fins 55. The commutator bars 55 are in known manner with the
Ankerwicklung 49 derartig elektrisch verbunden, dass sich bei Bestromung derArmature winding 49 so electrically connected that when energized the
Kommutatorlamellen 55 durch Kohlebürsten 58 eine Drehbewegung des Ankers 37 im Polrohr 28 ergibt. Eine zwischen dem elektrischen Antrieb 16 und dem Startermotor 13 angeordnete Stromzufuhr 61 versorgt im Einschaltzustand sowohl die Kohlebürsten 58 als auch die Erregerwicklung 34 mit Strom. Die Antriebswelle 13 ist kommutatorseitig mit einem Wellenzapfen 64 in einem Gleitlager 67 abgestützt, welches wiederum in einem Kommutatorlagerdeckel 70 ortsfest gehalten ist. Der Kommutatordeckel 70 wiederum wird mittels Zuganker 73, die über den Umfang des Polrohrs 28 verteilt angeordnet sind (Schrauben, beispielweise zwei, drei oder vier Stück) im Commutator blades 55 by carbon brushes 58 results in a rotational movement of the armature 37 in the pole tube 28. A arranged between the electric drive 16 and the starter motor 13 power supply 61 supplies in the on state, both the carbon brushes 58 and the field winding 34 with power. The drive shaft 13 is commutator side supported with a shaft journal 64 in a sliding bearing 67, which in turn a Kommutatorlagerdeckel 70 is held stationary. The commutator 70 in turn is by means of tie rods 73 which are arranged distributed over the circumference of the pole tube 28 (screws, for example, two, three or four pieces) in
Antriebslagerschild 19 befestigt. Es stützt sich dabei das Polrohr 28 am Drive end plate 19 attached. It relies while the pole tube 28 am
Antriebslagerschild 19 ab und der Kommutatorlagerdeckel 70 am Polrohr 28. Drive bearing plate 19 from the commutator and 70 on the pole tube 28th
In Antriebsrichtung schließt sich an den Anker 37 ein sogenanntes Sonnenrad 80 an, das Teil eines Planetengetriebes 83 ist. Das Sonnenrad 80 ist von mehreren In the drive direction, a so-called sun gear 80 connects to the armature 37, which is part of a planetary gear 83. The sun gear 80 is of several
Planetenrädern 86 umgeben, üblicherweise 3 Planetenräder 37, die mittels Wälzlagern 89 auf Achszapfen 92 abgestützt sind. Die Planetenräder 37 wälzen in einem Hohlrad 95 ab, das im Polrohr 28 außenseitig gelagert ist. In Richtung zur Abtriebsseite schließt sich an die Planetenräder 37 ein Planetenträger 98 an, in dem die Achszapfen 92 aufgenommen sind. Der Planetenträger 98 wird wiederum in einem Zwischenlager 101 und einem darin angeordneten Gleitlager 104 gelagert. Das Zwischenlager 101 ist derartig topfförmig gestaltet, dass in diesem sowohl der Planetenträger 98, als auch die Planetenräder 86 aufgenommen sind. Des Weiteren ist im topfförmigen Zwischenlager 101 das Hohlrad 95 angeordnet, das letztlich durch einen Deckel 107 gegenüber dem Anker 37 geschlossen ist. Auch das Zwischenlager 101 stützt sich mit seinem Planetary gears 86 surround, usually 3 planetary gears 37, which are supported by means of rolling bearings 89 on journals 92. The planet gears 37 roll in a ring gear 95, which is mounted outside in the pole tube 28. Towards the output side, the planet gears 37 are followed by a planetary carrier 98, in which the axle journals 92 are received. The planet carrier 98 is in turn stored in an intermediate storage 101 and a slide bearing 104 arranged therein. The intermediate bearing 101 is designed cup-shaped, that in this both the planet carrier 98, and the planet wheels 86 are added. Furthermore, the ring gear 95 is arranged in the cup-shaped intermediate bearing 101, which is ultimately closed by a cover 107 relative to the armature 37. The intermediate storage 101 is supported by his
Außenumfang an der Innenseite des Polrohrs 28 ab. Der Anker 37 weist auf dem vom Kommutator 52 abgewandten Ende der Antriebswelle 13 einen weiteren Wellenzapfen 110 auf, der ebenfalls in einem Gleitlager 113 aufgenommen ist, ab. Das Gleitlager 113 wiederum ist in einer zentralen Bohrung des Planetenträgers 98 aufgenommen. Der Planetenträger 98 ist einstückig mit der Abtriebswelle 116 verbunden. Diese Outer circumference on the inside of the pole tube 28 from. The armature 37 has on the end facing away from the commutator 52 end of the drive shaft 13 has a further shaft journal 110, which is also received in a sliding bearing 113, from. The sliding bearing 113 in turn is received in a central bore of the planet carrier 98. The planetary carrier 98 is integrally connected to the output shaft 116. These
Abtriebswelle ist mit ihrem vom Zwischenlager 101 abgewandten Ende 119 in einem weiteren Lager 122, welches im Antriebslagerschild 19 befestigt ist, abgestützt. Output shaft is supported at its end 119 facing away from the intermediate bearing 101 in a further bearing 122 which is fixed in the drive end plate 19.
Die Abtriebswelle 116 ist in verschiedene Abschnitte aufgeteilt: So folgt dem Abschnitt, der im Gleitlager 104 des Zwischenlagers 101 angeordnet ist, ein Abschnitt mit einer sogenannten Geradverzahnung 125 (Innenverzahnung), die Teil einer sogenannten Wellen-Nabe-Verbindung ist. Diese Welle-Nabe-Verbindung 128 ermöglicht in diesem Fall das axial geradlinige Gleiten eines Mitnehmers 131. Dieser Mitnehmer 131 ist ein hülsenartiger Fortsatz, der einstückig mit einem topfförmigen Außenring 132 des Freilaufs 137 verbunden ist. Dieser Freilauf 137 (Richtgesperre) besteht des Weiteren aus dem Innenring 140, der radial innerhalb des Außenrings 132 angeordnet ist. Zwischen dem Innenring 140 und dem Außenring 132 sind Klemmkörper 138 angeordnet. Diese Klemmkörper 138 verhindern in Zusammenwirkung mit dem Innen- und dem Außenring eine Relativdrehung zwischen dem Außenring und dem Innenring in einer zweiten Richtung. Mit anderen Worten: Der Freilauf 137 ermöglicht eine umlaufende Relativbewegung zwischen Innenring 140 und Außenring 134 nur in eine Richtung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Innenring 140 einstückig mit dem Andrehritzel 22 und dessen Schrägverzahnung 143 (Außenschrägverzahnung) ausgeführt. Das Andrehritzel 22 kann alternativ auch als geradverzahntes Ritzel ausgeführt sein. Statt elektromagnetisch erregter Polschuhe 31 mit Erregerwicklung 34 könnten auch permanentmagnetisch erregte Pole verwendet werden. The output shaft 116 is divided into different sections. Thus, the section which is arranged in the sliding bearing 104 of the intermediate bearing 101, a portion with a so-called spur toothing 125 (internal teeth), which is part of a so-called shaft-hub connection. This shaft-hub connection 128 in this case allows the axially rectilinear sliding of a driver 131. This driver 131 is a sleeve-like extension which is integrally connected to a cup-shaped outer ring 132 of the freewheel 137. This freewheel 137 (Richtgesperre) further consists of the inner ring 140 which is disposed radially within the outer ring 132. Between the inner ring 140 and the outer ring 132 clamping body 138 are arranged. These clamp bodies 138, in cooperation with the inner and outer rings, prevent relative rotation between the outer ring and the inner ring in a second direction. In other words, the freewheel 137 allows a circumferential relative movement between inner ring 140 and outer ring 134 in one direction only. In this embodiment, the inner ring 140 is formed integrally with the starter pinion 22 and its helical teeth 143 (external helical teeth). The starter pinion 22 may alternatively be designed as a straight toothed pinion. Instead of electromagnetically excited pole pieces 31 with exciter winding 34, permanent magnetically excited poles could also be used.
Das elektrische Vorspuraktuator 16 bzw. der Anker 168 hat aber darüber hinaus auch die Aufgabe, mit einem Zugelement 187 einen dem Antriebslagerschild 19 However, the electric Vorspuraktuator 16 and the armature 168 also has the task of a traction element 187 a drive bearing plate 19th
drehbeweglich angeordneten Hebel zu bewegen. Dieser Hebel 190, üblicherweise als Gabelhebel ausgeführt, umgreift mit zwei hier nicht dargestellten„Zinken" an ihrem Außenumfang zwei Scheiben 193 und 194, um einen zwischen diesen eingeklemmten Mitnehmerring 197 zum Freilauf 137 hin gegen den Widerstand der Feder 200 zu bewegen und dadurch das Andrehritzel 22 in dem Zahnkranz 25 einzuspuren. to move rotatably arranged lever. This lever 190, usually designed as a fork lever, surrounds with two "tines" not shown here on its outer circumference two discs 193 and 194 to move a trapped between these driver ring 197 to the freewheel 137 back against the resistance of the spring 200 and thereby the starter pinion 22 einzuspuren in the ring gear 25.
