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(11) | EP 1 586 765 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Verfahren und Steuersystem zum Positionieren einer Kurbelwelle beim Abstellen eines Verbrennmotors |
| (57) Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Steuersystem zum Ansteuern eines mit
einer Kurbelwelle (2) eines Verbrennungsmotors gekoppelten Elektromotors (4), um die
Kurbelwelle (2) auf einen Startwinkel zu positionieren, wobei das Steuersystem umfasst:
eine Erfassungseinrichtung (7) zum Empfangen und/oder Ermitteln eines Lagewinkels
und/oder der Drehzahl der Kurbelwelle (2); und eine Steuereinheit (5), die geeignet
ist, den Elektromotor (4) in einer Regelungsbetriebsart abhängig von der Drehzahl
der Kurbelwelle anzusteuern und die Kurbelwelle (2) nach einem Stoppen des Verbrennungsmotors
(1) auf den Startwinkel zu verfahren, so dass bei einem nachfolgenden Starten der
Verbrennungsmotor (1) von diesem Startwinkel heraus gestartet wird, wobei die Steuereinheit
(5) so gestaltet ist, um den Elektromotor (4) gemäß einer Steuerbetriebsart unterhalb
einer vorgegebenen Grenzdrehzahl in einem gesteuerten Betrieb unabhängig von der Drehzahl
anzusteuern, so dass die Kurbelwelle (2) auf den Startwinkel eingestellt wird. |
GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Steuersystem zum Positionieren einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
[0002] Verbrennungsmotoren müssen zum Starten mit Hilfe eines Starters z.B. in Form eines Elektromotors angeworfen werden, der mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors direkt oder indirekt gekoppelt ist. Die Kurbelwelle wird dann durch den Starter auf eine zum Anspringen des Verbrennungsmotors benötigte Motordrehzahl beschleunigt.
[0003] Je nach Lagewinkel der Kurbelwelle variiert das Startmoment, das der Starter anfänglich aufbringen muss. Insbesondere wenn sich ein Zylinder gerade im Verdichtungstakt befindet, bewirkt dies ein hohes Startmoment, das sich ungünstig auf das Startverhalten des Verbrennungsmotors auswirkt.
[0004] Um das Startverhalten des Verbrennungsmotors zu verbessern, ist aus der Druckschrift DE 198 17 497 Al der Anmelderin bekannt, die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors vor dem Starten auf einen bestimmten Startwinkel zu bringen, von dem ausgehend der Startvorgang durchgeführt wird. Auf diese Weise kann eine ungünstige Stellung der Kurbelwelle zu Beginn des Startens vermieden und die Startzeit des Verbrennungsmotors oder das anfängliche, beim Startvorgang durch den Starter zu überwindende Drehmoment verringert werden. Das Positionieren der Kurbelwelle kann nach dem Stoppen des Verbrennungsmotors oder vor dem Anlassen des Verbrennungsmotors durchgeführt werden.
[0005] Normalerweise werden zum Starten von Verbrennungsmotoren Anlasserelektromotoren verwendet, die mit Hilfe einer feldorientierten Regelung angesteuert werden. Es handelt sich bei diesen Elektromotoren insbesondere um Asynchron- bzw. Synchronmotoren. Solche Elektromotoren werden mit Hilfe einer Motorsteuerung betrieben, die zur Realisierung der feldorientierten Regelung als Eingangsgröße die Drehzahl des Rotors bzw. der Kurbelwelle benötigen.
[0006] Die Kurbelwelle ist dazu beispielsweise mit einem Lagesensor versehen, der den Lagewinkel der Kurbelwelle ermittelt und daraus die Drehzahl der Kurbelwelle bestimmt. Die Genauigkeit der bestimmten Drehzahl hängt jedoch davon ab, wie exakt der Lagewinkel durch den Lagesensor ermittelt wurde. Auch werden häufig Drehzahlsensoren vorgesehen, um die Drehzahl direkt zu erfassen.
