DE102007052261B4 - Hybrid vehicle with a selector element for a gear ratio - Google Patents

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Abstract

Hybridfahrzeug, mit- einem Verbrennungsmotor,- mindestens einer zum Antreiben des Hybridfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Maschine,- einem Getriebe mit mehreren Gangstufen,- und einem Wählelement, mittels dem der Fahrer das Getriebe von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe schalten kann, wobei zumindest manche Schaltvorgänge von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe ausschließlich durch Betätigen des Wählelements eingeleitet werden dadurch gekennzeichnet, dass im Sichtbereich des Fahrers eine Anzeigeeinrichtung angeordnet ist, die dem Fahrer in Abhängigkeit des momentanen Betriebszustands des Hybridfahrzeugs eine Schaltempfehlung gibt.Hybrid vehicle, mit- an internal combustion engine, - at least one intended for driving the hybrid vehicle electric machine, - a transmission with multiple gear ratios, - and a selection element, by means of which the driver can shift the transmission from one gear to another gear, at least some switching operations are introduced from one gear to another gear only by pressing the selection element, characterized in that in the field of view of the driver, a display device is arranged, which gives the driver depending on the current operating state of the hybrid vehicle a shift recommendation.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The present invention relates to a hybrid vehicle according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges Hybridfahrzeug ist aus der EP 1 018 451 A1 bekannt. Zum technischen Hintergrund der Erfindung zählen die DE 199 14 350 B4 sowie die DE 44 22 554 C1 .Such a hybrid vehicle is from the EP 1 018 451 A1 known. The technical background of the invention include the DE 199 14 350 B4 as well as the DE 44 22 554 C1 ,

Unter einem Hybridfahrzeug wird ...
(weiter mit Seite 1, Absatz 2 der ursprünglichen Beschreibung).Under a hybrid vehicle will ...
(continue with page 1, paragraph 2 of the original description).

im Folgenden ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und mindestens einer zum Antreiben des Hybridfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Maschine verstanden. Das Hybridfahrzeug weist ferner ein Getriebe mit mehreren Gangstufen auf. Im Fahrgastraum des Hybridfahrzeugs ist ein Wählelement angeordnet, mittels dem der Fahrer das Getriebe von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe schalten kann.in the following understood a vehicle with an internal combustion engine and at least one intended for driving the hybrid vehicle electric machine. The hybrid vehicle further includes a multi-speed transmission. In the passenger compartment of the hybrid vehicle, a selection element is arranged, by means of which the driver can shift the transmission from one gear to another gear.

Hybridfahrzeuge sind üblicherweise mit einem Automatikgetriebe ausgestattet, wobei das Umschalten von rein verbrennungsmotorischem Fahrbetrieb zu rein elektromotorischem Fahrbetrieb und umgekehrt, von einer komplexen elektronischen Regelung durchgeführt wird. Insgesamt sind Hybridfahrzeuge aufgrund ihrer hohen technischen Komplexität im Vergleich zu „konventionellen“ Fahrzeugen relativ teuer.Hybrid vehicles are usually equipped with an automatic transmission, wherein the switching from purely internal combustion engine driving to pure electromotive driving and vice versa, is performed by a complex electronic control. Overall, hybrid vehicles are relatively expensive due to their high technical complexity compared to "conventional" vehicles.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hybridfahrzeug zu schaffen, das hinsichtlich der Betätigung des Getriebes weniger komplex aufgebaut ist.The object of the invention is to provide a hybrid vehicle which is less complex in terms of the operation of the transmission.