Nachfolgend wird auf den Einspurmechanismus eingegangen. Der elektrische Subsequently, the Einspurmechanismus will be discussed. The electric
Vorspuraktuator 16 weist einen Bolzen 150 auf, der ein elektrischer Kontakt ist und im Falle des Eingebautseins im Fahrzeug an den Pluspol einer elektrischen Vorspuraktuator 16 has a bolt 150 which is an electrical contact and in the case of Einbausein in the vehicle to the positive pole of an electric
Starterbatterie, die hier nicht dargestellt ist, angeschlossen ist. Dieser Bolzen 150 ist durch einen Deckel 153 hindurchgeführt. Ein zweiter Bolzen 152 ist ein Anschluss für den elektrischen Startermotor 13, der über die Stromzufuhr 61 (dicke Litze) versorgt wird. Dieser Deckel 153 schließt ein Gehäuse 156 aus Stahl ab, welches mittels mehrerer Befestigungselemente 159 (Schrauben) am Antriebslagerschild 19 befestigt ist. In dem elektrischen Vorspuraktuator 16 ist eine Schubeinrichtung 160 zur Starter battery, which is not shown here, is connected. This bolt 150 is passed through a lid 153. A second bolt 152 is a connection for the electric starter motor 13, which is supplied via the power supply 61 (thick wire). This cover 153 includes a housing 156 made of steel, which is fastened by means of a plurality of fastening elements 159 (screws) on the drive end plate 19. In the electric Vorspuraktuator 16 is a pushing device 160 for
Ausübung einer Zugkraft auf den Gabelhebel 190 und eine Schalteinrichtung 161 angeordnet. Die Schubeinrichtung 160 hat eine Wicklung 162 und die Exercise a pulling force on the fork lever 190 and a switching device 161 arranged. The pusher 160 has a winding 162 and the
Schalteinrichtung 161 eine Wicklung 165. Die Wicklung 162 der Schubeinrichtung 160 und die Wicklung 165 der Schalteinrichtung 161 bewirken jeweils im eingeschalteten Zustand ein elektromagnetisches Feld, welches verschiedene Bauteile durchströmt. Die Welle-Nabe-Verbindung 128 kann statt mit einer Geradverzahnung 125 auch mit einer Steilgewindeverzahnung ausgestattet sein. Es sind dabei die Kombinationen möglich, wonach a) das Andrehritzel 22 schrägverzahnt ist und die Welle-Nabe- Verbindung 128 eine Geradverzahnung 125 aufweist, b) das Andrehritzel 22 schrägverzahnt ist und die Welle-Nabe-Verbindung 128 eine Steilgewindeverzahnung aufweist oder c) das Andrehritzel 22 geradverzahnt ist und die Welle-Nabe-Verbindung 128 eine Steilgewindeverzahnung aufweist. Switching device 161 a winding 165. The winding 162 of the thruster 160 and the winding 165 of the switching device 161 each cause in the on state an electromagnetic field which flows through various components. The shaft-hub connection 128 can instead of with a 125 spline also with be equipped with a coarse thread toothing. The combinations are possible, according to which a) the starter pinion 22 is helically toothed and the shaft-hub connection 128 has a straight toothing 125, b) the starter pinion 22 is helically toothed and the shaft-hub connection 128 has a helical thread toothing or c) the Andrehritzel 22 is spur-toothed and the shaft-hub connection 128 has a coarse thread toothing.
In Figur 2 ist eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine 210 dargestellt. Diese Brennkraftmaschine 210 weist den bereits erwähnten Zahnkranz 25 auf, von dem in Figur 2 ein sogenannter Teilkreis 213 dargestellt ist. Dieser Teilkreis 213 tangiert einem weiteren Teilkreis 216. Während der Teilkreis 213 der Teilkreis 213 einer Verzahnung des Zahnkranzes 25 ist, ist der Teilkreis 216 der Teilkreis der Verzahnung des Andrehritzels 22. Der Teilkreis 216 ist hier nicht Teil der FIG. 2 shows a schematic view of an internal combustion engine 210. This internal combustion engine 210 has the already mentioned ring gear 25, of which a so-called pitch circle 213 is shown in FIG. While the pitch circle 213 is the pitch circle 213 of a toothing of the toothed rim 25, the pitch circle 216 is the pitch circle of the toothing of the twisting pinion 22. The pitch circle 216 is not part of FIG
Brennkraftmaschine 210, hier jedoch der Übersichtlichkeit und des Verständnisses wegen dargestellt. In einem Drehzentrum, welches hier durch zwei sich kreuzende strichpunktierte Linien dargestellt ist, ist eine Drehachse 219 einer Antriebswelle 222 der Brennkraftmaschine 210 dargestellt. Diese Antriebswelle 222 ist hier als sogenannte Kurbelwelle ausgeführt. Von einem zentralen, sich rein drehend bewegenden Teil der Antriebswelle 222 geht ein Kurbelteil 225 bzw. Kurbelabschnitt aus. An einem Hubzapfen 228 ist ein Pleuel 231 angelenkt. Während ein Ende des Pleuels 231 am Hubzapfen 228 angelenkt ist, ist ein anderes Ende des Pleuels 231 mittels eines Kolbenbolzens 234 an einem Kolben 237 angelenkt. Dieser Kolben 237 wiederum ist in einem Zylinder 240 linear gleitfähig angeordnet. Zwischen einem Kolbenboden 243 und einer Oberfläche 246 eines nicht näher beschriebenen Internal combustion engine 210, but here for clarity and understanding because of illustrated. In a turning center, which is represented here by two intersecting dot-dash lines, a rotation axis 219 of a drive shaft 222 of the internal combustion engine 210 is shown. This drive shaft 222 is designed here as a so-called crankshaft. From a central, purely rotationally moving part of the drive shaft 222 is a crank part 225 and crank section goes out. At a crank pin 228, a connecting rod 231 is articulated. While one end of the connecting rod 231 is articulated on the crank pin 228, another end of the connecting rod 231 is articulated by means of a piston pin 234 on a piston 237. This piston 237, in turn, is arranged to be linearly slidable in a cylinder 240. Between a piston head 243 and a surface 246 of an unspecified
Zylinderkopfes befindet sich ein Brennraum 249. An der Antriebswelle 222 können je nach Ausführung der Brennkraftmaschine 210 mehrere Pleuel 231 und somit auch mehrere Kolben 237 angelenkt sein (Mehrzylindermotor bzw. -Brennkraftmaschine). Der in Figur 2 dargestellte Pfeil 252 gibt eine Drehrichtung der Antriebswelle 222 im antreibenden Zustand der Brennkraftmaschine 210 an. Cylinder head is a combustion chamber 249. Depending on the design of the internal combustion engine 210, a plurality of connecting rods 231 and thus also a plurality of pistons 237 can be articulated on the drive shaft 222 (multi-cylinder engine or internal combustion engine). The arrow 252 shown in FIG. 2 indicates a direction of rotation of the drive shaft 222 in the driving state of the internal combustion engine 210.
Eine derartige Brennkraftmaschine 210 ist üblicherweise durch ein Steuergerät 255 gesteuert. Erhält nun dieses Steuergerät 255 ein Signal 258, welches dem Steuergerät 255 mitteilt, dass die Brennkraftmaschine 210 ausgeschaltet werden soll, so wird beispielsweise eine hier nicht dargestellte Kraftstoffversorgung unterbrochen, damit die Brennkraftmaschine 210 nach kurzer Zeit zum Stillstand kommt. Ein solcher Auslauf 261 ist in Figur 3 näher dargestellt. Such an internal combustion engine 210 is usually controlled by a control unit 255. If this control unit 255 now receives a signal 258 which informs the control unit 255 that the internal combustion engine 210 is to be switched off, then, for example, a fuel supply (not shown here) is interrupted, so that the Internal combustion engine 210 comes to a standstill after a short time. Such an outlet 261 is shown in more detail in FIG.
In Figur 3 ist beispielhaft und ausschnittweise eine Kurve k dargestellt, die einen Auslauf einer Brennkraftmaschine 210 darstellt. Diese Kurve k weist mehrere charakteristische Punkte auf. Zu diesen Punkten gehören die drei relativen FIG. 3 shows, by way of example and in sections, a curve k, which represents an outlet of an internal combustion engine 210. This curve k has several characteristic points. These include the three relative ones
Maxima, die mit UT1, UT2 und UT3 bezeichnet sind. Zwei weitere auffällige Maxima labeled UT1, UT2 and UT3. Two more eye-catching
Punkte sind die zwei relativen Minima, die mit OTl und OT2 bezeichnet sind. Die Abkürzung UT steht für„unterer Totpunkt", die Abkürzung OT steht für„oberer Totpunkt" . Im Zusammenhang mit Figur 2 ist dann ein unterer Totpunkt 1 vorliegend, wenn ein Winkel ß zwischen dem Pleuel 231 und dem Kurbelteil 225 genau 0 Grad beträgt. Befindet sich ein Kolben 237 in einem sogenannten oberen Totpunkt, so ist der Winkel ß gleich 180°. Die Lage der UT und OT ist nur für dieses Beispiel an den Positionen der Maxima und Minima angenommen. Points are the two relative minima designated OTl and OT2. The abbreviation UT stands for "bottom dead center", the abbreviation OT stands for "top dead center". In connection with FIG. 2, a bottom dead center 1 is present if an angle β between the connecting rod 231 and the crank part 225 is exactly 0 degrees. If a piston 237 is in a so-called top dead center, the angle β is equal to 180 °. The location of UT and OT is assumed only for this example at the positions of maxima and minima.
