DE19705610A1

DE19705610A1 - Starting- or drive-unit for motor vehicle IC engine

Info

Publication number: DE19705610A1
Application number: DE19705610A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Bolenz; Siegfried Dr Schustek; Udo Dr Bondroit
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1997-12-04

Abstract

The engine (12) has at least two starting methods, a starter with a START-

Description

State of the art

Die Erfindung bezieht sich auf eine Start- bzw. Antriebsein heit für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruches. Eine derartige Antriebseinheit ist bekannt (DE 30 48 972 C2).The invention relates to a start or drive unit for an internal combustion engine of the genus Main claim. Such a drive unit is known (DE 30 48 972 C2).

Neue Fahrzeugkonzepte, die insbesondere hinsichtlich Umwelt schutz und Kraftstoffverbrauch optimiert sind, werden bevor zugt so ausgelegt, daß die Brennkraftmaschine bei Fahrzeug stillstand, z. B. an einer Ampel und während Betriebsphasen, in denen kein antreibendes Moment von der Brennkraftmaschine gefordert wird, abgestellt wird. Eine derartige Betriebs weise läßt sich durch eine START-STOP-Automatik (SSA) und SCHWUNG-NUTZ-Automatik (SNA) verwirklichen. Bei Fahrzeugen mit SSA erhöht sich die Anzahl der Starts gegenüber konven tionellen Fahrzeugen von 30 000 auf 200 000 und bei Fahrzeu gen mit SNA auf mehr als 400 000. Masseminimierte konventio nelle Starter (Anlasser) sind durch Sondermaßnahmen für ei nen SSA-Betrieb aufrüstbar. Problempunkt dabei bleibt aber das offene, ungeschmierte Getriebe mit dem Starter-Ritzel und dem Zahnkranz, in den das Ritzel während des Startens eingespurt werden muß. Für höhere Start-Zahlen ist eine sol che Lösung nicht mehr tauglich. Eine Abhilfe wäre ein öl benetzter Zahnkranz.New vehicle concepts, particularly with regard to the environment Protection and fuel consumption are optimized before trains designed so that the internal combustion engine in the vehicle standstill, e.g. B. at a traffic light and during operating phases, in which there is no driving moment from the internal combustion engine is requested, is turned off. Such an operating can be started by an automatic START-STOP (SSA) and Realize SWING-USE automatic (SNA). For vehicles SSA increases the number of starts compared to conventional tional vehicles from 30,000 to 200,000 and vehicles gen with SNA to more than 400,000. Mass minimized conventions nelle starters (starters) are through special measures for egg SSA operation can be upgraded. The problem remains the open, unlubricated gear with the starter pinion and the sprocket, in which the pinion during starting must be engaged. For higher starting numbers is a sol The solution is no longer suitable. One remedy would be an oil wetted ring gear.

Beim eingangs genannten Stand der Technik wird eine Impuls-Startanlage vorgeschlagen, die verschleiß- und geräuscharm ist. Hierbei wird die erforderliche Startenergie in einem Schwungrad gespeichert, das frei drehbar auf der Kurbelwelle gelagert ist. Für den Start der Brennkraftmaschine wird durch Schließen der motorseitigen Kupplung der Motor auf ei ne ausreichend hohe Drehzahl hochgerissen.In the state of the art mentioned at the beginning, an impulse starting system is used suggested the wear and noise is. Here, the required starting energy in one Flywheel stored, which rotates freely on the crankshaft is stored. For the start of the internal combustion engine by closing the engine-side clutch the engine on egg ne sufficiently high speed torn up.

Für Erststarts bei extrem niederen Temperaturen ergeben sich nicht akzeptable lange Aufziehzeiten für das Schwungrad. Für Wiederholstarts bei warmer Brennkraftmaschine, z. B. an der Ampel oder am Ende einer Schubphase würden sich ebenfalls nicht akzeptable Aufziehzeiten ergeben, wenn ein Auslaufen des Schwungrades bis zum Stillstand zugelassen würde.For first starts at extremely low temperatures unacceptable long winding times for the flywheel. For Repeat starts with a warm internal combustion engine, e.g. B. at the Traffic lights or at the end of an overrun phase would also change unacceptable winding times result when leakage the flywheel would be allowed to stand still.

