DE102010031027A1 - Antriebsanordnung und Verfahren zum Durchführen eines Anfahrvorganges - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor (1), mit zumindest eine (2) sowie mit einem elektrodynamischen Anfahrelement vorgeschlagen, welches als Planetengetriebe (4) ausgebildet ist, wobei eine elektromotorische Momentenabstützung an dem Anfahrelement vorgesehen ist und wobei zur Momentenabstützung eine Kupplungseinrichtung vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist der Kupplungseinrichtung (9) zumindest ein Schaltelement (10) derart zugeordnet, dass die Kupplungseinrichtung (9) in Abhängigkeit der Schaltpositionen (11, 12, N) des Schaltelements (10) als Bremse oder als Kupplung zur Momentenabstützung und/oder zur Überbrückung des Anfahrelementes einsetzbar ist. Ferner wird ein Verfahren zum Durchführen eines Anfahrvorganges bei einer Antriebsanordnung mit einem elektrodynamischen Anfahrelement vorgeschlagen, bei dem zum Anfahren ein angefordertes Abstützmoment zumindest teilweise elektromotorisch an dem Anfahrelement aufgebracht wird, wobei eine Momentenunterstützung an dem Anfahrelement in Abhängigkeit des angeforderten Abstützmomentes über die Ansteuerung einer schaltbaren Kupplungseinrichtung aufgebracht wird, in dem die Kupplungseinrichtung als Bremse oder als Kupplung genutzt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung und ein Verfahren zum Durchführen eines Anfahrvorganges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beziehungsweise 4 näher definierten Art.
  • Beispielsweise aus der Druckschrift DE 199 34 696 A1 ist ein elektrodynamisches Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einer Antriebsmaschine und einem Schaltgetriebe sowie einem Planetengetriebe als Anfahrelement bekannt. Ein Hohlrad des Planetengetriebes ist mit der Antriebsmaschine und der Planetenträger ist mit dem Schaltgetriebe verbunden. Ferner ist ein Sonnenrad des Planetengetriebes mit einem Elektromotor gekoppelt, so dass insgesamt ein verschleißfreies Anfahrelement für das Fahrzeug realisiert wird. Bei dem bekannten elektrodynamischen Antriebssystem ergibt sich der Nachteil, dass bei der Auslegung der Leistungsfähigkeit des Elektromotors das alleinige Aufbringen des hohen Abstützmomentes an dem Planetengetriebe berücksichtigt werden muss, sodass ein kostenintensiver, mit entsprechend hoher Leistungsfähigkeit ausgestatteter Elektromotor bei dem bekannten Antriebssystem notwendig ist.
  • Darüber hinaus ist aus der Druckschrift DE 10 2005 039 928 A1 ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines elektrodynamischen Anfahrelementes beim Anfahren bekannt. Bei dem offenbarten Verfahren ist vorgesehen, dass ein auftretendes Differenzmoment zwischen dem gewünschten Getriebeeingangswellenmoment und dem tatsächlich über den Elektromotor eingestellten Getriebeeingangswellemoment von einer Kupplung übernommen wird, die den Rotor des Elektromotors mit dem Verbrennungsmotor lösbar verbindet. Bei der Verwendung der so genannten Überbrückungskupplung zur Unterstützung verringert sich jedoch das von dem Verbrennungsmotor zum Getriebeeingang übertragbare Moment. Dadurch kann nur ein begrenztes Antriebsmoment dargestellt werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Antriebsanordnung und ein Verfahren zum Durchführen eines Anfahrvorganges bei einer Antriebsanordnung vorzuschlagen, die eine optimierte Ansteuerung eines Anfahrvorganges auch bei hohem geforderten Antriebsmoment mit begrenztem elektromotorischen Abstützmoment ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 beziehungsweise 4 gelöst, wobei sich weitere vorteilhafte Ausgestaltungen aus den jeweiligen Unteransprüchen und den Zeichnungen ergeben.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, mit zumindest einer Elektromaschine, mit einem Schaltgetriebe und einem elektrodynamischen Anfahrelement gelöst, welches als Planetengetriebe ausgebildet ist, wobei der Verbrennungsmotor, die Elektromaschine und das Schaltgetriebe jeweils mit einem anderen Element des Planetengetriebes gekoppelt sind. Die Elektromaschine kann somit zumindest teilweise eine elektromotorische Momentenabstützung an dem Anfahrelement realisieren, wobei zur Momentenunterstützung zumindest eine Kupplungseinrichtung vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist der Kupplungseinrichtung zumindest ein Schaltelement oder dergleichen derart zugeordnet ist, dass die Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit der Schaltpositionen des Schaltelements als Bremse oder als Kupplung zur Momentenunterstützung und/oder zur Überbrückung des Anfahrelementes eingesetzt werden kann.