[0007] In beiden Fällen ist die ermittelte Drehzahl relativ ungenau. Dies führt insbesondere bei geringen Drehzahlen der Kurbelwelle dazu, dass der relative Fehler sehr groß wird und eine feldorientierte Regelung zur Ansteuerung des Elektromotors nicht mehr möglich ist. Somit kann das aktive Positionieren der Kurbelwelle, insbesondere beim Stoppen des Verbrennungsmotors, kurz vor dem Stillstand der Kurbelwelle, mit Hilfe des Elektromotors nicht mehr zuverlässig durchgeführt werden.
[0008] Mit Hilfe von genaueren Sensoren zur Erfassung von Lagewinkel und/oder Drehzahl wäre es möglich, dieses Problem zu lösen. Es ist jedoch wünschenswert, die Kurbelwelle auf einen Startwinkel unter Beibehaltung der bisherigen Komponenten des Motorsystems zu positionieren.
[0009] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren sowie ein verbessertes Steuersystem zum Positionieren der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors zur Verfügung zu stellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
[0010] Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors auf einen Startwinkel mit Hilfe eines mit der Kurbelwelle gekoppelten Elektromotors. Der Elektromotor ist hierbei gemäß einer Regelungsbetriebsart mit einer feldorientierten Regelung abhängig von einer Drehzahl der Kurbelwelle ansteuerbar. Die Kurbelwelle wird nach einem Stoppen des Verbrennungsmotors auf den Startwinkel verfahren, um bei einem nachfolgenden Starten den Verbrennungsmotor von diesem Startwinkel heraus zu starten, wobei der Elektromotor unterhalb einer Grenzdrehzahl in einer Steuerbetriebsart unabhängig von der Drehzahl in einem Steuerbetrieb angesteuert wird, um den Startwinkel anzufahren.
[0011] Ein weiterer Aspekt betrifft ein Steuersystem zum Ansteuern eines mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors gekoppelten Elektromotors, um die Kurbelwelle auf einen gewünschten Startwinkel zu positionieren. Hierfür ist eine Erfassungseinrichtung zum Empfangen oder Ermitteln eines Lagewinkels und/oder der Drehzahl der Kurbelwelle und eine Steuereinheit vorgesehen, die geeignet ist, den Elektromotor in einer Regelungsbetriebsart mit einer feldorientierten Regelung abhängig von der Drehzahl der Kurbelwelle anzusteuern und die Kurbelwelle nach einem Stoppen des Verbrennungsmotors auf den Startwinkel zu verfahren, so dass bei einem nachfolgenden Starten der Verbrennungsmotor von diesem Startwinkel heraus gestartet wird. Die Steuereinheit ist so ausgebildet, um den Elektromotor gemäß einer Steuerbetriebsart unterhalb einer vorgegebenen Grenzdrehzahl in einem gesteuerten Betrieb unabhängig von der Drehzahl anzusteuern, so dass die Kurbelwelle auf den Startwinkel eingestellt wird.
[0013] Es wird vorgeschlagen, bei der Ansteuerung des Elektromotors zum Positionieren der Kurbelwelle auf den Startwinkel in einen Steuerbetrieb umzuschalten, so dass der Elektromotor unabhängig von der Drehzahl angesteuert wird. Dies ist vorteilhaft, da die Drehzahlerfassung und -auswertung bei herkömmlichen Motorsystemen in der Regel zu ungenau ist, um den Elektromotor bei kleinen Drehzahlen mit einer feldorientierten Regelung zu betreiben. Insbesondere bei sehr kleinen Drehzahlen, wie sie beispielsweise beim Auslaufen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors kurz vor dem Anhalten der Kurbelwelle auftreten, kann die Erfassungsungenauigkeit der Drehzahl dazu führen, dass die relative Abweichung sehr groß wird, so dass eine feldorientierte Motorregelung nicht mehr möglich ist, ohne erheblich Laufstörungen beim Betrieb des Elektromotors zu erhalten.