Das gleiche Problem liegt auch bei einer Bauart vor, wie sie in der DE 29 17 139 A1 beschrieben ist. Bei dieser bekannten Antriebseinheit ist eine Schwungmasse der Kurbelwelle zu- und abschaltbar und kann die Brennkraftmaschine beim Verzö gern, beim Bremsen oder beim Schubbetrieb durch Unterbrechen des Antriebsstranges mit einer Minimum-Drehzahl, beispiels weise der Leerlauf-Drehzahl weiterlaufen lassen. Bei kurz zeitigen Stillständen, wie Ampelstops oder dergleichen, wird der Antriebsstrang zwar ebenfalls unterbrochen, hierbei wird aber die Brennkraftmaschine stillgesetzt, während die Schwungmasse weiterdreht und dann zum Wiederstarten der Brennkraftmaschine dieser über die Kupplung wieder zugekup pelt wird. Dabei ist es auch möglich, bei zu stark abgefal lener Schwungmassen-Drehzahl einen Elektromotor zu verwen den, um die Drehzahl der Schwungmasse auf einem bestimmten Drehzahlniveau zu halten.The same problem also exists with a type of construction as it does is described in DE 29 17 139 A1. In this known Drive unit is a flywheel mass of the crankshaft and can be switched off and the internal combustion engine during deceleration gladly, when braking or overrun by interrupting the drive train with a minimum speed, for example let the idle speed continue to run. In short early downtimes, such as traffic light stops or the like the drivetrain is also interrupted, in this case but the engine stopped while the Flywheel continues to rotate and then to restart the Internal combustion engine zuekup this over the clutch pelt is. It is also possible to fall off too much the flywheel speed to use an electric motor to the speed of the flywheel on a certain To keep speed level.

Insgesamt waren aber bei Verwendung eines klassischen Star ters (Anlasser) oder eines Impulsstarts über ein zuschalt bares Schwungrad die Forderungen für Wiederholstarts bezüg lich Startzeit, Geräuscharmut, Verschleiß, Lebensdauer und elektrischer Kapazität für die hohe geforderte Anzahl von 400 000 Startzyklen nur teilweise zu erfüllen.Overall, however, were using a classic star ters (starter) or an impulse start via a switch The flywheel meets the requirements for repeat starts Lich start time, low noise, wear, service life and electrical capacity for the high required number of 400,000 start cycles only partially to be met.

Advantages of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Antriebseinheit für eine Brennkraft maschine zu schaffen, die bei allen Startphasen selbsttätig die optimale Startmethode auswählt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstan des des Anspruchs 1 ergeben sich aus den Merkmalen der Un teransprüche sowie aus der Beschreibung und der Zeichnung.The object of the invention is to overcome this disadvantage avoid and a drive unit for an internal combustion engine to create a machine that is automatic during all start phases selects the optimal starting method. This task is carried out according to the invention solved by the characterizing features of Main claim. Advantageous further developments of the subject des of claim 1 result from the features of Un claims as well as from the description and the drawing.

So ist es z. B. gemäß dem Merkmal des Anspruches 2 von Vor teil, daß die äußeren Bedingungen unmittelbar an der Brenn kraftmaschine abgegriffen werden können, weil die Temperatur der Brennkraftmaschine das beste Indiz ist für die jeweili gen Startbedingungen.So it is z. B. according to the feature of claim 2 of before part that the external conditions directly on the focal Engine can be tapped because of the temperature the internal combustion engine is the best indication for the respective conditions.

Nach den Merkmalen des Anspruches 3 ergibt sich der Vorteil, daß in der Anlaufphase zwei Maschinen zur Erstellung der An drehkraft zur Verfügung stehen.According to the features of claim 3, there is the advantage that in the start-up phase two machines to create the An torque are available.

Das Merkmal des Anspruches 4 bewirkt, daß ein Kaltstart bei tiefen Temperaturen leichter durchzuführen ist. The feature of claim 4 causes a cold start at low temperatures is easier to carry out.