Ausgangspunkt der Erfindung ist, wie bereits erwähnt, ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, und mindestens einer zum Antreiben des Hybridfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Maschine, sowie einem Getriebe mit mehreren Gangstufen. Im Fahrgastraum ist ein Wählelement angeordnet, mittels dem der Fahrer das Getriebe von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe schalten kann. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass zumindest manche Schaltvorgänge oder alle Schaltvorgänge von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe ausschließlich durch Betätigen des Wählelements eingeleitet werden und nicht wie bei Automatikgetrieben automatisch gesteuert durch eine Getriebeelektronik und eine zugeordnete Schaltaktuatorik.The starting point of the invention is, as already mentioned, a hybrid vehicle with an internal combustion engine, and at least one provided for driving the hybrid vehicle electric machine, and a transmission with multiple gear ratios. In the passenger compartment, a selection element is arranged, by means of which the driver can shift the transmission from one gear to another gear. The essence of the invention is that at least some switching operations or all switching operations are initiated from one gear to another gear exclusively by pressing the selector and not automatically controlled as in automatic transmissions by a transmission electronics and an associated Schaltaktuatorik.

Bei dem Getriebe kann es sich also insbesondere um ein „Handschaltgetriebe“ handeln. Vorzugsweise wird die zum Schalten des Getriebes von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe erforderliche Schaltkraft ganz oder zumindest teilweise vom Fahrer über das Wählelement aufgebracht. Die Kraftübertragung vom Wählelement zum Getriebe kann z. B. über eine Schaltstange, einen Seilzug, eine Betätigungshydraulik o. ä. erfolgen.The transmission may thus be in particular a "manual transmission". Preferably, the switching force required to shift the transmission from one gear to another gear is wholly or at least partially applied by the driver via the selector. The power transmission from the selector element to the transmission can, for. B. via a shift rod, a cable, an actuating hydraulics o. Ä.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann mittels des Wählelements ein „Betriebszustand“ angewählt werden, in dem das Getriebe in eine Neutralstellung geschaltet ist und das Hybridfahrzeug rein elektrisch antreibbar ist. Anders ausgedrückt kann durch Betätigen des Wählelements das Fahrzeug von rein verbrennungsmotorischem Antrieb oder teilweisem verbrennungsmotorischen Antrieb zu rein elektromotorischem Antrieb umgeschaltet werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass beim Umschalten in den rein elektromotorischen Antriebsmodus der Verbrennungsmotor automatisch abgeschaltet wird. Umgekehrt kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug von rein elektromotorischem Antrieb durch Betätigen des Wählelements in einen Betriebszustand umgeschaltet werden kann, in dem das Fahrzeug rein verbrennungsmotorisch angetrieben wird.According to a development of the invention, an "operating state" can be selected by means of the selector element, in which the transmission is switched to a neutral position and the hybrid vehicle can be driven purely electrically. In other words, by operating the selector element, the vehicle can be switched from a purely internal combustion engine drive or a partial internal combustion engine drive to a purely electric motor drive. It can be provided that when switching to the purely electromotive drive mode, the engine is automatically switched off. Conversely, it can be provided that the vehicle can be switched from purely electric motor drive by pressing the selector element into an operating state in which the vehicle is driven purely by internal combustion engine.

Bei dem Wählelement kann es sich beispielsweise um einen Schalthebel handeln, der in zugeordneten Schaltgassen hin und her schaltbar ist. Alternativ dazu kann es sich um einen monostabilen Schalthebel handeln, der in unbetätigtem Zustand stets in eine vordefinierte Schaltstellung zurückkehrt und der rein elektrisch mit dem Getriebe gekoppelt ist (Shift-by-wire).The selection element may be, for example, a shift lever, which can be switched back and forth in associated shift gates. Alternatively, it may be a monostable shifter, which always returns in a de-energized state in a predefined switching position and is purely electrically coupled to the transmission (shift-by-wire).

