用于启动车辆的内燃发动机的方法与流程

1.本发明涉及用于启动车辆的内燃发动机的方法，在该方法中，内燃发动机的活塞在内燃发动机点火之前通过使内燃发动机的曲轴移动来定位。


背景技术：

2.de 10 2012 201 102 a1公开了一种用于借助于电机以累积扭矩启动内燃发动机的方法，其中，该累积扭矩在内燃发动机的曲轴的旋转角度上以波动模式运行，并且电机旋转联接至曲轴。该电机被用来在内燃发动机处于停止状态时启动，由此，对内燃发动机的活塞进行致动的曲轴被设定成处于运动。
3.当内燃发动机由混合动力传动系中的电动马达重新启动时，如从申请人的尚未公开的文件号为10 2018 110 859.1的德国专利申请中所知，布置在内燃发动机与电动马达之间的混合动力断开式离合器以受控的方式闭合及断开，使得该离合器通过部分闭合而开始滑动以启动内燃发动机。
4.另外，已知的是，内燃发动机的活塞在内燃发动机滑行的同时通过有针对性的喷射来定位。这些方法的缺点在于，需要附加的结构上的努力来产生定位内燃发动机的活塞所需的额外能量。


技术实现要素：

5.本发明基于下述目的：指出一种用于启动车辆的内燃发动机的方法，在该方法中，内燃发动机的活塞被最佳地定位，并且为此所需的能量被有效地提供。
6.根据本发明，该目的通过下述方式来实现：曲轴的用于定位活塞的运动通过启用安装在车辆的传动系中的离合器进行。借助于像这样存在于车辆中的离合器，内燃发动机的曲轴可以在没有单独部件的情况下被驱动成使得内燃发动机的活塞进入预定位置。活塞的最佳定位缩短了内燃发动机的点火过程，因为内燃发动机的活塞在点火之前已经处于最佳位置。可以免除用于定位活塞的单独装置的附加成本。
7.离合器在内燃发动机未点燃时在车辆处于运动的同时被有利地启用。车辆在行驶时能够获得的动能被转换成定位活塞所需的力。
8.在一个实施方式中，离合器在车辆的滑行过程期间被启用。在滑行模式中，当传动装置被接合时，离合器通过电子控制单元以受控的方式被断开。由于内燃发动机的制动作用，车辆在不损失动能的情况下侧倾，驱动车辆的内燃发动机要么被关闭要么在空转速度以下运行。
9.在变型中，离合器沿闭合方向以滑动的方式被致动，直到内燃发动机的活塞定位在预定位置为止。在滑行过程期间，动能用来驱动曲轴。滑动的离合器将连接至车轮的输出轴承受的扭矩传递至内燃发动机的曲轴。曲轴的运动被保持，直到曲轴已经使活塞到达针对于即将到来的第一次点火的最佳位置为止。
10.在一个实施方式中，在活塞的定位完成之后，离合器被完全地断开。因此，内燃发
动机的活塞可以保持处于设定状态，因此点火可以在内燃发动机启动时立即发生。
11.在进一步拓展中，混合动力断开式离合器用作将内燃发动机与电动马达断开连接或连接的离合器，其中，在纯电动驱动期间，内燃发动机由电动马达重新启动。由于在这种混合动力传动系中，内燃发动机还经由曲轴直接地连接至混合动力断开式离合器，因此可以容易地调节内燃发动机的活塞的位置。
12.有利地，混合动力断开式离合器将内燃发动机与布置在输出侧的第一电动马达分离或连接，并且将由内燃发动机和/或第一电动马达输出的扭矩转发至混合动力车辆的驱动轮，其中，布置于内燃发动机侧并且以内燃发动机的速度永久地连接至未点燃的内燃发动机的第二电动马达被移动。在该实施方式中，其中，第二电动马达用于为第一电动马达提供能量，这不构成启动内燃发动机的障碍。
13.在一个实施方式中，在通过第一电动马达进行的混合动力车辆的电动驱动期间，滑动的混合动力断开式离合器使未点燃的内燃发动机加速，直到内燃发动机第一次点火为止。因此，在这种混合动力系统中，在内燃发动机的活塞已经被定位之后，其被简单地点火。
附图说明
14.本发明允许许多实施方式。将参照附图中所示的各个图更详细地说明这些实施方式中的一个实施方式。
15.在这些图中：
16.图1示出了用于实现根据本发明的方法的第一示例性实施方式。
17.图2示出了用于实现根据本发明的方法的第二示例性实施方式。
18.图3示出了根据本发明的方法的示例性实施方式。
具体实施方式
19.图1示出了以常规的混合动力传动系的形式执行根据本发明的方法的第一示例性实施方式。内燃发动机1经由其曲轴2连接至混合动力断开式离合器3。电动马达4连接至混合动力断开式离合器3。混合动力断开式离合器3同时联接至变速器5，该变速器将由驱动马达1和4传递的驱动扭矩传递至驱动轮6。