Gemäß dem Merkmal des Anspruches 5 ist es von Vorteil, daß im START-STOP-Betrieb und im SCHWUNG-NUTZ-Betrieb der kon ventionelle Anlasser geschont wird.According to the feature of claim 5, it is advantageous that in START-STOP mode and in SWING-USE mode the con conventional starter is spared.

Nach dem Merkmal des Anspruches 7 ist es vorteilhaft, wenn das Bordnetz nicht überansprucht wird.According to the feature of claim 7, it is advantageous if the electrical system is not overused.

Vorteilhaft ist es auch, wenn gemäß den Merkmalen des An spruches 8 der Starter/Generator als elektronisch kommu tierte Maschine ausgebildet ist, weil er dann - als Ersatz des Schwungrades - einer leistungsfähigen Stromerzeuger dar stellt, der das Bordnetz ausreichend mit Energie beliefern kann. Dadurch wird Batterie-Kapazität gespart. Außerdem ar beitet die Starter/Generator-Maschine weitgehend verschleiß frei.It is also advantageous if, according to the characteristics of the An Proverbs 8 the starter / generator as electronically commu trained machine, because then - as a replacement of the flywheel - a powerful power generator provides the vehicle electrical system with sufficient energy can. This saves battery capacity. In addition ar the starter / generator machine largely wears out free.

Nach dem Merkmal des Anspruches 9 ist dabei auch die Verwen dung eines Vorgeleges von Vorteil, weil damit die Star ter/Generator-Maschine kleiner und leichter ausgebildet wer den kann.According to the feature of claim 9 is the use an additional gear, because it is the star ter / generator machine who is made smaller and lighter that can.

Gemäß den Merkmalen des Anspruches 10 ist es ebenfalls von Vorteil, daß der Generator auch durch die Energie des rol lenden Fahrzeuges antreibbar ist. So kann auch die kine tische Energie des Fahrzeugs zur zusätzlichen Versorgung des Bordnetzes genutzt werden.According to the features of claim 10, it is also of Advantage that the generator is powered by the energy of the rol ling vehicle is drivable. So can the kine tical energy of the vehicle for additional supply of the Electrical system are used.

Schließlich ist nach dem Anspruch 11 auch der Vorteil gege ben, daß die Eigenheiten eines automatisierten Getriebes voll genutzt werden, indem der für eine Stromerzeugung je weils günstigste Gang selbsttätig eingelegt wird.Finally, according to claim 11, there is also the advantage ben that the peculiarities of an automated transmission can be fully used by generating electricity because cheapest gear is engaged automatically.

drawing

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie ein Ausfüh rungsbeispiel nach dem Stand der Technik sind in der Zeich nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik, Fig. 2 eine erste Ausführung der Er findung, Fig. 3 eine zweite Ausführung der Erfindung und Fig. 4 eine dritte Ausführung der Erfindung.Three exemplary embodiments of the invention and an exemplary embodiment according to the prior art are shown in the drawing and are explained in more detail in the description below. In the drawings: Fig 1 shows an embodiment according to the prior art, Figure 2 shows a first embodiment of he invention, Figure 3 shows a second embodiment of the invention, and Figure 4 shows a third embodiment of the invention.....