[0014] Das Verwenden der Steuerbetriebsart für den Elektromotor hat ferner den Vorteil, dass der Elektromotor unabhängig von der erfassten Drehzahl der Kurbelwelle betrieben wird. Dies ist möglich, indem der Elektromotor zur Erzielung einer vorbestimmten Drehmomentes mit einer bestimmten Ansteuerfrequenz sowie mit einer bestimmten Spannung bzw. Strom betrieben wird. Damit lässt sich der Elektromotor so betreiben, dass der Lagewinkel angefahren werden kann. Strom bzw. Spannung und Frequenz werden so gewählt, dass das aufgebrachte Drehmoment ausreichend ist, um ein Zurückdrehen des Verbrennungsmotors zu verhindern. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, die genaue Position des Verbrennungsmotors auch mit Lage-/Drehzahl-Sensoren zu bestimmen, die keine Links-/Rechtslauferkennung besitzen.
[0015] Weitere Merkmale der Erfindung sind den offenbarten Gegenständen und Verfahren entnehmbar oder sind für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen und den angefügten Zeichnungen ersichtlich.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[0016] Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft und anhand der angefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Startersystems für einen Verbrennungsmotor; und
Fig. 2 ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
[0017] In Figur 1 ist ein Motorsystem z. B. für ein Kraftfahrzeug veranschaulicht. Es weist z.B. einen nach dem Viertaktverfahren arbeitenden Vierzylinderverbrennungsmotor 1 auf, der Drehmomente über eine Kurbelwelle 2, zu weiteren (nicht gezeigten) Teilen eines Antriebssystems des Kraftfahrzeuges auf die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges überträgt.
[0018] Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist unmittelbar auf der Kurbelwelle 2 ein als Starter/Generator dienender Elektromotor 4, angeordnet. Der Elektromotor 4 weist einen fest mit der Kurbelwelle 2 verbundenen Rotor (nicht gezeigt) auf, sowie einen z. B. am Gehäuse des Verbrennungsmotors 1 abgestützten Stator (nicht gezeigt) auf. Der Elektromotor 4 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Asynchronmotor 4 ausgebildet, kann jedoch auch als Synchronmotor öder ähnliches ausgebildet sein.
[0019] Ein solcher Elektromotor 4 besitzt ein hohes Drehmoment für den Starterbetrieb. Bei anderen (nicht gezeigten) Ausführungsformen ist der Elektromotor 4 über ein Übersetzungsgetriebe mit der Kurbelwelle 2 gekoppelt, ggf. über ein zwischengeschaltetes Einspurgetriebe. Der Elektromotor 4 ist so ausgelegt, dass er zum Einstellen einer gewünschten Kurbelwinkelstellung das erforderliche Drehmoment in Laufrichtung des Verbrennungsmotors und außerdem beim Starten die erforderliche Startleistung zum direkten Antreiben der Kurbelwelle 2 auf die erforderliche Startdrehzahl aufbringen kann.
[0020] Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird der Elektromotor von einer Steuereinheit 5 angesteuert. Die Steuereinheit 5 umfasst eine Ansteuereinheit 6, um den Elektromotor 4 mit Hilfe von Ansteuersignalen, insbesondere mit Hilfe von PWM-Signalen (Pulsweitenmodulationssignale) anzusteuern. Die Ansteuersignale werden im Allgemeinen abhängig von der aktuellen Motordrehzahl, der gewünschten Solldrehzahl und/oder vom Lagewinkel des Rotors des Elektromotors 4 generiert. Die Steuereinheit 5 steuert des Weiteren den Vorgang zur Startwinkeleinstellung sowie den Startvorgang.
[0021] Von einem Lagesensor 7 der im gezeigten Ausführungsbeispiel an der Kurbelwelle angebracht ist, empfängt die Steuereinheit 5 den aktuellen Lagewinkel der Kurbelwelle. Der Lagesensor kann gemäß einer weiteren Ausführungsform auch in dem Elektromotor 4 integriert sein und z. B. als Hall-Effekt-Drehwinkelsensor ausgebildet sein, um den Rotorwinkel zu messen. Der gemessene Rotorwinkel entspricht aufgrund der direkten Kopplung des Rotors mit der Kurbelwelle 2, dem Lagewinkel.