  • Auf diese Weise wird eine Antriebsanordnung mit einem elektrodynamischen Anfahrelement vorgeschlagen, bei der während des Anfahrvorganges das maximal mögliche Getriebeeingangsmoment beziehungsweise Antriebsmoment auch mit einer bezüglich der zur Verfügung stehenden Leistungsfähigkeit beschränkten Elektromaschine durchgehend aufgebracht werden kann, da neben der Elektromaschine eine schaltbare Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, die erfindungsgemäß als hinsichtlich der Übertragungsfähigkeit ansteuerbare Bremseinrichtung oder als Überbrückungskupplung nach dem Anfahren sowie als Kupplung zur Momentunterstützung während des Anfahrens fungieren kann. Durch den kombinierten Einsatz von Bremse und Kupplung quasi in einem Bauteil an dem Anfahrelement ergibt sich ein optimierter Anfahrvorgang mit der erfindungsgemäßen, kostengünstigen Antriebsanordnung.
  • Vorzugsweise kann als Kupplungseinrichtung ein hinsichtlich eines auf bringbaren Momentes ansteuerbare, reibschlüssige Lamellenkupplung oder dergleichen eingesetzt werden. Als Schaltelement kann ein synchronisiertes Klauenschaltelement oder Ähnliches vorgesehen sein, sodass zum Beispiel eine Neutralstellung sowie eine erste Schaltposition, in der die Kupplungseinrichtung einerseits mit dem Anfahrelement und andererseits mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt ist, und eine zweite Schaltposition realisierbar ist, in der die Kupplungseinrichtung einerseits mit dem Anfahrelement und andererseits mit einem ortsfesten Gehäuse verbunden ist.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Durchführen eines Anfahrvorganges, insbesondere bei der vorbeschriebenen Antriebsanordnung mit einem elektrodynamischen Anfahrelement oder auch bei anderen Antriebsanordnungen gelöst, wobei zum Anfahren ein angefordertes Abstützmoment zumindest teilweise elektromotorisch an dem Anfahrelement aufgebracht wird. Erfindungsgemäß wird eine Momentenunterstützung an dem Anfahrelement in Abhängigkeit des angeforderten Abstützmomentes über die Ansteuerung einer schaltbaren Kupplungseinrichtung aufgebracht, in dem Kupplungseinrichtung als Bremse oder als Kupplung genutzt werden kann, um je nach Bedarf eine Momentenunterstützung oder eine Überbrückung des Anfahrelementes nach dem Anfahrvorgang zu realisieren.
  • Auf diese Weise wird ein Verfahren vorgeschlagen, welches ein Anfahren über das elektrodynamische Anfahrelement verschließfrei ermöglicht, wobei das maximal zur Verfügung stehende Antriebsmoment beziehungsweise Getriebeeingangsmoment zum Antrieb des Fahrzeuges, insbesondere eines Nutzfahrzeuges, auch mit einer in der Leistung beschränkten Elektromaschine durchgehend aufgebracht werden kann, indem ein umschaltbares Reibelement beziehungsweise eine umschaltbare Kupplungseinrichtung eingesetzt wird, welches beziehungsweise welche als Bremse oder als Kupplung eine Momentenunterstützung und auch eine Überbrückung des Anfahrelements ermöglicht.