Description of the embodiments

Die Fig. 1 zeigt eine Antriebseinheit 1 mit einer Brenn kraftmaschine 2 und einem automatisierten Schaltgetriebes (ASG) 3, das eine Eingangswelle 4 hat, die durch eine Kupp lung 5 von der Brennkraftmaschine 2 antriebsmäßig getrennt werden kann. Die Betätigung der Kupplung 5 und der Gangwahl erfolgt geschwindigkeits- bzw. drehzahlabhängig von einem elektrischen Steuergerät 6 über nicht dargestellte Servos. Außerdem ist ein Generator 7 vorgesehen, der über einen Rie mentrieb 8 auf der im Bild linken Seite der Brennkraftma schine 2 angetrieben wird. Ein als konventioneller Schub schraubtrieb-Anlasser ausgebildeter Starter 9 liegt auf der anderen (rechten) Seite der Brennkraftmaschine 2; er kann bei Bedarf die Brennkraftmaschine 2 über einen Zahnkranz 10 andrehen und starten. Die Ansteuerungen des Steuergerätes 6 und des Starters 9 sind nicht dargestellt. Unter dem Zahn kranz 10 ist eine Schwungscheibe angeordnet. Fig. 1 shows a drive unit 1 with an internal combustion engine 2 and an automated gearbox (ASG) 3 , which has an input shaft 4 , which can be separated in terms of drive by a clutch 5 from the engine 2 . The clutch 5 and the gear selection are actuated as a function of speed or speed by an electrical control unit 6 via servos (not shown). In addition, a generator 7 is provided which is driven via a belt drive 8 on the left side of the engine 2 in the picture. A starter 9 designed as a conventional thrust screw drive starter lies on the other (right) side of the internal combustion engine 2 ; if necessary, he can turn on and start the internal combustion engine 2 via a ring gear 10 . The controls of the control unit 6 and the starter 9 are not shown. A flywheel is arranged under the toothed rim 10 .

In der Fig. 2 ist eine Antriebseinheit 11 für eine Brenn kraftmaschine 12 dargestellt, die ebenfalls einen konventio nellen Starter 13 hat. Hier ist mit der Bezugszahl 14 eine elektronisch kommutierte Schwungradmaschine (SRM) verwendet, die sowohl als Starter als auch als Generator arbeiten kann. Die Ansteuerung des Starter/Generators 14 übernimmt ein Steuergerät 15. Dabei ist gemäß der Erfindung die Arbeits weise der Antriebseinheit 11 so festgelegt, daß bei Brenn kraftmaschinen-Temperaturen unter 30°-40°C der Anlasser 13 und der Starter/Generator 14, als Motor betrieben, die Starterfunktion gemeinsam erbringen. Bei höheren Temperatu ren über 40°C wird die Startfunktion allein von dem ver schleißfreien Starter/Generator 14 übernommen. Ein automati siertes Schaltgetriebe 16 ist durch eine geöffnete Kupplung 17 während des Startvorganges von dem Starter/Generator 14 getrennt. Über eine gestrichelt eingezeichnete Steuerleitung 18 wird die jeweilige Stellung des automatisierten Schaltge triebes 16 einem Steuergerät 15 mitgeteilt. Außerdem ver läuft vom Steuergerät 15 eine Leitung zu einem Temperatur fühler 19 an der Brennkraftmaschine 12.In Fig. 2, a drive unit 11 for an internal combustion engine 12 is shown, which also has a conventional starter 13 . An electronically commutated flywheel machine (SRM) is used here with the reference number 14 , which can work both as a starter and as a generator. A starter 15 controls the starter / generator 14 . Here, according to the invention, the way of working of the drive unit 11 is determined so that at internal combustion engine temperatures below 30 ° -40 ° C. the starter 13 and the starter / generator 14 , operated as a motor, perform the starter function together. At higher temperatures over 40 ° C, the start function is taken over by the wear-free starter / generator 14 alone. An automatic transmission 16 is separated by an open clutch 17 during the starting process from the starter / generator 14 . The respective position of the automated Schaltge gear 16 is communicated to a control unit 15 via a control line 18 shown in broken lines. In addition, a line runs from the control unit 15 to a temperature sensor 19 on the internal combustion engine 12 .

Die Fig. 3 zeigt eine Antriebseinheit 21 für eine Brenn kraftmaschine 22 mit einem konventionellen Starter 23 und einer elektronisch kommutierten Starter/Generator-Maschine 24, die auf einer Getriebeeingangswelle 25 angeordnet ist, d. h., die Starter/Generator-Maschine 24 befindet sich in der Zeichnung rechts von einer Kupplung 26. Auch diese Maschine 24 stellt mit ihrem Rotor ein Schwungrad der Brennkraft maschine 22 dar. Ein Temperaturfühler trägt die Bezugszahl 29. Fig. 3 shows a drive unit 21 for an internal combustion engine 22 with a conventional starter 23 and an electronically commutated starter / generator machine 24 which is arranged on a transmission input shaft 25 , that is, the starter / generator machine 24 is located in the Drawing to the right of a clutch 26 . This machine 24 also represents a flywheel of the internal combustion engine 22 with its rotor. A temperature sensor bears the reference number 29 .