Tatsächlich kann sich ein UT und auch ein OT neben einem Maximum oder einem Minimum befinden. Die jeweilige tatsächliche Lage ist beispielsweise von Ventilsteuerzeiten, Kompressionszuständen und anderen Einflüssen abhängig. Zu letzterem gehört beispielsweise auch der Einfluss der am Generator In fact, a UT and also an OT may be next to a maximum or a minimum. The respective actual position is dependent, for example, on valve timing, compression states and other influences. The latter also includes, for example, the influence of the generator
erzeugten Last, wenn dieser wie üblich über einen Riementrieb mit der generated load, if this as usual via a belt drive with the
Brennkraftmaschine 210 gekoppelt ist. Wie in Figur 3 dargestellt, ist beim unterenInternal combustion engine 210 is coupled. As shown in Figure 3, is at the bottom
Totpunkt UT1 der Bewegungszustand der Antriebswelle 222 BZn-2, im unteren Totpunkt UT2 der Bewegungszustand BZn, bei UT3 der Bewegungszustand BZn+2 vorliegend, bei dem oberen Totpunkt 1 der Bewegungszustand BZn-1 und bei dem oberen Totpunkt OT2 der Bewegungszustand BZn+1. Für die einzelnen Bewegungszustände sind die jeweiligen Zeiten tn-2, tn-1, tn+1 und tn+2 sowie die dem jeweiligen Bewegungszustand BZ zugeordneten Dead center UT1 the state of motion of the drive shaft 222 BZn-2, in the bottom dead center UT2 the state of motion BZn present at UT3 the movement state BZn + 2, at the top dead center 1, the movement state BZn-1 and at the top dead center OT2 the movement state BZn + 1. For the individual states of motion, the respective times are tn-2, tn-1, tn + 1 and tn + 2 as well as those assigned to the respective movement state BZ
Winkelgeschwindigkeiten der Antriebswelle 222 ωη-2 ωη-1, ωη, ωη+l und ωη+2 zugeordnet. In Figur 3 sind des Weiteren drei Einträge, die einen Winkelabstand zwischen den unteren Totpunkten und UT1 und UT2, sowie UT2 und UT3 als auch einen Winkelabstand der unteren Totpunkte UT1 und UT2 näher angeben.Angular speeds of the drive shaft 222 ωη-2 ωη-1, ωη, ωη + l and ωη + 2 assigned. Further, in FIG. 3, there are three entries which specify an angular distance between the lower dead centers and UT1 and UT2, and also UT2 and UT3 as well as an angular distance of the bottom dead centers UT1 and UT2.
Der Winkel φΖ entspricht dabei beim Kurbeltrieb der Brennkraftmaschine 210 einem Winkelabstand zwischen zwei vom Zeitverlauf her benachbarten oberen Totpunkten OT, zu denen theoretisch eine Zündung vorzusehen wäre, wenn die Brennkraftmaschine 210 in diesen Bereich nicht im Auslauf wäre. Mit anderen Worten: bei dem sich hier einstellenden oberen Totpunkt OTl handelt es sich um einen oberen Totpunkt, bei dem eine Verdichtung des sich im Brennraum 249 befindlichen Gases erfolgt. Der gleiche Zustand liegt beim oberen Totpunkt OT2 vor, bei dem ebenfalls ein Kolben 237 Gas im Brennraum 249 komprimiert. Bei einem üblichen 4-Zylinder-Reihenmotor beträgt dieser Zündabstand bei quasistationärem Betrieb φ Z genau 180°. Bei einem Sechszylinderreihenmotor wäre dieser Winkel φ Z gleich 120°. Wie daraus ersichtlich ist, ist die Darstellung in Figur 3 insofern universell. Die in Figur 3 dargestellten unteren Totpunkte UTl, UT2 und UT3 sind dementsprechend untere Totpunkte, bei denen Kolben 237 gerade beim ersten Teil des Gaswechselprozesses sind (Ausstoßen der In the case of the crank mechanism of the internal combustion engine 210, the angle φΖ corresponds to an angular distance between two top dead centers TDC adjacent to the passage of time, to which ignition would theoretically be provided if the internal combustion engine 210 were not in the outlet in this region. In other words, at the here adjusting top dead center OTl is a top dead center, in which a compression of the gas located in the combustion chamber 249 takes place. The same state is at the top dead center OT2, in which also a piston 237 compresses gas in the combustion chamber 249. In a conventional 4-cylinder in-line engine, this firing interval in quasi-stationary operation φ Z is exactly 180 °. For a six-cylinder in-line engine, this angle φ Z would be equal to 120 °. As can be seen, the representation in FIG. 3 is universal. The bottom dead centers UT1, UT2 and UT3 shown in FIG. 3 are correspondingly bottom dead centers, in which pistons 237 are currently in the first part of the gas exchange process (ejection of the fuel cells)
Verbrennungsgase). Combustion gases).
Das Verfahren zur Vorausbestimmung eines Bewegungszustandes BZn+1 der Antriebswelle 222 der Brennkraftmaschine 210 ermittelt vorzugsweise nach dem dem System (Fahrzeug, Brennkraftmaschine, Steuerung der The method for predetermining a movement state BZn + 1 of the drive shaft 222 of the internal combustion engine 210 preferably determines after the system (vehicle, internal combustion engine, control of
Brennkraftmaschine) bekannt ist, dass die Brennkraftmaschine 210 Internal combustion engine) is known that the internal combustion engine 210th
ausgeschaltet ist oder ausgeschaltet werden soll, den Bewegungszustand BZn-2 und damit einen ersten vergangenen Bewegungszustand. Hierzu gehört, dass die diesem ersten vergangenen Bewegungszustand BZn-2 zugeordneten Eigenschaften, das heißt eine Zeit tn-2 und auch eine Winkelgeschwindigkeit ωη- 2 ermittelt wird. Während die Ermittlung der Zeit tn-2 beispielsweise einfach ein beliebiger Zeitpunkt des Systems sein kann, das heißt eine Zeit, die deutlich vor dem Abstellen der Brennkraftmaschine 201 zu laufen begann oder is switched off or is to be switched off, the movement state BZn-2 and thus a first past movement state. This includes that the properties assigned to this first past movement state BZn-2, that is to say a time tn-2 and also an angular velocity ωη-2, are determined. For example, while the determination of time tn-2 may simply be any point in time of the system, that is, a time that began to run significantly before the engine 201 shuts off
beispielsweise eine Zeit ist, die mit einem Signal hoch zu laufen begann, welches mit einem Abstellsignal der Brennkraftmaschine 201 identisch ist oder tatsächlich erst mit diesem Zeitpunkt tn-2, zu dem die dann abzufragenden bzw. zu errechnenden Eigenschaften an der speziellen Winkelposition φη -2 beginnt zu laufen. Eine andere Eigenschaft dieses Bewegungszustands BZn-2 ist die Winkelgeschwindigkeit ωη-2, die zu diesem Zeitpunkt tn-2 vorliegt. Zu deren Ermittlung sind hier zwei Möglichkeiten gegeben: for example, is a time that began to run high with a signal which is identical to a stop signal of the internal combustion engine 201, or indeed only at this time tn-2, to which the then queried or to be calculated properties at the specific angular position φη -2 starts to run. Another property of this motion state BZn-2 is the angular velocity ωη-2 present at this time tn-2. There are two ways of determining this:
Eine erste Möglichkeit besteht darin, eine tatsächlich bekannte A first option is to have an actually known one
Winkelgeschwindigkeit, die in diesem Moment tn-2 vorherrscht, dem System zu entnehmen. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die in diesem Zeitpunkt tn-2 Angular velocity, which prevails at this moment tn-2, to remove the system. A second option is to use tn-2 at this time
vorherrschende Winkelgeschwindigkeit ωη-2 auszurechnen. Dieses Ausrechnen der Winkelgeschwindigkeit ωη-2 kann beispielsweise dadurch erfolgen, in dem ein bestimmtes Sensorsignal ausgewertet wird. Wie in Figur 2 angedeutet, weist das System einen Drehzahlsensor 300 auf, der beispielsweise eine to calculate the prevailing angular velocity ωη-2. This calculation of the angular velocity ωη-2 can be done, for example, by evaluating a specific sensor signal. As indicated in FIG. 2, the system has a rotational speed sensor 300 which, for example, has a rotational speed sensor 300
Drehbewegung des Zahnkranzes 25 bzw. die damit unmittelbar verbundene Drehbewegung eines Geberrades bzw. einer Geberkontur erkennt. Dieses Signal, welches von diesem Drehzahlsensor erzeugt wird, wird beispielsweise an das Steuergerät 255 übermittelt. Dieses zeitvariable Signal wird den Rotary movement of the ring gear 25 or the directly associated rotational movement of a sensor wheel or a donor contour recognizes. This signal, which is generated by this speed sensor, is transmitted to the control unit 255, for example. This time-variable signal becomes the
entsprechenden Zeitpunkten zugeordnet, so dass sich über die assigned to corresponding times, so that over the
Zeitpunktveränderung At und die Art des Signals, welches vom Drehzahlsensor 300 geliefert wird, die Berechnung der Winkelgeschwindigkeit ωη-2 beim Time variation Δt and the type of signal supplied by the rotational speed sensor 300, the calculation of the angular velocity ωη-2 at
Betriebszustand BZn-2 ermöglicht. Wie bei diesem Bewegungszustand BZn-2 werden auch der zum Zeitpunkt tn-2 noch zukünftige Bewegungszustand BZn und dessen Eigenschaften ermittelt. Dies geschieht nachdem die Antriebswelle 222, ausgehend von der Antriebswellenposition φη-2 beim Bewegungszustand BZn-2, einen Drehwinkel Δφ zusätzlich durchlaufen hat, um den Operating status BZn-2 enabled. As with this movement state BZn-2, the future state of motion BZn and its properties, which are still to be determined at time tn-2, are also determined. This occurs after the drive shaft 222, starting from the drive shaft position φη-2 in the state of motion BZn-2, has additionally passed through a rotation angle Δφ to the
Bewegungszustand BZn einzunehmen. Dieser Bewegungszustand zum Movement state BZn take. This state of motion for
Zeitpunkt tn mit der Winkelgeschwindigkeit ωη wird analog zu dem Time tn with the angular velocity ωη is analogous to that
Bewegungszustand BZn-2 und den diesen zugeordneten Eigenschaften errechnet bzw. ermittelt. Movement state BZn-2 and the associated properties calculated or determined.