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann das Fahrzeug durch Schalten des Wählelements in eine Position „vorwärts fahren elektrisch“ rein elektrisch vorwärts angetrieben werden. Dementsprechend kann durch Schalten des Wählelements in eine Position „rückwärts fahren elektrisch“ das Fahrzeug rückwärts rein elektrisch angetrieben werden.According to a development of the invention, the vehicle can be driven purely electrically forward by switching the selector element in a position "drive forward electrically". Accordingly, by shifting the selector member to a "reverse electric" position, the vehicle may be driven in reverse purely by electric power.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist im Sichtbereich des Fahrers eine Anzeigeeinrichtung angeordnet, die dem Fahrer in Abhängigkeit des momentanen Betriebszustands des Hybridfahrzeugs eine Schaltempfehlung gibt, insbesondere eine Empfehlung, welche Gangstufe momentan am günstigsten, z.B. am verbrauchsgünstigsten ist.According to a development of the invention, a display device is arranged in the driver's field of vision, which gives the driver a shift recommendation depending on the current operating state of the hybrid vehicle, in particular a recommendation as to which gear stage is currently the most favorable, e.g. most economical.

Zusätzlich kann dem Fahrer über die Anzeigeeinrichtung eine Empfehlung gegeben werden, in Abhängigkeit vom momentanen Betriebszustand des Fahrzeugs, von rein verbrennungsmotorischem Antrieb oder teilweisem verbrennungsmotorischen Antrieb auf rein elektromotorischen Antrieb umzuschalten, oder umkehrt. Durch derartige Schaltempfehlungen kann dem Fahrer z. B. der jeweils verbrauchsgünstige Betriebsmodus vorgeschlagen werden.In addition, the driver can be given a recommendation via the display device, depending on the current operating state of the vehicle, switch from purely internal combustion engine drive or partial internal combustion engine drive to purely electric motor drive, or reversed. By such switching recommendations, the driver z. B. the respectively low-consumption mode of operation are proposed.

Die an den Fahrer ausgegebene Empfehlung wird dabei von einer Elektronik errechnet, wobei eine Vielzahl von Parameter, wie z. B: die Fahrpedalstellung, Ladezustand der Batterie, Motortemperatur etc. berücksichtigt werden können.The issued to the driver recommendation is calculated by an electronic system, with a variety of parameters such. B: the accelerator pedal position, state of charge of the battery, engine temperature etc. can be taken into account.

Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die 1 - 4 zeigen verschiedene Schaltschemata gemäß der Erfindung.In the following the invention will be explained in connection with the drawing. The 1 - 4 show various circuit diagrams according to the invention.