  • Das notwendige Abstützmoment an dem Planetengetriebe als Anfahrelement ergibt sich rechnerisch aus dem gewünschten bzw. vom Fahrer geforderten Antriebsmoment, welches wiederum dem Getriebeeingangsmoment entspricht. Je nach angefordertem Abstützmoment wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens das jeweilige Sollmoment über die schaltbare Kupplungseinrichtung zur Unterstützung der Elektromaschine ermittelt, sodass das gewünschte Antriebsmoment während der gesamten Anfahrt zur Verfügung steht.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch entsprechendes Umschalten der Kupplungseinrichtung mithilfe des Schaltelements eine Momentenunterstützung realisiert, wenn sich das Schaltelement z. B. in einer ersten Schaltposition befindet, in der die Kupplungseinrichtung als Kupplung beziehungsweise Überbrückungskupplung geschaltet ist. In dieser ersten Schaltposition kann das Abstützmoment durch die Elektromaschine allein oder je nach Bedarf mit Unterstützung der Kupplungseinrichtung aufgebracht werden. Wenn das maximal mögliche Elektromoment der Elektromaschine nicht ausreicht und deshalb die Kupplungseinrichtung das fehlende Differenzmoment aufbringt, ist sicherzustellen, dass trotz alledem am Getriebeeingang immer noch ausreichend Antriebsmoment des Verbrennungsmotors aufgebracht werden kann, so dass das gewünschte Getriebeeingangsmoment realisiert wird. Nach dem Anfahrvorgang kann dann beispielsweise die Kupplung zur Überbrückung des Anfahrelementes geschlossen werden.
  • Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass durch das Verfahren in einer zweiten Schaltposition des Schaltelements die Kupplungseinrichtung als Bremse geschaltet wird, so dass bei Bedarf ein entsprechendes Bremsmomentes zum Unterstützten der elektromotorischen Momentenabstützung aufgebracht werden kann. Somit kann durch entsprechende Umschaltung die Kupplungseinrichtung als Bremse verwendet werden, um die Momentenunterstützung ohne Verringerung des Motormomentes zu ermöglichen, wenn beispielsweise ein hohes Anfahrmoment am Getriebeeingang gefordert wird. Bei der Verwendung der Bremseinrichtung zur Momentenunterstützung oder -abstützung ist es vorteilhaft, dass das als Antrieb wirkende Moment des Verbrennungsmotors nicht reduziert wird.
  • Darüber hinaus ist es möglich, dass die Kupplungseinrichtung in einer Neutralposition des Schaltelements weder als Bremse noch als Kupplung genutzt werden kann. Im Rahmen des Verfahrens kann dieser Zustand verwendet werden, wenn nach beendetem Anfahrvorgang ein stufenloser Drehzahlbereich an dem Getriebeeingang realisiert werden soll. In diesem Betriebszustand kann beispielsweise die Kupplungseinrichtung auch geschlossen werden, wenn etwaige Schleppverluste der offenen Kupplungseinrichtung vermieden werden sollen.
  • Im Rahmen einer weiteren Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Bedienelement für den Fahrer verwendet wird, mit wem ein Kriechgang während des Anfahrvorganges über das Anfahrelement realisiert wird. Dazu kann vorgesehen sein, dass im aktivierten Zustand des Bedienelementes das Schaltelement in die zweite Schaltposition geschaltet wird, so dass die Kupplungseinrichtung als Bremse genutzt wird, um eine maximale Zugkraft während des Anfahrvorganges aufbringen zu können. Dadurch kann eine zusätzliche Untersetzungsstufe für schweres Gelände, für den Anhängerbetrieb oder Ähnlichem vorgesehen werden.
  • Unabhängig von den jeweiligen Schaltpositionen können zum Schalten folgende Phasen bei der Kupplungseinrichtung durchgeführt werden. Zur Vorbereitung eines Schaltvorganges bei dem Schaltelement ist zunächst ein Lastabbau an der Kupplungseinrichtung erforderlich, bevor die Kupplungseinrichtung geöffnet werden kann. Danach kann das Schaltelement in die entsprechende Position geschaltet werden. Anschließend wird mit dem Lastaufbau an der Kupplungseinrichtung begonnen.
  • Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren kann bevorzugt bei der ebenfalls vorgeschlagenen Antriebsanordnung eingesetzt werden, bei der ein hydrodynamischer Drehmomentwandler durch das elektrodynamische Anfahrelement ersetzt wird. Es sind aber auch andere Einsatzgebiete denkbar.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand der Zeichnung weiter erläutert. Die einzige Figur der Erfindung zeigt eine schematische Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung.