[0022] Der Startvorgang des Verbrennungsmotors 1 wird in besonderer Weise vorbereitet: Nach Beendigung des Motorbetriebes, z. B. beim oder kurz nach dem Abschalten der Zündung des Kraftfahrzeugs steuert die Steuerungseinheit 5 den Elektromotor 4 über die Ansteuereinheit 6 so an, dass die Kurbelwelle 2 in eine für den nächsten Start günstige Kurbelwinkelstellung, den Startwinkel, gebracht wird. Hierbei führt der Elektromotor 4 die Kurbelwelle 2 des auslaufenden Verbrennungsmotors 1, um den gewünschten Startwinkel einzustellen.
[0023] Der Lagesensor 7 dient in erster Linie zur Lagewinkelerfassung. Er wird jedoch auch zur Drehzahlerfassung für vielfältige Funktionen innerhalb des Motorsystems insbesondere auch für die Einspritzsteuerung des Verbrennungsmotors verwendet. Die üblicherweise verwendeten Lagesensoren weisen in der Regel jedoch nur eine Genauigkeit auf, die für die herkömmlichen Funktionen ausreichend ist. Das Erreichen des Startwinkels kann durch eine Signalflanke des Lagesensors 7 angegeben werden. Insbesondere kann das Erreichen des Startwinkels durch ein CAN-Signal angegeben werden.
[0024] Der Elektromotor 4 wird üblicherweise in einer Regelungsbetriebsart (closed loop) betrieben, d.h. abhängig z.B. von der Drehzahl und der gewünschten SollDrehzahl werden die Ansteuersignale von der Ansteuereinheit 6 generiert. Wenn die Drehzahl der Kurbelwelle 2 bzw. der aktuelle Lagewinkel jedoch nur mit einer geringen Genauigkeit erfasst wird, führt dies vor allem bei kleinen Drehzahlen der Kurbelwelle 2 zu erheblichen relativen Fehlern, die ein präzises Betreiben des Elektromotors 4 in der Regelungsbetriebsart verhindern. Geringe Drehzahlen treten jedoch beim Auslaufen der Kurbelwelle kurz vor dem Stillstand auf. Dabei ist gerade beim Einstellen des Lagewinkels beim Auslaufen der Kurbelwelle nach dem Beendigen des Motorbetriebes ein besonders präzises Betreiben des Elektromotors 4 notwendig, um den Startwinkel einzustellen.
[0025] Die Steuereinheit 5 ist daher so gestaltet, dass sie beim Auslaufen des Verbrennungsmotors den Elektromotor 4 unterhalb einer Grenzdrehzahl in einer Steuerbetriebsart (open loop) betreibt. D.h. der Elektromotor 4 wird nicht länger in einer feldorientierten Regelung betrieben, die bei der Generierung der Ansteuersignale die aktuelle Rotordrehzahl berücksichtigt, sondern nun unabhängig von der aktuellen Drehzahl mit festgelegten Größen wie z.B. der Ansteuerfrequenz, sowie festgelegten Strom- und Spannungsverläufen betrieben, um den Kurbelwinkel mit einem dadurch bestimmten Drehmoment noch ein kurzes Stück weiter auf den Startwinkel zu drehen. Das Erreichen des Startwinkels kann durch eine Signalflanke des Lagesensors 7 angezeigt werden. Die Steuereinheit 5 stoppt dann die Ansteuerung des Elektromotors 4 unmittelbar.
[0026] Die Steuereinheit 5 steuert also den Elektromotor 4 unterhalb der Grenzdrehzahl in der Steuerbetriebsart an, um den Startwinkel anzufahren. Die Grenzdrehzahl liegt bei einer Drehzahl, bei der die herkömmliche Drehzahlerfassung zu ungenau wird, um einen störungsfreien Betrieb des Elektromotors mit einer feldorientierten Regelung zu ermöglichen. Diese Grenzdrehzahl liegt beispielsweise bei Drehzahlen im Bereich von 5 bis 50 U/min, kann jedoch auch darunter oder darüber liegen. Strom bzw. Spannung und Frequenz sind dabei so gewählt, dass das aufgebrachte Drehmoment ausreichend ist, um ein Zurückdrehen des Verbrennungsmotors zu verhindern. Dadurch ist es möglich, die genaue Position des Verbrennungsmotors auch mit Lage-/Drehzahl-Sensoren zu bestimmen, die keine Links-/Rechtslauferkennung besitzen.