  • 1 zeigt ein H-Schaltschema eines Fahrzeugs mit Handschaltgetriebe, bei dem die Gänge 1 bis 5 in klassischer Weise angeordnet sind und der Rückwärtsgang rechts hinten in der Schaltgasse des fünften Ganges angeordnet ist. Die einzelnen Gänge 1 bis 5 sowie R können durch Betätigen eines hier nicht näher dargestellten Schalthebels angewählt werden. Ferner ist eine vierte Schaltgasse zum Anwählen des rein elektrischen Fahrbetriebs vorgesehen. Wird der Schalthebel nach vorne links in die Stellung „ED“ bewegt, so wird dadurch das Getriebe in seine Neutralstellung geschaltet und die im Fahrzeug vorgesehene elektrische Maschine, die dann als Elektromotor arbeitet, ausschließlich aktiviert bzw. kraftschlüssig mit dem Antriebsstrang verbunden. Bei rein elektrischem Fahrbetrieb muss das Fahrzeug nicht notwendigerweise über dieselben Räder wie bei verbrennungsmotorischem Antrieb angetrieben werden. Denkbar ist beispielsweise auch, dass bei rein verbrennungsmotorischem Antrieb das Fahrzeug über das Getriebe, eine Gelenkwelle, ein Hinterachsgetriebe und die Hinterräder angetrieben wird und bei rein elektromotorischem Antrieb das Fahrzeug ausschließlich über die Vorderräder angetrieben wird. Alternativ dazu kann, wenn die elektrische Maschine hinter der zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordneten Trennkupplung angeordnet ist, das Fahrzeug auch rein elektrisch über die Hinterräder angetrieben werden, wobei der Verbrennungsmotor abgekoppelt bzw. ausgeschaltet werden kann. 1 shows an H-circuit diagram of a vehicle with manual transmission, in which the gears 1 to 5 are arranged in the classical manner and the reverse gear is arranged right rear in the shift gate of the fifth gear. The individual courses 1 to 5 such as R can be selected by pressing a shift lever not shown here. Further, a fourth shift gate for selecting the purely electric driving operation is provided. If the shift lever is moved to the left front position " ED "Moves, so the transmission is thereby switched to its neutral position and provided in the vehicle electric machine, which then works as an electric motor, only activated or non-positively connected to the drive train. In purely electric driving operation, the vehicle does not necessarily have to be driven by the same wheels as the internal combustion engine drive. It is also conceivable, for example, that in purely internal combustion engine drive the vehicle via the gearbox, a propeller shaft, a Hinterachsgetriebe and the rear wheels is driven and in purely electric motor drive the vehicle is driven exclusively on the front wheels. Alternatively, when the electric machine is arranged behind the separating clutch arranged between the internal combustion engine and the transmission, the vehicle can also be driven purely electrically via the rear wheels, wherein the internal combustion engine can be disconnected or switched off.
  • 2 zeigt ein herkömmliches 6-Gang H-Schaltschema, bei dem der Rückwärtsgang R vorne links und der Schaltzustand „elektrisch fahren“ hinten links angeordnet ist. 2 shows a conventional 6-speed H-shift diagram in which the reverse gear R front left and the switching state "electric drive" is arranged at the rear left.
  • 3 zeigt ein herkömmliches 6-Gang H-Schaltschema, bei dem der Rückwärtsgang R hinten links und der Fahrzustand „rein elektrisch fahren“ vorne links angeordnet ist. 3 shows a conventional 6-speed H-shift diagram in which the reverse gear R Rear left and the driving condition "purely electric drive" is arranged on the front left.
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Hybridfahrzeugs mit einem 6-Gang Schaltgetriebe, bei dem im rein verbrennungsmotorischem Betrieb die sechs Vorwärtsgänge und der Rückwärtsgang über einen herkömmlichen Schalthebel angewählt werden. Bei rein elektromotorischem Antrieb kann über einen zusätzlichen Schalthebel ein elektrischer Vorwärtsgang „ED“ und ein elektrischer Rückwärtsgang „ER“ sowie eine Neutralstellung „N“ angewählt werden. 4 shows an embodiment of a hybrid vehicle with a 6-speed manual transmission, in which the six forward gears and the reverse gear are selected via a conventional shift lever in pure internal combustion engine operation. In the case of purely electromotive drive, an electrical forward gear can be activated via an additional shift lever " ED "And an electric reverse gear" HE "As well as a neutral position" N "Are selected.

Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen kann der Rückwärtsgang auch als elektrisch angetriebener Rückwärtsgang ausgebildet sein.In all the embodiments shown, the reverse gear may also be designed as an electrically driven reverse gear.

Claims (13)