Ausgehend von den beiden vergangenen Bewegungszuständen BZn-2 und BZn ist vorgesehen, dass ein zukünftiger Bewegungszustand BZn+1 berechnet wird und daher die Eigenschaften tn+1 und ωη+l rechnerisch ermittelt werden. Dieser zukünftige Bewegungszustand BZn+1 weist zu einem weiteren vergangenen Bewegungszustand BZn-1 einen Drehwinkelunterschied auf, der einem Based on the two past movement states BZn-2 and BZn, it is provided that a future movement state BZn + 1 is calculated and therefore the properties tn + 1 and ωη + 1 are calculated. This future movement state BZn + 1 has a further past movement state BZn-1 a rotation angle difference, the one
Drehwinkelabstand dem Betrage nach von Δφ entspricht, der so groß wie eine Zündperiode φΖ ist. In Figur 3 sind diese beiden Punkte bzw. Zustände BZn+1 in einem oberen Totpunkt OT2 vorliegend und der diesbezüglich um eine The angular distance corresponds in magnitude to Δφ, which is as large as an ignition period φΖ. In FIG. 3, these two points or states BZn + 1 are present in a top dead center OT2 and the one in this regard is one
Zündperiode φΖ zurückliegende Bewegungszustand BZn-1 ebenfalls in einem oberen Totpunkt, hier OT1. Der auszuwertende Bewegungszustand BZn+1 könnte genauso gut auch beispielsweise um 60° nach dem oberen Totpunkt OT2 in den Punkt A2 verschoben sein. Dann wäre der entsprechende Punkt bzw. Bewegungszustand der Vergangenheit im Punkt AI zu sehen, der ebenfalls 60° nach OT1 liegt. An dieser Stelle sei erwähnt, dass die beiden vergangenen ersten und zweiten Bewegungszustände bspw. auch 60° nach einem OT liegen können, siehe auch die entsprechenden Punkte Cl und C2 in Figur 3. Ignition period φΖ past movement state BZn-1 also in a top dead center, here OT1. The evaluated state of motion BZn + 1 could just as well be shifted, for example, by 60 ° after the top dead center OT2 in the point A2. Then the corresponding point or state of motion of the past would be seen at point AI, which is also 60 ° after OT1 lies. At this point, it should be mentioned that the two past first and second movement states can, for example, also be 60 ° after an OT, see also the corresponding points Cl and C2 in FIG. 3.
Ausgehend von dieser Situation ist das weitere Vorgehen wie folgt: Based on this situation, the further procedure is as follows:
Der erste vergangene Bewegungszustand BZn-2 lässt sich beispielweise durch die Winkelgeschwindigkeit ωη-2, den momentanen Antriebswellenwinkel φη-2, die Zeit tn- 2, zu der der erste vergangene Bewegungszustand BZn-2 vorliegt, beschreiben. Des Weiteren kann der energetische Zustand des Bewegungszustands BZn-2 angegeben werde. Die Gesamtenergie En-2 ist The first past movement state BZn-2 can be described, for example, by the angular velocity ωη-2, the instantaneous drive shaft angle φη-2, the time tn-2 at which the first past movement state BZn-2 is present. Furthermore, the energetic state of the movement state BZn-2 can be specified. The total energy En-2 is
(Gl. 1) ' E n— ,2 =— 2 Jß> n2— ,2 + E k,omp,n—2 ' wobei der erste Summand die Rotationsenergie und der zweite Summand die durch die Gaskompression gespeicherte potentielle Energie angibt. (Eq. 1) 'E n-, 2 = - 2 Jβ> n 2 -, 2 + E k, omp, n-2' where the first summand indicates the rotational energy and the second summand indicates the potential energy stored by the gas compression.
Der zweite vergangene Bewegungszustand BZn lässt sich beispielweise durch die Winkelgeschwindigkeit ωη, den momentanen Antriebswellenwinkel φη, die Zeit tn, zu der der zweite vergangene Bewegungszustand BZn vorliegt, beschreiben. Des Weiteren kann auch hier der energetische Zustand des Bewegungszustands BZn angegeben werden. Die Gesamtenergie En ist The second past state of motion BZn can be described, for example, by the angular velocity ωη, the instantaneous drive shaft angle φη, the time tn at which the second past state of motion BZn is present. Furthermore, the energetic state of the movement state BZn can also be specified here. The total energy is En
(Gl. 2) ' E " = -2 Ja>2 + E k,omp,n ' wobei der erste Summand wieder die Rotationsenergie und der zweite Summand die durch die Gaskompression gespeicherte potentielle Energie angibt. (Equation 2) 'E' = -2 Yes> 2 + E k, omp, n 'where the first summand again indicates the rotational energy and the second summand the potential energy stored by the gas compression.
Für den zukünftigen Bewegungszustand BZn+1 lässt sich erwartungsgemäß beispielweise die Winkelgeschwindigkeit ωη+l, der momentane Antriebswellenwinkel φη+l, die Zeit tn+1, zu der der zukünftige Bewegungszustand BZn+1 vorliegen soll, angeben. Des Weiteren kann auch hier der energetische Zustand des As expected, for the future movement state BZn + 1, for example, the angular velocity ωη + 1, the instantaneous drive shaft angle φη + 1, the time tn + 1, at which the future movement state BZn + 1 should be present. Furthermore, here too the energetic state of the
Bewegungszustands BZn+1 angegeben werde. Die Gesamtenergie En+1 ist wobei der erste Summand wieder die Rotationsenergie und der zweite Summand die durch die Gaskompression gespeicherte potentielle Energie angibt. Moving state BZn + 1 will be given. The total energy En + 1 is wherein the first summand again indicates the rotational energy and the second summand indicates the potential energy stored by the gas compression.
Für den Bewegungszustand BZn-1, hier z. B. zwischen den Bewegungszuständen BZn-2 und Bzn, lässt sich erwartungsgemäß beispielweise die Winkelgeschwindigkeit con-l, der momentane Antriebswellenwinkel φη-l und die Zeit tn-1 angeben. Des Weiteren kann auch hier der energetische Zustand des Bewegungszustands BZn-1 angegeben werden. Die Gesamtenergie En-1 ist wobei der erste Summand wieder die Rotationsenergie und der zweite Summand die durch die Gaskompression gespeicherte potentielle Energie beim Bewegungszustand BZn-1 angibt. For the movement state BZn-1, here z. B. between the movement states BZn-2 and Bzn, can be expected, for example, the angular velocity con-l, the current drive shaft angle φη-l and the time tn-1 indicate. Furthermore, the energetic state of the movement state BZn-1 can also be specified here. The total energy En-1 is wherein the first summand again indicates the rotational energy and the second summand indicates the stored by the gas compression potential energy in the movement state BZn-1.
Des Weiteren soll gelten, dass der beim Bewegungszustand BZn+1 vorliegende Energiezustand durch folgende Gleichung beschreibbar ist: Furthermore, it should be true that the energy state present at the movement state BZn + 1 can be described by the following equation:
(Gl. 5) (Equation 5)
Der Energiezustand En+1 entspricht damit dem Energiezustand En-1 abzüglich der Verlustenergie EReib, um die sich der Energiezustand En-1 vom Energiezustand En+1 unterscheidet. Der Summand The energy state En + 1 thus corresponds to the energy state En-1 minus the energy loss Ereib, by which the energy state En-1 differs from the energy state En + 1. The summand
(Gl. 6) beschreibt die Verlustenergie EReib, die zwischen den beiden Bewegungszuständen BZn+1 und BZn-1 abgegeben wurde. Des Weiteren soll gelten, dass der beim Bewegungszustand BZn vorliegende Energiezustand durch folgende Gleichung beschreibbar ist: (Eq.6) describes the loss energy EReib given between the two states of motion BZn + 1 and BZn-1. Furthermore, it should be true that the energy state present at the movement state BZn can be described by the following equation:
(Gl. 7) E = E — E„ ., (co — co Ί ) (Equation 7) E = E - E ", (co - co Ί )
Der Energiezustand En entspricht damit dem Energiezustand En-2 abzüglich der Verlustenergie EReib, um die sich der Energiezustand En vom Energiezustand En-2 unterscheidet. Der Summand The energy state En thus corresponds to the energy state En-2 minus the loss energy EReib, by which the energy state En differs from the energy state En-2. The summand
(Gl. 8) ERe ib (Q)n - ü)n_2 ) beschreibt die Verlustenergie EReib, die zwischen den beiden Bewegungszuständen BZn-2 und BZn abgegeben wurde. (Eq. 8) E Re ib (Q) n - ü) n _ 2 ) describes the loss energy EReib given between the two states of motion BZn-2 and BZn.