Bei Brennkraftmaschinen-Temperaturen unter 30°-40° erbrin gen der konventionelle Starter 23 und die Starter/Generator-Maschine 24 als Motor betrieben, gemeinsam die Starterfunk tion. Bei höheren Brennkraftmaschinen-Temperaturen über 40°C wird die Starterfunktion allein von der weitgehend verschleißfrei arbeitenden Starter/Generator-Maschine 24 übernommen. Damit das möglich ist, muß die Kupplung 26 ge schlossen sein und ein automatisiertes Schaltgetriebe 27 (ASG) muß in Neutralstellung stehen. Ein Steuergerät trägt hier die Bezugszahl 28. At internal combustion engine temperatures below 30 ° -40 °, the conventional starter 23 and the starter / generator machine 24 operate as a motor, together the starter function. At higher internal combustion engine temperatures above 40 ° C, the starter function is taken over solely by the starter / generator machine 24 , which operates largely without wear. In order for this to be possible, the clutch 26 must be closed and an automated manual transmission 27 (ASG) must be in the neutral position. A control unit has the reference number 28 here .

Die Fig. 4 behandelt schließlich eine Antriebseinheit 31 einer Brennkraftmaschine 32, bei der eine elektronisch kom mutierte Starter/Generator-Maschine 33 über ein Vorgelege 34 von einem automatisierten Schaltgetriebe 35 oder von einer Zwischenwelle aus dem Getriebe heraus oder mit dem Antriebs strang verbunden ist. Auch eine zur Getriebeeingangswelle konzentrische Anordnung ist denkbar. Ein Steuergerät hat die Bezugszahl 36 und ein Temperaturfühler die Bezugszahl 39. Die Starter/Generator-Maschine 33 ist gerade so ausgebildet, wie die Starter/Generator-Maschine 24 nach der Fig. 3. Fig. 4 finally deals with a drive unit 31 of an internal combustion engine 32 , in which an electronically mutated starter / generator machine 33 is connected via a countershaft 34 from an automated manual transmission 35 or from an intermediate shaft from the transmission or to the drive train. An arrangement concentric with the transmission input shaft is also conceivable. A control unit has reference number 36 and a temperature sensor has reference number 39 . The starter / generator machine 33 is designed just like the starter / generator machine 24 according to FIG. 3.