Hybridfahrzeug, mit - einem Verbrennungsmotor, - mindestens einer zum Antreiben des Hybridfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Maschine, - einem Getriebe mit mehreren Gangstufen, - und einem Wählelement, mittels dem der Fahrer das Getriebe von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe schalten kann, wobei zumindest manche Schaltvorgänge von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe ausschließlich durch Betätigen des Wählelements eingeleitet werden dadurch gekennzeichnet, dass im Sichtbereich des Fahrers eine Anzeigeeinrichtung angeordnet ist, die dem Fahrer in Abhängigkeit des momentanen Betriebszustands des Hybridfahrzeugs eine Schaltempfehlung gibt.Hybrid vehicle, with - an internal combustion engine, - at least one intended for driving the hybrid vehicle electric machine, - a transmission with multiple gear ratios, - and a selection element, by means of which the driver can shift the transmission from one gear to another gear, at least some switching operations are introduced from one gear to another gear only by pressing the selection element, characterized in that in the field of view of the driver, a display device is arranged, which gives the driver depending on the current operating state of the hybrid vehicle a shift recommendation. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Handschaltgetriebe ist und die einzelnen Gangstufen ausschließlich durch Betätigen des Wählelements angewählt werden.Hybrid vehicle after Claim 1 , characterized in that the transmission is a manual transmission and the individual gear stages are selected exclusively by pressing the selection element. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass mittels des Wählelements ein Betriebszustand anwählbar ist, in dem das Getriebe in eine Neutralstellung geschaltet ist und das Hybridfahrzeug rein elektrisch antreibbar ist.Hybrid vehicle after Claim 1 or 2 , characterized in that an operating state can be selected by means of the selector element, in which the transmission is switched to a neutral position and the hybrid vehicle is driven purely electrically. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wählelement in eine Position für rein elektrischen Fahrbetrieb schaltbar ist.Hybrid vehicle after one of Claims 1 to 3 , characterized in that the selection element is switchable into a position for purely electrical driving operation. Hybridfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wählelement in mehreren Schaltgassen schaltbar ist und die Position für rein elektrischen Fahrbetrieb in einer der Schaltgassen liegt.Hybrid vehicle after Claim 4 , characterized in that the selection element is switchable in a plurality of shift gates and the position for purely electric driving operation is located in one of the shift gates. Hybridfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgassen in einem H-förmigen Schaltschema angeordnet sind.Hybrid vehicle after Claim 5 , characterized in that the shift gates are arranged in an H-shaped shift pattern. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Wählelements ein Betriebszustand anwählbar ist, in dem das Hybridfahrzeug rein elektrisch vorwärts antreibbar ist.Hybrid vehicle after one of Claims 1 - 6 , characterized in that by means of the selection element, an operating state can be selected, in which the hybrid vehicle is purely electrically driven forward. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Schalten des Getriebes von einer Gangstufe in eine andere Gangstufe erforderliche Schaltkraft ganz oder zumindest teilweise vom Fahrer über das Wählelement aufgebracht wird. Hybrid vehicle after one of Claims 1 - 7 , characterized in that the required to switch the transmission from one gear to another gear shift force is wholly or at least partially applied by the driver via the selection element. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wählelement mechanisch mit dem Getriebe gekoppelt ist, insbesondere über eine Schaltstange oder einen Seilzug.Hybrid vehicle after one of Claims 1 - 8th , characterized in that the selection element is mechanically coupled to the transmission, in particular via a shift rod or a cable. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wählelement über eine Betätigungshydraulik mit dem Getriebe gekoppelt ist.Hybrid vehicle after one of Claims 1 - 8th , characterized in that the selection element is coupled via an actuating hydraulics with the transmission. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Wählelements ein Betriebszustand anwählbar ist, in dem das Hybridfahrzeug rein elektrisch rückwärts antreibbar ist.Hybrid vehicle after one of Claims 1 - 10 , characterized in that by means of the selection element, an operating state can be selected, in which the hybrid vehicle is purely electrically driven backwards. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung dem Fahrer eine Empfehlung gibt, welche Gangstufe momentan am verbrauchsgünstigsten ist.Hybrid vehicle after one of Claims 1 - 11 , characterized in that the display device gives the driver a recommendation, which gear is currently the most economical. Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass im Sichtbereich des Fahrers eine Anzeigeeinrichtung angeordnet ist, die dem Fahrer in Abhängigkeit des momentanen Betriebszustands des Hybridfahrzeugs eine Empfehlung gibt, von rein verbrennungsmotorischem Antrieb auf elektromotorischen Antrieb, in dem das Hybridfahrzeug rein oder unterstützend elektromotorisch angetrieben wird, zu schalten, oder umgekehrt.Hybrid vehicle after one of Claims 1 - 12 , characterized in that in the field of vision of the driver, a display device is arranged, which gives the driver depending on the current operating state of the hybrid vehicle a recommendation to switch from purely internal combustion engine drive to electric motor drive in which the hybrid vehicle is driven purely or supportive electric motor, or the other way around.
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