Des Weiteren wird als Bedingung formuliert, wonach die jeweiligen Verlustenergien gleich groß sind, d. h. Furthermore, it is formulated as a condition according to which the respective energy losses are equal, d. H.
(Gl. 9) E eib {con - con_2) =ERe ib(con+l - ωη_,) =EReib (con+2 - con) =E eib (Eq. 9) E EIB {n co - co _ n 2) = E Re ib (co n + l - ω η _,) = E friction (co n + 2 - co n) = E EIB
Als weitere Bedingung soll gelten, dass die Kompressionsenergien bei Positionen der Antriebswelle (222), die genau eine Zündperiode beabstandet sind, gleich groß sind. Dem entsprechend gilt: (Gl. 10) Ekomp,n = Ekomp,n-2 und Another condition is that the compression energies are equal at positions of the drive shaft (222), which are exactly one ignition period spaced. Accordingly, (Eq 10) E comp, n = E comp, n - 2 and
(Gl. 11) Ekomp^n+l = Ekomp^n_x (Equation 11) E comp ^ n + l = E comp ^ n _ x
Wird die Gleichung 3 nach ωη+l umgestellt und mit Hilfe der vorgenannten If the equation 3 to ωη + l converted and with the aid of the above
Gleichungen aufgelöst, so ergibt sich für ωη+1 If equations are solved, we get ωη + 1
(Gl. 12) ωη+ι = Ιω„2 - ω„2_2 +ωΙι Das Berechnungsverfahren zur Ermittlung der Winkelgeschwindigkeit ist dabei unabhängig von der Lage der betrachteten Punkte. (Equation 12) ω η + ι = Ιω " 2 - ω" 2 _ 2 + ωΙ ι The calculation method for determining the angular velocity is independent of the position of the considered points.
Zur Berechnung des Zeitpunkts tn+1 wird zunächst analog zu Gleichung 2 die To calculate the time tn + 1 is first analogous to equation 2, the
Gleichung 13 formuliert: Equation 13 formulates:
1 1
(Gl. 13) ^n+2 n+2 + E komp,n+2  (Eq. 13) ^ n + 2 n + 2 + E comp, n + 2
2 umgeformt nach ωη+2 ergibt sich daraus Gleichung 14, 2 converted to ωη + 2, this results in Equation 14,
Stellt man für den Energiezustand En+2 eine Gleichung Gl. 15 analog zu Gl. 5 auf, so folgt für Gl. 15 For the energy state En + 2, an equation Eq. 15 analogous to Eq. 5, then for Eq. 15
(Gl. 15) Εη+2 = Εη - Ε^{ωη+2 - ωη) . (Equation 15) Ε η + 2 = Ε η - Ε ^ {ω η + 2 - ω η ).
Setzt man En+2 aus Gl. 15 und En aus Gl. 2 ein, so ergibt sich unter der Annahme, dass die Kompressions- bzw. Verlustanteile Ekomp,n+2 und Ekomp.n gleich groß sind, sowie Berücksichtigung der quadrierten Gleichung 12 der Zusammenhang nach Gl. 16, Substituting En + 2 from Eq. 15 and En from Eq. 2, the assumption is that the compression or loss components Ekomp, n + 2 and Ekomp.n are the same size, as well as consideration of the squared equation 12, the relationship according to Eq. 16
(Gl. 16) ωη+2 = 2ωη 2 - ωη 2_2 . (Equation 16) ω η + 2 = 2ω η 2 - ω η 2 _ 2 .
Der Zeitpunkt tn+2 errechnet sich über die Annahme, s. a. Figur 4, die Steigung einer Ausgleichsgeraden gl zwischen den beiden Punkten bei BZn-2 und BZn sei gleich der Steigung einer Ausgleichsgeraden g2 zwischen den beiden Punkten bei BZn-2 und BZn. Folglich werden die Ausgleichsgeraden gl und g2 durch die Ausgleichsgerade g abgebildet, die durch die Punkte UT1, UT2 und UT3 verläuft. Eine Steigung m dieser Ausgleichsgeraden g lässt sich somit beschreiben durch die Gleichung 17, (Gl. 17) The time tn + 2 is calculated by assuming, see Figure 4, the slope of a straight line gl between the two points at BZn-2 and BZn is equal to the slope of a balancing line g2 between the two points at BZn-2 and BZn. Consequently, the balancing lines gl and g2 are represented by the balancing line g passing through the points UT1, UT2 and UT3. A slope m of this regression line g can thus be described by equation 17, (Equation 17)
tn+2 ergibt sich somit aus der Umformung der Gleichung 17 zu tn + 2 thus results from the transformation of Equation 17
(Gl. 18) tn+2 = ^ ^(tn - tn_2)+ tn (Equation 18) tn + 2 = ^ ^ ( tn - t n _ 2 ) + tn
Auf Grund der Annahmen für die konstante Abnahme der Energie zwischen zwei benachbarten unteren Totpunkten bzw. zwischen einem ersten und einem zweiten vergangenen Bewegungszustand BZn-2 und BZn ergibt sich aus der Figur 4 der Zusammenhang nach Gleichung 19, On the basis of the assumptions for the constant decrease of the energy between two adjacent bottom dead centers or between a first and a second past movement state BZn-2 and BZn, FIG. 4 shows the relationship according to equation 19,
(Gl. 19) (Equation 19)
t t  t
Nach dem Einsetzen der Gleichung 18 in die Gleichung 19 ergibt sich der Zusammenhang nach Gleichung 20, After substituting equation 18 into equation 19, the relationship according to equation 20 results,
Mit der Gleichung 16 ergibt sich somit für tn+1 Gleichung 21Equation 16 thus yields equation 21 for tn + 1
Aus den vorgenannten Schritten ergeben sich somit für den Bewegungszustand BZn+1 sowohl die Winkelgeschwindigkeit ωη+l der Antriebswelle 222 (Gleichung 12) und auch der Zeitpunkt tn+1, zu dem die Winkelgeschwindigkeit ωη+1 vorliegt, Gleichung 21. Dieses Vorgehen ist ohne Weiteres auch auf die vergangenen From the above-mentioned steps, the angular velocity ωη + 1 of the drive shaft 222 (Equation 12) and also the instant tn + 1 at which the angular velocity ωη + 1 is present result for the motion state BZn + 1, Equation 21. This procedure is also easy on the past
Bewegungszustände BZn-2 und BZn in Cl und C2 sowie AI anwendbar, um den Bewegungszustand in A2 zu ermitteln. Aus dem Vorgenannten ist somit ein Verfahren zur Vorausbestimmung eines Movement states BZn-2 and BZn in Cl and C2 and AI applicable to determine the state of motion in A2. From the foregoing, therefore, a method for predicting a
Bewegungszustandes BZn+1 einer Antriebswelle 222 einer Brennkraftmaschine 210 auf Grundlage von vergangenen Bewegungszuständen BZn, BZn-2 der Antriebswelle 222 offenbart, wobei hierzu einem ersten vergangenen Bewegungszustand BZn-2 zugeordnete Eigenschaften tn-2, ωη-2 und einem zweiten vergangenen  Moving state BZn + 1 of a drive shaft 222 of an internal combustion engine 210 on the basis of past movement states BZn, BZn-2 of the drive shaft 222 disclosed, with a first past state of motion BZn-2 associated properties tn-2, ωη-2 and a second past
Bewegungszustand BZn zugeordnete Eigenschaften tn, ωη dienen und die Moving state BZn associated properties tn, ωη serve and the
Antriebswelle 222 periodisch wiederkehrende Winkelpositionen φη-2, φη, φη+2; φη-1, φη+1 einnimmt. Das Verfahren weist darüber hinaus die Schritte auf, wonach mittels des ersten ausgewerteten vergangenen Bewegungszustands BZn-2 und des zweiten ausgewerteten vergangenen Bewegungszustands BZn ein zukünftiger  Drive shaft 222 periodically repeating angular positions φη-2, φη, φη + 2; φη-1, φη + 1 occupies. The method further comprises the steps of determining a future one by means of the first evaluated past movement state BZn-2 and the second evaluated last movement state BZn
Bewegungszustand BZn+1 und die diesem zugeordneten Eigenschaften tn+1, ωη+1 der Antriebswelle 222 in einer Winkelposition φη+l ermittelt werden, wobei die Moving state BZn + 1 and its associated properties tn + 1, ωη + 1 of the drive shaft 222 in an angular position φη + l are determined, the
Winkelposition φη+l des ermittelten zukünftigen Bewegungszustands BZn+1 der Antriebswelle 222 ungleich einer Winkelposition φη-2 und φη des ersten und des zweiten vergangenen Bewegungszustands BZn, BZn-2 ist. Angular position φη + l of the determined future movement state BZn + 1 of the drive shaft 222 is not equal to an angular position φη-2 and φη of the first and second past movement state BZn, BZn-2.