20.图2示出了车辆的混合动力传动系7的另一示例性实施方式。在该混合动力传动系7中，代替变速器，在内燃发动机1与驱动轮6之间布置有提供第一驱动扭矩的第一电动马达4。第一电动马达4经由混合动力断开式离合器3联接至第二电动马达8，该第二电动马达又刚性地连接至内燃发动机1。内燃发动机1的曲轴2出于共同旋转的目的连接至第二电动马达8的转子12。第二电动马达8和内燃发动机1可以与驱动轮6连接在一起。第二电动马达8和内燃发动机1连接至混合动力断开式离合器3的离合器输入端9。当混合动力断开式离合器3闭合时，第二电动马达8可以传递第二驱动扭矩，并且内燃发动机1可以一起将第三驱动扭矩传递至驱动轮6。
21.第一电动马达4的提供第一驱动扭矩的转子11连接至混合动力断开式离合器3的离合器输出端10。转子11出于共同旋转的目的连接至离合器输出端10并且还连接至驱动轮6。
22.第一电动马达4、第二电动马达8和内燃发动机1串联连接，并且混合动力断开式离
合器3操作性地布置在第一电动马达4与内燃发动机1之间以及布置在第一电动马达4与第二电动马达8之间。如果混合动力断开式离合器3闭合，则第一电动马达4可以将第一驱动扭矩递送至驱动轮6并且第二电动马达8可以将第二驱动扭矩递送至该驱动轮。内燃发动机1是否提供第三驱动扭矩以及是否在混合动力断开式离合器3闭合时还将该第三驱动扭矩递送至驱动轮6取决于内燃发动机1的旋转速度。
23.当至少第二电动马达8提供第二驱动扭矩时，内燃发动机1以第一旋转速度旋转。如果第一旋转速度低于内燃发动机1的空转速度，则电动马达2自由地运行并且内燃发动机1被拖曳。存在有内燃发动机1的拖曳扭矩，该拖曳扭矩抵消第二驱动扭矩。
24.当第一旋转速度对应于或高于内燃发动机1的空转速度时，内燃发动机1会被主动地操作并且提供第三驱动扭矩。第三驱动扭矩与第一驱动扭矩相加并且在第二电动马达8也被操作的情况下还与第二驱动扭矩相加以形成总驱动扭矩，该总驱动扭矩存在于驱动轮6处以用于当混合动力断开式离合器3闭合时驱动混合动力车辆。
25.图1和图2中描述的混合动力传动系可以用来设定内燃发动机1的活塞在内燃发动机1启动之前的位置。将参照图3更详细地说明该过程。图3a示出了随着时间t的车辆速度v，而在图3b中示出了随着时间t的内燃发动机1的速度n。图3c示出了混合动力断开式离合器3的随着时间t的离合器位置δs。假设车辆处于运动中且驾驶员释放加速器踏板并且发动机控制装置关闭内燃发动机1以便于开始滑行过程。这种状态由三个图3a至图3c中的竖向线a示出。直到时间点t1，车辆以恒定速度v行驶，内燃发动机1在混合动力断开式离合器3闭合的情况下以近似恒定速度n运行。在时间t1(线a)处，混合动力断开式离合器3断开。当内燃发动机1关闭时，内燃发动机的速度n逐渐地减小，这导致向混合动力断开式离合器3断开接合的滑行模式的过渡。在下文中，术语“滑行”应被理解为是指混合动力断开式离合器的自动断开，特别是在车辆行驶期间，其中，在这些滑行阶段中附加地选择关闭内燃发动机1。滑行的目的是使内燃发动机1与传动系断开联接以避免该内燃发动机的拖曳扭矩作为损失扭矩，这导致燃料节省。
26.如图3b中所示，断开的混合动力断开式离合器3使内燃发动机1与传动系断开联接并且允许停止运行。车辆现在处于滑行状态。在内燃发动机1的速度已经达到0值之后，混合动力断开式离合器3通过在时间t2处沿闭合方向滑动而被致动(图3c)。由于车辆的运动，车辆的动能被用来经由混合动力断开式离合器3的连接至车辆的车轮的输出轴驱动内燃发动机1的曲轴，直到内燃发动机1的活塞被设定在预定位置为止。如果到达该预定位置，则混合动力断开式离合器3再次完全地断开(时间t3)。内燃发动机1的活塞现在被最佳地定位，由此缩短了内燃发动机1第一次点火之前的时间。
27.该解决方案不限于混合动力汽车，而是还可以在仅具有内燃发动机和自动离合器的常规动力传动系中使用，因为自动离合器始终配备有电子控制装置。
28.附图标记列表
29.1内燃发动机 2曲轴 12混合动力断开式离合器 4电动马达 5变速器 6驱动轮 7混合动力传动系 8电动马达 9离合器输入端 10离合器输出端 11转子 12转子 v车辆速度 t时间 δs离合器行程 n内燃发动机的速度。