[0027] Bei herkömmlichen Drehzahlsensoren, wie sie in Motorsystemen üblicherweise Verwendung finden, bzw. bei der Verwendung von Lagesensoren wird die Drehrichtung nicht detektiert, da der Verbrennungsmotor nur in eine Drehrichtung betrieben wird. Aus diesem Grund ist es notwendig, dass die Steuereinheit 5 den Elektromotor 4 in der Steuerbetriebsart so ansteuert, dass die Kurbelwelle 2 weiter in der üblichen Drehrichtung der Kurbelwelle gedreht wird, um den Startwinkel einzustellen. Strom bzw. Spannung und Frequenz müssen so gewählt werden, dass das aufgebrachte Drehmoment ausreichend ist, ein Zurückdrehen des Verbrennungsmotors zu verhindern. Dadurch ist es möglich, die genaue Position des Verbrennungsmotors auch mit Lage-/Drehzahl-Sensoren zu bestimmen, die keine Links-/Rechtslauferkennung besitzen.
[0028] Beim Stoppen des Verbrennungsmotors steuert die Steuereinheit 5 den Verbrennungsmotor 1 so an, dass unterhalb einer weiteren Grenzdrehzahl, die größer ist als die Grenzdrehzahl, eine Brennstoffzufuhr für den Verbrennungsmotor abgeschaltet wird. Die Grenzdrehzahl liegt vorzugsweise in einem Bereich, unter dem kein selbstständiger Motorbetrieb des Verbrennungsmotors 1 bzw. kein rundlaufender Motorbetrieb möglich ist. Insbesondere liegt die weitere Grenzdrehzahl bei ca. 800 U/min, kann jedoch auch größere oder kleinere Werte annehmen. Ferner kann der Elektromotor 4 unterhalb der weiteren Grenzdrehzahl gemäß der Regelungsbetriebsart mit einer feldorientierten Regelung weiter abhängig von der Drehzahl angesteuert werden, um Schwingungen der Kurbelwelle, welche beim Stoppen des Verbrennungsmotors auftreten, zu dämpfen Dazu wird das Auslaufen der Kurbelwelle 2 mit Hilfe des Elektromotors 4 geführt, d.h. der Elektromotor 4 mindert durch ein zusätzliches Drehmoment die Schwankungen bei der Abnahme der Drehzahl beim Auslaufen des Verbrennungsmotors 1.
[0029] Bei Unterschreiten der Grenzdrehzahl wird dann von der feldorientierten Regelung der Regelungsbetriebsart auf den Steuerbetrieb der Steuerbetriebsart umgeschaltet, um am Ende des Auslaufvorgangs den Startwinkel möglichst genau einzustellen. Dabei wird der Elektromotor 4 so angesteuert, dass er den Startwinkel mit einem vorbestimmten Drehmoment, d.h. einer vorbestimmten Drehzahl, bzw. mit einem vorbestimmten Drehmomentenverlauf anfährt.
[0030] Der "optimale" Lagewinkel zum Starten eines Verbrennungsmotors, also der Startwinkel, hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie u. a. vom Motortyp, Zylinderzahl und Zündfolge, und außerdem von dem angestrebten Startverhalten, ob z. B. für den nächsten Start ein geringes Startmoment zu Beginn des Startvorgangs, eine verkürzte Startdauer oder zumindest ein reproduzierbares Startverhalten mit immer gleichbleibenden Startbedingungen gewünscht wird. Für einen wie in Fig. 1 dargestellten Vierzylinder-Viertaktverbrennungsmotor 1 liegt zum Beispiel ein möglicher günstiger Startwinkel mit verringertem Startmoment in einem Bereich unmittelbar nach dem oberen Totpunkt des zuerst gezündeten Zylinders. Da bei einem Vierzylinder-Reihenmotor üblicherweise die beiden äußeren Zylinder im Gleichlauf zueinander, aber im Gegenlauf zu den beiden inneren Zylindern betrieben werden, liegt demnach ein möglicher günstiger Startwinkel unmittelbar nach dem oberen Totpunkt der beiden äußeren Zylinder des Verbrennungsmotors 1.