Es ist dabei vorgesehen, dass der erste vergangene Bewegungszustand Bzn-2 und der zweite vergangene Bewegungszustand Bzn zwischen sich einen Drehwinkel Δφ der Antriebswelle 222 einschließen, der vom Betrag einer Zündperiode φΖ entspricht. It is provided that the first past movement state Bzn-2 and the second past movement state Bzn between them include a rotation angle Δφ of the drive shaft 222, which corresponds to the amount of an ignition period φΖ.
Zur Berechnung des zukünftigen Bewegungszustands BZn+1 der Antriebswelle 222 werden Eigenschaften tn-1, ωη-l eines dritten vergangenen Bewegungszustands BZn- 1 verwendet. For the calculation of the future movement state BZn + 1 of the drive shaft 222, properties tn-1, ωη-1 of a third past movement state BZn-1 are used.
Der dritte vergangene Bewegungszustand BZn-1 und der zu ermittelnde zukünftige Bewegungszustand BZn+1 der Antriebswelle 222 schließen zwischen sich einen Drehwinkel Δφ der Antriebswelle 222 ein, der einer Zündperiode φΖ entspricht. Nach der Berechnung eines ersten zukünftigen Bewegungszustands BZn+1 wird ein weiterer zukünftiger Bewegungszustand BZn+x ermittelt, in dem Eigenschaften tn+x, ωη+χ eines weiteren dritten vergangenen Bewegungszustands BZn-x verwendet werden. The third past movement state BZn-1 and the future movement state BZn + 1 of the drive shaft 222 to be determined include therebetween a rotation angle Δφ of the drive shaft 222 corresponding to an ignition period φΖ. After the calculation of a first future movement state BZn + 1, a further future movement state BZn + x is determined in which properties tn + x, ωη + χ of a further third past movement state BZn-x are used.
Der weitere dritte vergangene Bewegungszustand BZn-x und der weitere zukünftige Bewegungszustand BZn+x schließen zwischen sich einen Drehwinkel Δφ der The further third past movement state BZn-x and the further future movement state BZn + x close a rotation angle Δφ between them
Antriebswelle 222 ein, der einer Zündperiode φΖ entspricht. Drive shaft 222, which corresponds to an ignition period φΖ.
Bei der Vorausbestimmung eines Bewegungszustandes BZn+1 wird angenommen, dass eine Verlustenergie EReib über den Verlauf eines Drehwinkels Δφ der In the pre-determination of a movement state BZn + 1, it is assumed that a loss energy EReib over the course of a rotation angle Δφ of the
Antriebswelle grundsätzlich konstant ist. Weiterhin wird bei der Vorausbestimmung eines Bewegungszustandes BZn+1 angenommen wird, dass eine in der Drive shaft is basically constant. Furthermore, in the prediction of a motion state BZn + 1, it is assumed that one in the
Brennkraftmaschine 210 gespeicherte Kompressionsenergie Ekomp,n-2, Ekomp,n-l, Ekomp.n, Ekomp,n+l bei unterschiedlichen Winkelpositionen φη-2, φη-1, φη, φη+l der Antriebswelle 222 als gleich angenommen wird, wobei die unterschiedlichen Internal combustion engine 210 stored compression energy Ekomp, n-2, Ekomp, n-l, Ekomp.n, Ekomp, n + l at different angular positions φη-2, φη-1, φη, φη + l of the drive shaft 222 is assumed to be the same
Winkelpositionen φη-2 und φη, φη und φη+l sowie φη-l und φη+l mit einem Angular positions φη-2 and φη, φη and φη + l and φη-l and φη + l with a
Drehwinkel Δφ beabstandet sind, der einem ganzzahligen Vielfachen V einer Angle of rotation Δφ are spaced, which is an integer multiple V of a
Zündperiode φΖ entspricht, wobei das Vielfache mindestens 1 ist. Ignition period φΖ corresponds, wherein the multiple is at least 1.
Bei der Vorausbestimmung eines Bewegungszustandes BZn+1 wird angenommen, dass ein Trägheitsmoment J der Antriebswelle 222 und der mit ihr wirkverbundenen beweglichen Teile wie Pleuel 231, Kolben 237 und nicht dargestellte Teile wie beispielsweise Nockenwellen, ein Generator, ein oder mehrere Riementriebe, die mit der Antriebswelle 222 verbunden sind, über einen überstrichenen Winkel φ bzw. In the pre-determination of a movement state BZn + 1, it is assumed that an inertia J of the drive shaft 222 and the operatively connected to it moving parts such as connecting rod 231, piston 237 and unillustrated parts such as camshafts, a generator, one or more belt drives, with the Drive shaft 222 are connected, over a swept angle φ or
Winkelbereich bzw. Drehwinkel Δφ konstant ist. Angular range or angle of rotation Δφ is constant.
Der erste vergangene Bewegungszustand BZn-2 und der zweite vergangene The first past state of motion BZn-2 and the second past
Bewegungszustand BZn schließen zwischen sich einen Bewegungszustand BzOT ein, in dem sich ein mit der Antriebswelle 222 verbundener Kolben 237 in einer Position befindet, die einem oberen Totpunkt OT entspricht. Gemäß dem Verfahren ist vorgesehen, dass der energetische Zustand eines Moving state BZn includes therebetween a state of motion BzOT in which a piston 237 connected to the drive shaft 222 is in a position corresponding to a top dead center TDC. According to the method it is provided that the energetic state of a
Bewegungszustandes BZn-2, BZn-1, BZn, BZn+1, BZn+2, BZn+x, BZn-x, ... der Antriebswelle 222 und der mit ihr wirkverbundenen beweglichen Teile in einem jeden Moment eine Summe aus Bewegungsenergie und Kompressionsenergie ist. Moving state BZn-2, BZn-1, BZn, BZn + 1, BZn + 2, BZn + x, BZn-x, ... the drive shaft 222 and the moving parts operatively connected to it at any moment a sum of kinetic energy and compression energy is.
Eine Energiedifferenz zwischen zwei unterschiedlichen Winkelpositionen, An energy difference between two different angular positions,
beispielsweise zwischen φη-2 und φη oder φη-l und φη+l, die mit einem Drehwinkel Δφ beabstandet sind, der einer Zündperiode φΖ entspricht, entspricht einer For example, between φη-2 and φη or φη-l and φη + l, which are spaced at a rotational angle Δφ, which corresponds to an ignition period φΖ corresponds to one
Verlustenergie EReib entspricht. Loss energy EReib corresponds.
Verschiedene Bewegungszustände, wie z. B. BZn-2, BZn und BZn+2 sowie BZn-1 und BZn+1 bilden jeweils eine Gruppe, wobei innerhalb einer Gruppe zwei direkt benachbarte Bewegungszustände wie BZn-2 und BZn oder BZn und BZn+2 oder BZn- 1 und BZn+1 zwischen sich einen Drehwinkel Δφ einschließen, der einer Zündperiode φΖ entspricht. Zwischen je zwei solchen unmittelbar benachbarten Different states of motion, such. B. BZn-2, BZn and BZn + 2 and BZn-1 and BZn + 1 each form a group, within a group two directly adjacent states of motion such as BZn-2 and BZn or BZn and BZn + 2 or BZn-1 and BZn +1 between them include a rotation angle Δφ, which corresponds to an ignition period φΖ. Between every two such immediately adjacent
Bewegungszuständen wie BZn-2 und BZn oder BZn und BZn+2 oder BZn-1 und BZn+1 soll gelten, dass ein Quotient m aus einem Unterschied der Moving states such as BZn-2 and BZn or BZn and BZn + 2 or BZn-1 and BZn + 1 should hold that a quotient m of a difference of
Winkelgeschwindigkeit und einem Unterschied der Zeit konstant ist. Angular velocity and a difference of time is constant.