Bei Brennkraftmaschinen-Temperaturen unter 30°-40°C er bringen ein konventioneller Starter 37 und die Star ter/Generator-Maschine 33 als Motor betrieben, gemeinsam die Startfunktion. Bei höheren Brennkraftmaschinen-Temperaturen wird die Startfunktion allein von der weitgehend verschleiß frei arbeitenden Starter/Generator-Maschine 33 übernommen. Damit das in diesem Fall möglich ist, muß eine Kupplung 38 geschlossen sein und das automatische Schaltgetriebe 35 muß in Neutralstellung stehen kann. Insgesamt gesehen ist zu den Antriebseinheiten 11, 21 und 31 nach den Fig. 2, 3 und 4 zu sagen, daß für Starts bei Brennkraftmaschinen-Temperatu ren unter 30°-40°C die Schwungrad-Maschine SRM im Motor betrieb für ca. die Hälfte des Schleppmomentes des konven tionellen Starters (Anlasser) nach der Fig. 1 bei einer Kaltstartgrenztemperatur von -25 bis -28°C ausgelegt werden muß. Der konventionelle Starter 13, 23 und 36 der Ausführun gen nach den Fig. 2, 3 und 4 seinerseits übernimmt die andere Hälfte im Kaltstartfall. Auf diese Weise lassen sich die Baugröße sowohl des konventionellen Starters (Anlasser) als auch die Baugröße der Schwungrad-Maschine bzw. der Star ter/Generator-Maschine deutlich reduzieren. Entsprechendes gilt auch für die Leistungselektronik im Steuergerät 15, 28 und 36, da nur noch etwa halb so große Ströme wie bei einem Schwungrad-Starter-Generator für das volle Startmoment kom mutiert werden müssen. Außerdem bietet sich die Möglichkeit, den konventionellen Starter (Anlasser) hoch untersetzt, d. h. überwiegend für die Kaltstartgrenztemperaturen von -25° bis -28°C, auszulegen und die Hochlaufunterstützung der elek tronisch kommutierten Starter/Generator-Maschine 24, 33 zu überlassen. Dies bedeutet eine weitere Verkleinerung des konventionellen Starters. Im Vergleich zu den konventionel len Starter 9 nach der Fig. 1 reduziert sich die Schaltzahl für die konventionellen Starter 12, 23 und 37 der Fig. 2, 3 und 4 deutlich auf jeweils nur die Starts pro Fahrt, bei denen die Motortemperatur noch unter 30°-40°C liegt.At internal combustion engine temperatures below 30 ° -40 ° C he bring a conventional starter 37 and the starter / generator machine 33 operated as a motor, together the start function. At higher internal combustion engine temperatures, the starting function is performed solely by the starter / generator machine 33 , which is largely free of wear. So that this is possible in this case, a clutch 38 must be closed and the automatic transmission 35 must be in the neutral position. Overall, it can be said about the drive units 11 , 21 and 31 according to FIGS. 2, 3 and 4 that for starts at internal combustion engine temperatures below 30 ° -40 ° C. the flywheel machine SRM in the engine operated for approx Half of the drag torque of the conventional starter (starter) according to FIG. 1 at a cold start limit temperature of -25 to -28 ° C must be designed. The conventional starter 13 , 23 and 36 of the versions according to FIGS. 2, 3 and 4 in turn takes over the other half in the event of a cold start. In this way, the size of both the conventional starter (starter) and the size of the flywheel machine or the starter / generator machine can be significantly reduced. The same also applies to the power electronics in the control unit 15 , 28 and 36 , since only about half the currents as in a flywheel starter generator have to be mutated for the full starting torque. In addition, there is the possibility of designing the conventional starter (starter) with a high gear ratio, ie predominantly for the cold start limit temperatures of -25 ° to -28 ° C, and leaving the start-up support to the electronically commutated starter / generator machine 24 , 33 . This means a further downsizing of the conventional starter. In comparison to the conventional starters 9 according to FIG. 1, the number of operations for the conventional starters 12 , 23 and 37 of FIGS. 2, 3 and 4 is significantly reduced to only the starts per trip in which the engine temperature is still below 30 ° -40 ° C.

Eine Schwungrad-Maschine, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist, kann in den meisten Fällen nicht mit einer heute üb lichen 12-Volt-Batterie dargestellt werden wegen der hohen Spannungsabfälle an den Leistungshalbleitern bei den sehr hohen Strömen. Es wäre ein Übergang auf ein 24-Volt-Bordnetz erforderlich.A flywheel machine, as shown in FIG. 2, can in most cases not be represented with a conventional 12 volt battery due to the high voltage drops on the power semiconductors at the very high currents. A transition to a 24-volt electrical system would be required.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 und 4 sind 12-Volt-Lösungen noch realisierbar. Die Starter/Generator-Maschine nach der Fig. 4 kann, bedingt durch das Vorgelege 34, kleiner und leichter ausgeführt werden. Dabei sind bei Ausnutzung der heute beherrschbaren Schleuderdrehzahlen Vor gelege-Übersetzungen von 2,5 bis 3 möglich. Allerdings wer den dann an die Synchronisation des Getriebes höhere Anfor derungen als heute gestellt. Der Grund ist das höhere wirk same Trägheitsmoment der übersetzten Starter/Generator-Ma schine 33 gegenüber einer Ausführung nach der Fig. 3. Bei den Bauarten nach den Fig. 3 und 4 muß das Schwungrad der Starter/Generator-Maschine 24 bzw. 33 ein ausreichendes Min destträgheitsmoment aufweisen, damit während der Kupplungs vorgänge die Brennkraftmaschine 22 bzw. 32 nicht abstirbt. Laststöße während des Schaltens in den Antriebsstrang und die Beanspruchung der Synchronisation lassen sich durch eine Entregung des Generators während des Schaltvorganges redu zieren. Eine aktive Synchronisation ist ebenfalls denkbar. Bei der Ausführung nach der Fig. 2 kann das Rotorträgheits moment des Starter/Generators 14 voll das des Schwungrades nach der Bauart nach der Fig. 1 ersetzen.In the embodiments according to FIGS. 3 and 4 are 12-volt solutions still feasible. The starter / generator machine according to FIG. 4 can be made smaller and lighter due to the intermediate gear 34 . When using the currently controllable spin speeds, pre-gear ratios of 2.5 to 3 are possible. However, who then placed higher demands on the synchronization of the transmission than today. The reason is the higher effective same moment of inertia of the translated starter / generator Ma machine 33 compared to an embodiment according to FIG. 3. In the types according to FIGS. 3 and 4, the flywheel of the starter / generator machine 24 and 33 must have sufficient minimum moment of inertia so that the internal combustion engine 22 or 32 does not die during the coupling processes. Load surges during the shifting in the drive train and the stress of the synchronization can be reduced by de-excitation of the generator during the shifting process. Active synchronization is also conceivable. In the embodiment of FIG. 2, the rotor inertial moment of the can / generator 14 fully replace the starter of the flywheel according to the design according to FIG. 1.