[0031] Der Vorteil dieses eingestellten Startwinkels ist, dass das zu Beginn des darauf folgenden Startvorgangs von der Startermaschine 4 aufzubringende Losbrechmoment erheblich geringer ist als bei bekannten Startersystemen. Wird der Verbrennungsmotor 1 aus dieser eingestellten Kurbelwinkelstellung heraus gestartet, so setzen zumindest die beiden äußeren Zylinder des Verbrennungsmotors 1 der elektrische Maschine 4 ein relativ geringes, vorwiegend reibungsbedingtes Moment entgegen. Bis zum nächsten Verdichtungstakt (der beiden inneren Zylinder) kann die elektrische Maschine 4 dem System genügend (Start-) Energie zum Überwinden der Kompression zuführen.
[0032] Alternativ kann ein günstiger Startwinkel auch kurz vor dem unteren Totpunkt liegen, wenn es in erster Linie darum geht, ein reproduzierbares Startverhalten mit gleichbleibenden Startbedingungen zu erzielen, weil diese Startwinkelposition stabiler gegenüber etwaigen Fahrzeugbewegungen zwischen dem Abschalten des Verbrennungsmotors und dem nächsten Starvorgang ist.
[0033] In dem Flussdiagramm gemäß Fig. 2 wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Positionieren der Kurbelwelle auf einen Startwinkel veranschaulicht: Im Schritt S1 wird zunächst abgefragt, ob der Verbrennungsmotor 1 ausgeschaltet werden soll. Der Benutzer des Kraftfahrzeugs kann dies durch Ausschalten der Zündung oder ähnlichem bewirken. Dabei wird durch die Steuereinheit die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Verbrennungsmotor gestoppt und die Drehzahl der Kurbelwelle nimmt ab.
[0034] Unterschreitet die aktuelle Drehzahl der Kurbelwelle 2 die weitere Grenzdrehzahl (Schritt S2), so wird der Regelungsbetrieb für den Elektromotor 4 eingestellt (Schritt S3). Dann übernimmt der Elektromotor 4 angesteuert durch die Steuereinheit 5 die Führung der Kurbelwelle 2 (Schritt S3), um beim Auslaufen des Verbrennungsmotors 1 auftretende Schwingungen zu dämpfen. Der Elektromotor wird dabei mit der feldorientierten Regelung betrieben und kann so in optimaler Weise durch die Ansteuereinheit 6 angesteuert werden.
[0035] Unterschreitet die Drehzahl die Grenzdrehzahl (Schritt S5), deren Wert angibt, dass die Erfassung der Drehzahl nun zu ungenau ist, um den Elektromotor im Regelungsbetrieb zu betreiben, so wird in Schritt S6 in den Steuerbetrieb des Elektromotors 4 umgeschaltet. Im Steuerbetrieb kann dann der Startwinkel angefahren werden.