Im Rahmen dieses hier vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass eine zum Einspuren eines Andrehritzels 22 in einen Zahnkranz 25 geeignete In the context of this method presented here, it is provided that a suitable for engaging a Andrehritzels 22 in a sprocket 25
Winkelgeschwindigkeit ωΖ definiert ist, die sich ggf. in einem für das Einspuren eines Andrehritzels 22 zulässigen Winkelgeschwindigkeitsbereich coZb befindet, und dass dann, wenn einer der mehreren vorausbestimmten Bewegungszustände BZn+x, hier in Figur 3 beispielsweise mit B2 bezeichnet, die geeignete Winkelgeschwindigkeit, ob als spezielle Zielwinkelgeschwindigkeit ωΖ oder einen speziellen Angular velocity ωΖ is defined, which is possibly in an allowable for the meshing of a Andrehritzels 22 angular velocity range coZb, and that if one of the plurality of predetermined movement states BZn + x, here in Figure 3, for example, denoted by B2, the appropriate angular velocity, whether as a special target angular velocity ωΖ or a special
Zielwinkelgeschwindigkeitsbereich coZb mit einer maximal zulässigen Target angular velocity range coZb with a maximum allowable
Zielwinkelgeschwindigkeit ωΖο und einer minimal zulässigen Zielwinkelgeschwindigkeit coZu, erreicht, ein Zeitpunkt (tStart) errechnet wird, zu dem eine Startvorrichtung 10 mit ihrem Andrehritzel 22 vorzuspuren beginnt. Es wird hierzu von der errechneten Zielzeit tZiel, zu der ein Einspuren des Andrehritzels 22 in den Zahnkranz 25 erwartet wird, eine starterspezifische Einspurzeit AtStart abgezogen, um die somit errechnete Startzeit tStart zu ermitteln. Der Übersicht wegen ist in Figur 5 eine schematisierte Darstellung eines Target angular velocity ωΖο and a minimum allowable target angular velocity coZu, achieved, a time (tStart) is calculated, to which a starting device 10 starts to pre-track with its starter pinion 22. For this purpose, a starter-specific meshing time AtStart is subtracted from the calculated target time t target, at which a meshing of the starting pinion 22 in the ring gear 25 is expected, in order to determine the thus calculated start time tStart. For the sake of clarity, a schematic representation of FIG
Kraftfahrzeugs 310 mit der Brennkraftmaschine 210, der Startvorrichtung 10, dem Vorspuraktuator 16, einem Steuergerät 255 mit einem Prozessor 313 und einem Programmspeicher 303 dargestellt. In dem Programmspeicher 303 sind systematisch zusammenhängende Programmbefehle 306 (Computerprogrammprodukt) gespeichert, die eine Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens nach einer der hier beschriebenen Ausgestaltungen ermöglichen. Das Steuergerät ist mit einer Motor vehicle 310 with the internal combustion engine 210, the starting device 10, the Vorspuraktuator 16, a control unit 255 with a processor 313 and a program memory 303 shown. Programmatically contiguous program instructions 306 (computer program product) are stored in the program memory 303, which enable implementation of the method described here according to one of the embodiments described here. The control unit is equipped with a
Verbindungseinrichtung 309 (z. B. Kabel) mit der Brennkraftmaschine 210 verbunden, die beispielsweise die Übertragung von Signalen des Drehzahlsensors 300 zum Steuergerät 255 ermöglicht. Eine Verbindungseinrichtung 312 dient zum Ansteuern des Vorspuraktuators 16, nach dem eine geeignete Startzeit tStart ermittelt ist. Connection device 309 (eg cable) connected to the internal combustion engine 210, for example, allows the transmission of signals from the speed sensor 300 to the control unit 255. A connection device 312 is used to control the Vorspuraktuators 16, after which a suitable start time tStart is determined.
Die Programmbefehle 306 (Computerprogrammprodukt) sind beispielsweise über eine Schnittstelle (z. B. Steckverbindung) in den Programmspeicher 303 ladbar. The program instructions 306 (computer program product) can be loaded, for example, into the program memory 303 via an interface (eg plug connection).
Es ist somit ein Computerprogrammprodukt offenbart, das in zumindest einen Thus, there is disclosed a computer program product that is incorporated into at least one
Programmspeicher 303 mit Programmbefehlen 306 ladbar ist, um eine Ausführung aller Schritte des Verfahrens nach einer der hier beschriebenen Ausgestaltungen zu ermöglichen, wenn das Programm in zumindest einem Steuergerät 255 ausgeführt wird. Program memory 303 with program instructions 306 loadable to allow execution of all steps of the method according to one of the embodiments described herein, when the program is executed in at least one controller 255.
Figur 5 zeigt ein Steuergerät 255 für einen Start- Stopp- Betrieb einer FIG. 5 shows a control unit 255 for a start-stop operation of a
Brennkraftmaschine 210 in einem Kraftfahrzeug 310 zum kurzfristigen Stoppen und Starten der Brennkraftmaschine 210, wobei die Brennkraftmaschine 210 mittels einer elektrischen Startvorrichtung 10 startbar ist, wobei das Steuergerät 255 einen Internal combustion engine 210 in a motor vehicle 310 for short-term stopping and starting of the internal combustion engine 210, wherein the internal combustion engine 210 can be started by means of an electric starting device 10, wherein the control unit 255 a
Prozessor 313 mit einem Programmspeicher 303 aufweist. Der Prozessor 313 ist als Erfassungs-, Auswerte- und Steuereinrichtung ausgebildet ist, um die Startvorrichtung 10 definiert anzusteuern, wobei in den Programmspeicher 303 ein vorerwähntes Computerprogrammprodukt geladen ist, um ein Verfahren nach einem der zuvor beschriebenen Schritte auszuführen. Die hier genannten Verfahren sind unter anderem anwendbar auf Drei-Zylinder- Reihenmotoren mit einem Zündabstand φΖ = 240°, Vier- Zylinder- Reihenmotoren mit einem Zündabstand φΖ = 180°, Boxer- Motoren mit zwei, vier, sechs, acht und mehr Zylindern (gerade Zylinderanzahl) und mit einem Zündabstand φΖ = 180°, Fünf- Zylinder-Reihenmotoren mit einem Zündabstand φΖ = 144°, Sechs-Zylinder-Processor 313 having a program memory 303. The processor 313 is designed as a detection, evaluation and control device to control the starting device 10 defined, wherein in the program memory 303 a aforementioned computer program product is loaded to perform a method according to one of the steps described above. The methods mentioned here are applicable, inter alia, to three-cylinder inline engines with a firing interval φΖ = 240 °, four-cylinder in-line engines with a firing interval φΖ = 180 °, and boxer engines with two, four, six, eight and more cylinders ( straight cylinder number) and with a firing interval φΖ = 180 °, five-cylinder in-line engines with a firing interval φΖ = 144 °, six-cylinder
Reihenmotoren mit einem Zündabstand φΖ = 120°, Sechs-, Acht- und Zwölfzylinder-V- Motoren mit einem Zündabstand von φΖ = 120° (Sechs-Zylinder), einem Zündabstand von φΖ = 90° (Acht- Zylinder) und einem Zündabstand von φΖ = 60° (Zwölf- Zylinder). Es ist vorgesehen, die vorbeschriebenen Verfahrensschritte in einem Kraftfahrzeug zu verwenden, das mit einer Start- Stopp- Betriebsweise ausgestattet ist. Die Start- Stopp- Betriebsweise erlaubt ein automatisiertes Einspuren des Andrehritzels 22 sobald das Steuergerät 255 ein Signal 316 von einer Auslöseeinrichtung 319 erhält, welches einen Wunsch des Fahrzeugführers repräsentiert mit dem Kraftfahrzeug weiterfahren zu wollen. Die Auslöseeinrichtung 319 kann ein sogenanntes Kupplungspedal oder einIn-line engines with a firing interval φΖ = 120 °, six-, eight- and twelve-cylinder V engines with a firing interval of φΖ = 120 ° (six-cylinder), a firing interval of φΖ = 90 ° (eight-cylinder) and a firing interval of φΖ = 60 ° (twelve-cylinder). It is intended to use the above-described method steps in a motor vehicle that is equipped with a start-stop mode. The start-stop mode of operation allows an automated meshing of the starting pinion 22 as soon as the control unit 255 receives a signal 316 from a triggering device 319, which represents a desire of the driver to continue driving with the motor vehicle. The triggering device 319 may be a so-called clutch pedal or a
Gaspedal oder ein Schaltungsbedienungsteil sein, welches bei Schaltgetrieben (Fahrgetriebe zwischen Kupplung und Antriebsrad oder -rädern) zum Wählen einer Getriebeüber- oder Untersetzung dient. Accelerator pedal or a circuit control part, which is used in manual transmissions (driving gear between the clutch and the drive wheel or wheels) for selecting a Getriebeüber- or reduction.

Claims

Ansprüche claims
Verfahren zur Vorausbestimmung eines Bewegungszustandes (BZn+1) einer Antriebswelle (222) einer Brennkraftmaschine (210) auf Grundlage von vergangenen Bewegungszuständen (BZn, BZn-2) der Antriebswelle (222), wobei hierzu einem ersten vergangenen Method for predetermining a state of motion (BZn + 1) of a drive shaft (222) of an internal combustion engine (210) on the basis of past states of motion (BZn, BZn-2) of the drive shaft (222), a first preceding one
Bewegungszustand (BZn-2) zugeordnete Eigenschaften (tn-2, con-2) und einem zweiten vergangenen Bewegungszustand (BZn) zugeordnete Eigenschaften (tn, con) dienen und die Antriebswelle (222) periodisch wiederkehrende Winkelpositionen (φη-2, φη, φη+2; φη-1, φη+1) erklären einnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des ersten ausgewerteten vergangenen Bewegungszustands (BZn-2) und des zweiten ausgewerteten vergangenen Bewegungszustands (BZn) ein zukünftiger Bewegungszustand (BZn+1) und die diesem zugeordnete Eigenschaften (tn+1, φη+l) der Antriebswelle (222) in einer Winkelposition (φη+l) ermittelt werden, wobei die Winkelposition (φη+l) des ermittelten zukünftigen Bewegungszustands (BZn+1) der Antriebswelle (222) ungleich einer Winkelposition (φη-2, φη) des ersten und des zweiten vergangenen Bewegungszustands (BZn, BZn-2) ist.  Servomotor (BZn-2) associated properties (tn-2, con-2) and a second past state of motion (BZn) associated properties (tn, con) serve and the drive shaft (222) periodically recurring angular positions (φη-2, φη, φη +2, φη-1, φη + 1), characterized in that by means of the first evaluated past movement state (BZn-2) and the second evaluated past movement state (BZn) a future movement state (BZn + 1) and the associated Properties (tn + 1, φη + l) of the drive shaft (222) in an angular position (φη + l) are determined, wherein the angular position (φη + l) of the determined future movement state (BZn + 1) of the drive shaft (222) unequal to one Angular position (φη-2, φη) of the first and second past moving states (BZn, BZn-2).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste vergangene A method according to claim 1, characterized in that the first past
Bewegungszustand (Bzn-2) und der zweite vergangene Bewegungszustand (Bzn) zwischen sich einen Drehwinkel (Δφ) der Antriebswelle (222) einschließen, der vom Betrag einer Zündperiode (φΖ) entspricht.  Moving state (Bzn-2) and the second past movement state (Bzn) between them include a rotation angle (Δφ) of the drive shaft (222), which corresponds to the amount of an ignition period (φΖ).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung des zukünftigen Bewegungszustands (BZn+1) der Antriebswelle (222) Eigenschaften (tn-1, con-l) eines dritten vergangenen Bewegungszustands(BZn-l) verwendet werden. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that properties (tn-1, con-1) of a third past movement state (BZn-1) are used to calculate the future movement state (BZn + 1) of the drive shaft (222).