Die Starter/Generator-Maschine 24 bzw. 33 kann aufgrund ih rer Baugröße im Generatorbetrieb im Vergleich zu konventio nellen Generatoren höhere Ströme bei vergleichsweise gutem Wirkungsgrad ins Bordnetz liefern. Für konventionellen Be trieb wäre eine Schwung-Rad-Maschine für die volle Starter leistung ausgelegt im Generatorbetrieb bei kleinen Fahrzeu gen bis hin zur Mittelklasse weit überdimensioniert. Trotz dem kann auch eine solche Maschine beim START-STOP-Betrieb (SSA) nur in Verbindung mit einer größeren Batterie für eine ausglichene Ladebilanz sorgen, da der elektrische Energie verbrauch während ca. 1/3 der Fahrzeit aus der Batterie ge deckt werden muß. Beim SCHWUNG-NUTZ-Betrieb verschlechtert sich die Situation noch weiter, da die Brennkraftmaschine bis zu 2/3 der Fahrzeit stillstehen kann, wenn man zusätz lich von einem 1/3 Rollen ohne laufende Brennkraftmaschine ausgeht.The starter / generator machine 24 or 33 can deliver higher currents with comparatively good efficiency in the on-board electrical system due to their size in generator operation in comparison to conventional generators. For conventional operation, a flywheel machine would be designed for full starter performance in generator mode for small vehicles up to the middle class. Despite this, such a machine can only ensure a balanced charge balance in connection with a larger battery in START-STOP mode (SSA), since the electrical energy consumption must be covered from the battery for approx. 1/3 of the driving time. In SCHWUNG-NUTZ operation, the situation worsens even further, since the internal combustion engine can stand still for up to 2/3 of the driving time if one assumes a 1/3 roll without the internal combustion engine running.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 ergibt sich von der Auslegung her ohnehin schon ein sehr starker Generator, damit er für einen START-STOP-Betrieb ausreichend ist. Beim Übergang auf SCHWUNG-NUTZ-Betrieb kann, wenn überhaupt, nur in Verbindung mit einer Verbraucherabschaltung und einer deutlich größeren Batterie eine ausgeglichene Ladebilanz er reicht werden.In the embodiment according to FIG. 2, the design already results in a very powerful generator so that it is sufficient for a START-STOP operation. When switching to SCHWUNG-NUTZ operation, if at all, a balanced charge balance can only be achieved in conjunction with a consumer shutdown and a significantly larger battery.

