[发明专利]用于起动设置在车辆中的内燃机的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于起动设置在车辆中的内燃机的装置和方法。为了起动内燃机设有：一个电动机，该电动机构成为用于至少暂时地驱动内燃机，以及一个第一储能器单元，该储能器单元构成为用于储存电能。

背景技术

目前在汽车制造中可以使用不同地构建的内燃机。内燃机在其结构上互相区分的一个特征是点火起动的种类。因此存在自行点火式内燃机(柴油机)和外源点火式内燃机，这里流行最广的外源点火式内燃机是汽油机。另一个不同特征是气缸的数量。在汽车制造中，主要使用具有三、四、六、八或者十二缸的内燃机。

到目前为止为每种类型的内燃机都研发或者说设有独特的起动机和所属的特有的能量供应系统；两个部件都根据点火起动的种类和气缸的数量独特地进行设计。为此原因如下：不同类型内燃机分别对在起动过程期间由起动机接收的理想电功率和/或对在起动过程期间流经起动机的理想电流有不同的要求。此外，对于内燃机的相应类型，理想电功率和理想电流都与内燃机的运行温度有关地变化。在冷起动时，由起动机接收的电功率与热起动时不同。

另一个方面如下：不仅在装备有所谓的起动停止自动装置的车辆中，而且在混合动力车辆中都需要相对于传统车辆经改进的起动性能。借助一个起动停止自动装置在车辆停止时关闭内燃机。在混合动力车辆中为了推进不仅设有一个内燃机，而且设有一个电动机。已改进的起动性能与新的运行策略相关联，这些运行策略借助这种新型的车辆是有可能的或者说是需要的，并且这些运行策略导致对起动机在起动过程期间所接收的电功率以及对起动过程期间的舒适性的要改变的要求。

在一个传统的车辆中，起动机和所属的能量供应装置被设计为用于内燃机的第一次起动或者说初始起动，该第一次起动或者说首次起动在驾驶员进入车辆后在开始行驶时第一次触发。在第一次起动时不需要内燃机在短时间内提供定义的大的转矩。

在一辆具有起动停止自动装置的车辆中，除了第一次起动之外也进行内燃机的再起动和必要时的追加起动。不仅是在再起动时而且在追加起动时，内燃机与车辆的驱动轮首先都不存在有效技术上的连接，然而该连接紧接着即将存在。再起动和追加起动由安装车辆中的控制单元发起。当车辆静止状态中存在起动信号时，其中，在车辆静止状态中车辆静止并且内燃机静止或者具有处于切断转速与零值之间的发动机转速，则判断为应实施再起动。当车辆运动状态中存在发动机力矩需求时，其中，在车辆运动状态中车辆行驶并且内燃机静止或者具有处于切断转速与零值之间的发动机转速，则判断为应实施追加起动。不仅在车辆静止状态中而且车辆运动状态中都适合于，内燃机或者处于静止(发动机转速为零)或者实施衰减的发动机转动运动(发动机转速在切断转速与零之间)。在车辆静止状态中，车辆速度应优选具有零值。但是也可想到起动停止自动装置系统，在该起动停止自动装置系统中当车辆以不过大的速度、例如以3km/h或者以20km/h前进时能实施再起动。因此当在有条件的车辆运动状态中存在起动信号时，也可以判断为应实施再起动，其中，当车辆的速度小于一个阈值时，该阈值例如是3km/h或者20km/h，则存在有条件的车辆运动状态。在车辆运动状态中，车辆速度具有任意的不为零的值，该值优选明确大于20km/h并且例如处于50km/h或者70km/h或者明确更大的值。起动信号代表车辆紧接着即将起动，该起动应该从车辆静止状态开始。在此，优选是由驾驶员引起的起动。作为起动信号在此例如考虑一个代表驾驶员操纵离合器踏板的信号。但是备选地也可以是自动的、亦即与驾驶员无关地引入的起动。发动机力矩需求代表如下的转矩，该转矩可以由内燃机在当前的车辆运动状态中与驾驶员有关或者与驾驶员无关地进行调整。与驾驶员有关的要调整的转矩例如由于由驾驶员操纵油门踏板而产生。因此在这种情况下，发动机转矩需求可以是代表油门踏板操纵的参量。纵向调节系统例如可以产生与驾驶员无关的发动机转矩需求，其中，纵向调节系统例如可以是车距调节速度控制器(Abstandsregettempomaten)。该切断转速是内燃机的如下发动机转速，该发动机转速在内燃机脱开(ablegen)时、亦即例如通过操纵离合器与被驱动的车轮的有效连接中断时或者紧接其后地出现。切断转速在最开始可以等于空转转速，但是该切换转速根据运行状态也可以暂时处于空转转速之上。

内燃机的再起动和追加起动的区别于初始起动。在再起动时，例如在红绿灯处时，必须在最短时间之内通过发动机提供大的转矩，内燃机起动的比在初始起动时起动得更快。当内燃机在车辆运动状态中追加起动时，内燃机必须在最短时间之内提供与车辆运动状态相关的转矩，需要内燃机非常快的“猛增”到所期望的驱动转速(反射起动)。