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte vergangene A method according to claim 3, characterized in that the third past
Bewegungszustand (BZn-1) und der zu ermittelnde zukünftige Bewegungszustand (BZn+1) der Antriebswelle (222) zwischen sich einen Drehwinkel (Δφ) der Antriebswelle (222) einschließen, der einer Zündperiode (φΖ) entspricht. Moving state (BZn-1) and to be determined future movement state (BZn + 1) of the drive shaft (222) between them include a rotation angle (Δφ) of the drive shaft (222), which corresponds to an ignition period (φΖ).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Berechnung eines ersten zukünftigen Bewegungszustands (BZn+1) ein weiterer zukünftiger Bewegungszustand (BZn+x) ermittelt wird, in dem Eigenschaften (tn+x, con+x) eines weiteren dritten vergangenen Bewegungszustands (BZn-x) verwendet werden. 5. Method according to claim 4, characterized in that, after the calculation of a first future movement state (BZn + 1), a further future movement state (BZn + x) is determined in which properties (tn + x, con + x) of a further third past movement state (BZn-x).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere dritte vergangene Bewegungszustand (BZn-x) und der weitere zukünftige Bewegungszustand (BZn+x) zwischen sich einen Drehwinkel (Δφ) der Antriebswelle (222) einschließen, der einer Zündperiode (φΖ) entspricht. 6. The method according to claim 5, characterized in that the further third past movement state (BZn-x) and the further future movement state (BZn + x) between them include a rotation angle (Δφ) of the drive shaft (222), the ignition period (φΖ ) corresponds.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorausbestimmung eines Bewegungszustandes (BZn+1) angenommen wird, dass eine Verlustenergie (EReib) über den Verlauf eines Drehwinkels (Δφ) der Antriebswelle konstant ist. 7. The method according to claim 6, characterized in that in the predetermination of a movement state (BZn + 1) is assumed that a loss energy (EReib) over the course of a rotation angle (Δφ) of the drive shaft is constant.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorausbestimmung eines Bewegungszustandes (BZn+1) angenommen wird, dass eine in der Brennkraftmaschine (210) gespeicherte Kompressionsenergie (Ekomp, n-2, Ekomp,n-l, Ekomp.n, Ekomp,n+l) bei unterschiedlichen Winkelpositionen (φη-2, φη-1, φη, φη+l) der Antriebswelle (222) als gleich angenommen wird, wobei die unterschiedlichen Winkelpositionen (φη-2, φη-1, φη, φη+l) mit einem Drehwinkel (Δφ) beabstandet sind, der einem ganzzahligen Vielfachen (V) einer Zündperiode (φΖ) entspricht, wobei das Vielfache mindestens 1 ist. 8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that in the prediction of a movement state (BZn + 1) is assumed that in the internal combustion engine (210) stored compression energy (Ecomp, n-2, Ekomp, nl, Ekomp.n , Ekomp, n + l) at different angular positions (φη-2, φη-1, φη, φη + l) of the drive shaft (222) is assumed to be the same, the different angular positions (φη-2, φη-1, φη, φη + 1) are spaced apart by a rotation angle (Δφ) corresponding to an integer multiple (V) of an ignition period (φΖ), the multiple being at least one.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorausbestimmung eines Bewegungszustandes (BZn+1) angenommen wird, dass ein Trägheitsmoment (J) der Antriebswelle (222) und der mit ihr wirkverbundenen beweglichen Teile über einen überstrichenen Winkel (φ) konstant ist. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the predetermination of a movement state (BZn + 1) is assumed that an inertia (J) of the drive shaft (222) and the operatively connected with her moving parts over a swept angle (φ ) is constant.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten vergangene Bewegungszustand (BZn-2) und der zweite vergangene 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first past state of motion (BZn-2) and the second past
Bewegungszustand (BZn) zwischen sich einen Bewegungszustand BzOT einschließen, in dem sich ein mit der Antriebswelle (222) verbundener Kolben (237) in einer Position befindet, die einem oberen Totpunkt (OT) entspricht.  Moving state (BZn) between them include a state of motion BzOT, in which a with the drive shaft (222) connected to the piston (237) is in a position corresponding to a top dead center (TDC).
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der energetische Zustand eines Bewegungszustandes (BZn-2, BZn-1, BZn, BZn+1, BZn+2, BZn+x, BZn-x, ... ) in einem jeden Moment eine Summe aus Bewegungsenergie und Kompressionsenergie ist. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the energetic state of a movement state (BZn-2, BZn-1, BZn, BZn + 1, BZn + 2, BZn + x, BZn-x, ...) in each moment is a sum of kinetic energy and compression energy.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energiedifferenz zwischen zwei unterschiedlichen Winkelpositionen (φη-2, φη-1, φη, φη+1), die mit einem Drehwinkel (Δφ) beabstandet sind, der einer Zündperiode (φΖ) entspricht, einer Verlustenergie (EReib) entspricht. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that an energy difference between two different angular positions (φη-2, φη-1, φη, φη + 1), which are spaced apart by a rotation angle (Δφ), the ignition period (φΖ ) corresponds to a loss energy (EReib).
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that
verschiedene Bewegungszustände (BZn-2, BZn, BZn+2; BZn-, BZn+1) jeweils eine Gruppe bilden, wobei innerhalb einer Gruppe zwei direkt benachbarte Bewegungszustände 0 zwischen sich einen Drehwinkel (Δφ) einschließen, der einer Zündperiode (φΖ) entspricht und zwischen je zwei solchen unmittelbar benachbarten Bewegungszuständen gelten soll, dass ein Quotient aus einem Unterschied der Winkelgeschwindigkeit und einem Unterschied der Zeit konstant ist.  different movement states (BZn-2, BZn, BZn + 2, BZn-, BZn + 1) each form a group, wherein within a group two directly adjacent movement states 0 between them include a rotation angle (Δφ), which corresponds to an ignition period (φΖ) and between every two such immediately adjacent states of motion, it should hold that a quotient of a difference of the angular velocity and a difference of the time is constant.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum Einspuren eines Andrehritzels (22) in einen Zahnkranz (25) geeignete Winkelgeschwindigkeit (coZ, coZb) bestimmt ist, und dass dann, wenn ein vorausbestimmter Bewegungszustand (BZn+x) die geeignete Winkelgeschwindigkeit (coZ, coZb) aufweist ein Zeitpunkt (tStart) errechnet wird, zu dem eine Startvorrichtung (10) mit ihrem Andrehritzel (22) vorzuspuren beginnt. 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for engaging a Andrehritzels (22) in a ring gear (25) suitable angular velocity (coZ, coZb) is determined, and that when a predetermined movement state (BZn + x) the suitable angular velocity (coZ, coZb) has been calculated as a time (tStart) at which a starter device (10) begins to pre-track with its starter pinion (22).
15. Computerprogrammprodukt, das in zumindest einen Programmspeicher (303) mit 15. Computer program product, which in at least one program memory (303) with
Programmbefehlen (306) ladbar ist, um alle Schritte des Verfahrens nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche auszuführen, wenn das Programm in zumindest einem  Program instructions (306) is loadable to perform all the steps of the method according to at least one of the preceding claims, when the program in at least one
Steuergerät (255) ausgeführt wird.  Control unit (255) is executed.
16. Steuergerät für einen Start-Stopp-Betrieb einer Brennkraftmaschine (210) in einem 16. Control unit for a start-stop operation of an internal combustion engine (210) in one
Kraftfahrzeug (310 zum kurzfristigen Stoppen und Starten der Brennkraftmaschine (210), wobei die Brennkraftmaschine (210) mittels einer elektrischen Startvorrichtung (10) startbar ist, wobei das Steuergerät (255) einen Prozessor (313) mit einem Pro-grammspeicher (303) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor (313) als Erfassungs-, Auswerte- und Steuereinrichtung ausgebildet ist, um die Startvorrichtung (10) definiert anzusteuern, wobei in den Programmspeicher (303) ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 16 geladen ist, um das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 auszuführen.  A motor vehicle (310) for short-term stopping and starting of the internal combustion engine (210), wherein the internal combustion engine (210) is startable by means of an electric starting device (10), wherein the control device (255) has a processor (313) with a program memory (303) , characterized in that the processor (313) as detection, evaluation and control device is designed to control the starting device (10) defined, wherein in the program memory (303) a computer program product according to claim 16 is loaded to the method according to a to carry out of claims 1 to 15.
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