1. Verfahren zum Positionieren einer Kurbelwelle (2) eines Verbrennungsmotors (1) auf
einen Startwinkel mit Hilfe eines mit der Kurbelwelle (2) gekoppelten Elektromotors
(4), wobei:
- der Elektromotor (4) gemäß einer Regelungsbetriebsart abhängig von der Drehzahl der Kurbelwelle (2) ansteuerbar ist,
- die Kurbelwelle (2) nach einem Stoppen des Verbrennungsmotors (1) auf den Startwinkel verfahren wird, um bei einem nachfolgenden Starten den Verbrennungsmotor (1) von diesem Startwinkel heraus zu starten,
dadurch gekennzeichnet, dass- der Elektromotor (4) unterhalb einer Grenzdrehzahl in einer Steuerbetriebsart unabhängig von der Drehzahl in einem Steuerbetrieb angesteuert wird, um den Startwinkel anzufahren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Stoppen des Verbrennungsmotors (1) bei Unterschreiten der Grenzdrehzahl von
einer feldorientierten Regelung der Regelungsbetriebsart auf den Steuerbetrieb der
Steuerbetriebsart umgeschaltet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Stoppen des Verbrennungsmotors (1) unterhalb einer weiteren Grenzdrehzahl, die
größer ist als die Grenzdrehzahl, eine Brennstoffzufuhr für den Verbrennungsmotor
(1) abgeschaltet wird und der Elektromotor (4) gemäß der Regelungsbetriebsart mit
einer feldorientierten Regelung abhängig von der Drehzahl angesteuert wird, um Schwingungen
der Kurbelwelle (2) beim Stoppen des Verbrennungsmotors (1) zu dämpfen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerbetriebsart der Elektromotor (4) so angesteuert wird, um die Kurbelwelle
(2) mit einem definierten konstanten oder variablen Drehm8oment auf den Startwinkel
zu bewegen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen des vorbestimmten Drehmoments der Elektromotor (4) mit einer Ansteuerfrequenz
sowie mit einer Spannung oder einem Strom angesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Erreichen des Startwinkels durch eine Flanke eines Drehzahlsensors oder durch
eine Flanke eines Lagesensors angegeben wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Erreichen des Startwinkels durch ein CAN-Signal angegeben wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Startwinkel derjenige Kurbelwinkel gewählt wird, bei dem die Startdauer des Verbrennungsmotors
verringert ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Startwinkel derjenige Kurbelwinkel gewählt wird, bei dem das Startmoment verringert
ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Startwinkel ein Kurbelwinkel kurz vor dem unteren Totpunkt eines Zylinders gewählt
wird.
11. Steuersystem zum Ansteuern eines mit einer Kurbelwelle (2) eines Verbrennungsmotors
gekoppelten Elektromotors (4), um die Kurbelwelle (2) auf einen Startwinkel zu positionieren,
wobei das Steuersystem umfasst:
- eine Erfassungseinrichtung (7) zum Empfangen und/oder Ermitteln eines Lagewinkels und/oder der Drehzahl der Kurbelwelle (2); und
- eine Steuereinheit (5), die geeignet ist, den Elektromotor (4) in einer Regelungsbetriebsart abhängig von der Drehzahl der Kurbelwelle anzusteuern und die Kurbelwelle (2) nach einem Stoppen des Verbrennungsmotors (1) auf den Startwinkel zu verfahren, so dass bei einem nachfolgenden Starten der Verbrennungsmotor (1) von diesem Startwinkel heraus gestartet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass- die Steuereinheit (5) so gestaltet ist, um den Elektromotor (4) gemäß einer Steuerbetriebsart unterhalb einer vorgegebenen Grenzdrehzahl in einem gesteuerten Betrieb unabhängig von der Drehzahl anzusteuern, so dass die Kurbelwelle (2) auf den Startwinkel eingestellt wird.
12. Steuersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) beim Stoppen des Verbrennungsmotors (1) bei Unterschreiten
der Grenzdrehzahl von einer feldorientierten Regelung der Regelungsbetriebsart auf
den Steuerbetrieb der Steuerbetriebsart umschaltet.
13. Steuersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) weiterhin so gestaltet ist, um beim Stoppen des Verbrennungsmotors
(1) unterhalb einer weiteren Grenzdrehzahl, die größer ist als die Grenzdrehzahl,
eine Brennstoffzufuhr für den Verbrennungsmotor (1) abzuschalten und den Elektromotor
(4) gemäß der Regelungsbetriebsart mit einer feldorientierten Regelung abhängig von
der Drehzahl anzusteuern, um Schwingungen der Kurbelwelle (2) beim Stoppen des Verbrennungsmotors
(1) zu dämpfen.
14. Steuersystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem den Elektromotor (4) umfasst, wobei der Elektromotor einen Asynchronmotor,
einen Synchronmotor und/oder einen bürstenlosen Gleichstrommotor aufweist.
15. Steuersystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit so gestaltet ist, um den Elektromotor in der Steuerbetriebsart
mit einem vorbestimmten Drehmoment anzusteuern, um die Kurbelwelle auf den Startwinkel
zu bewegen, wobei das Drehmoment durch eine Ansteuerfrequenz sowie durch eine Spannung
oder durch einen Strom einstellbar ist.