Wesentlich günstiger stellt sich dieses Problem bei den Aus führungsbeispielen nach Fig. 3 und 4. Hier wird der Gene rator, der das Trägheitsmoment des Schwungrades darstellt durch die kinetische Energie des rollenden Fahrzeugs ange trieben. Durch das automatisierte Getriebe (ASG) kann wäh rend der Rollphase bei offener Schaltkupplung sogar noch für eine günstige Drehzahl der Getriebeeingangswelle bzw. der Generatorwelle durch selbsttätiges Einlegen des günstigsten Ganges gesorgt werden, so daß gute Generatorwirkungsgrade erreichbar sind.This problem is much more favorable in the exemplary embodiments according to FIGS . 3 and 4. Here, the generator, which represents the moment of inertia of the flywheel, is driven by the kinetic energy of the rolling vehicle. The automated transmission (ASG) can even provide a favorable speed of the transmission input shaft or the generator shaft by automatically engaging the cheapest gear during the roll phase with the clutch engaged, so that good generator efficiencies can be achieved.

Insgesamt ergibt sich gegenüber einer Schwungradmaschinen-Anlage nach der Fig. 2 bei den Lösungen nach den Fig. 3 und 4 für die volle Startleistung eine vergleichsweise leichte, noch vertretbar voluminöse, aber kostengünstige hy bride Startanlage, welche eine gute Generatorfunktion in Verbindung mit einer etwas vergrößerten Batterie mit ab deckt.Overall, compared to a flywheel machine system according to FIG. 2, the solutions according to FIGS. 3 and 4 for the full starting power result in a comparatively light, still reasonably voluminous, but inexpensive hy bride starting system, which has a good generator function in connection with a little enlarged battery with covers.

Claims

1. Drive or starting unit for an internal combustion engine ( 12 , 22 , 32 ) of a motor vehicle with at least two starting methods and with a starting device which is equipped with a swing-automatic system, and with a clutch ( 17 , 26 , 38 ) between the drive shaft of the internal combustion engine ( 12 , 22 , 32 ) and a manual transmission ( 16 , 27 , 35 ), as well as with an electrical control unit ( 15 , 28 , 36 ) for receiving and outputting switching signals for the drive unit and that Manual transmission, characterized in that the manual transmission ( 16 , 27 , 35 ) is an automated manual transmission, that further the starting device from a conventional starter ( 13 , 23 , 37 ) in combination with a starter / generator ( 14 , 24 , 33 ) exists and that the operation of the drive unit ( 11 , 21 , 31 ) is dependent on external conditions, in which either the conventional starter ( 13 , 23 , 37 ) or the starter / generator ( 14 , 24 , 33 ) or both can be activated together.

2. Drive unit according to claim 1, characterized in that the external conditions are the respective temperature sensors of the internal combustion engine ( 12 , 22 , 32 ) measured by a temperature sensor ( 19 , 29 , 39 ).

3. Drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that, when the internal combustion engine is cold ( 12 , 22 , 32 ), the conventional starter ( 13 , 23 , 37 ) and the starter / generator ( 14 , 24 , 33 ) together have the starter function he bring.

4. Drive unit according to claim 3, characterized in that the conventional starter ( 13 , 23 , 37 ) is geared up for the cold start.

5. Drive unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that at an internal combustion engine temperature above 30 ° -40 ° C, the starter function can be provided solely by the starter / generator ( 14 , 24 , 33 ).

6. Drive unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the starter / generator ( 14 ) between the clutch ( 17 ) and the internal combustion engine ( 12 ) is arranged.

7. Drive unit according to claim 6, characterized in that with installed SWING-UTILITY automatic a temporary Consumer shutdown is provided.

8. Drive unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the starter / generator is designed as an electronically commutated starter / generator machine ( 24 ) and is arranged between the clutch ( 26 ) and the automated transmission ( 27 ).

9. Drive unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the starter / generator is designed as an electronically commutated starter / generator machine ( 33 ) and is connected to a countershaft ( 34 ) which before the automatic transmission ( 35 ) is arranged in the drive train.

10. Drive unit according to claim 8 or 9, characterized in that the generator of the electronically commutated starter / generator machine ( 24 , 33 ) can be driven both by the internal combustion engine ( 22 , 32 ) and by the energy of the rolling vehicle .

11. Drive unit according to one of claims 8 to 10, characterized in that the automated manual transmission ( 27 , 35 ) is switched so that the gear suitable for a favorable efficiency of the generator can be engaged during the rolling phase of the vehicle.