  • In der Figur ist beispielhaft eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug, beispielsweise für ein Nutzfahrzeug, insbesondere ein Radlader oder dergleichen, mit einem Verbrennungsmotor 1 und einem Schaltgetriebe 2 dargestellt, welches mit dem Abtrieb 3 des Fahrzeuges antriebsmäßig verbunden ist. Die Antriebsanordnung umfasst ein elektrodynamisches Anfahrelement, welches als Planetengetriebe 4 ausgebildet ist. Das Planetengetriebe 4 muss eine Momentüberhöhung zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und dem Getriebeeingang des Schaltgetriebes 2 darstellen. Dazu ist das Abstützen eines Momentes an dem Planetengetriebe 4 erforderlich. Hierzu ist eine Elektromaschine 5, die als Generator oder Motor betrieben werden kann, mit einem ersten Element 6, zum Beispiel dem Sonnenrad, des Planetengetriebes 4 verbunden, während das Schaltgetriebe 2 mit einem zweiten Element 7, z. B. dem Steg des Planetengetriebes 4 und der Verbrennungsmotor mit einem dritten Elements 8, zum Beispiel dem Hohlrad des Planetengetriebes 4 verbunden sind. Bei dem dargestellten Beispiel weist das Planetengetriebe 4 eine Standardübersetzung io von –2 auf.
  • Um das notwendige Abstützmoment aufbringen zu können, insbesondere bei dem Einsatz einer Elektromaschine 5 mit beschränkter Leistungsfähigkeit, ist bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung eine schaltbare Kupplungseinrichtung 9 vorgesehen, die je nach Schaltposition entweder als Bremse oder als Kupplung fungieren kann. Somit ist sowohl eine Unterstützung als auch eine Überbrückung des Anfahrelementes nach dem Anfahrvorgang möglich, in dem die Kupplungseinrichtung 9 zum Öffnen und Schließen entsprechend angesteuert wird.
  • Um die verschiedenen Schaltpositionen zu realisieren, ist der mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes 4 verbundenen Kupplungseinrichtung 9 ein Schaltelement 10 zugeordnet, welches in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als synchronisiertes Klauenschaltelement ausgeführt ist.
  • Eine erste Schaltposition 11 wird erreicht, wenn das Schaltelement 10 in der Zeichnungsebene nach rechts aus der dargestellten Neutralposition N verschoben wird. Eine zweite Schaltposition 12 wird erreicht, wenn das Schaltelement 10 in der Zeichnungsebene nach links aus der dargestellten Neutralposition N verschoben wird.
  • In der ersten Schaltposition 11 wird die Kupplungseinrichtung 9 mit dem Verbrennungsmotor 1 beziehungsweise mit seiner Antriebswelle verbunden, so dass die Kupplungseinrichtung einerseits mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes 4 und andererseits mit dem Verbrennungsmotor 1 gekoppelt ist, so dass die Kupplungseinrichtung 9 als Kupplung wirken kann. In der zweiten Schaltposition bleibt die Kupplungseinrichtung 9 verbunden mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes 4 und wird zusätzlich mit dem Gehäuse 13 verbunden, so dass die Kupplungseinrichtung 9 als Bremse wirken kann. Während die Kupplungseinrichtung 9 in der Neutralposition N das Anfahrelement weder mit dem Verbrennungsmotor 1 noch mit dem Gehäuse 13 verbindet.
  • An der Antriebswelle des Verbrennungsmotors 1 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein mechanisch von der Antriebswelle des Verbrennungsmotors 1 angetriebenes Nebenaggregat 14 angedeutet, welches zum Beispiel als Wasserpumpe, Luftkompressor oder dergleichen ausgebildet sein kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbrennungsmotor
    2
    Schaltgetriebe
    3
    Abtrieb
    4
    Planetengetriebe bzw. Anfahrelement
    5
    Elektromotor
    6
    erstes Element des Planetengetriebes
    7
    zweites Element des Planetengetriebes
    8
    drittes Element des Planetengetriebes
    9
    Kupplungseinrichtung
    10
    Schaltelement
    11
    erste Schaltposition
    12
    zweite Schaltposition
    13
    Gehäuse
    14
    Nebenaggregat
    io
    Übersetzung des Schaltgetriebes
    N
    Neutralposition des Schaltelements
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19934696 A1 [0002]
    • DE 102005039928 A1 [0003]

Claims (9)

  1. Antriebsanordnung für ein Fahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor (1), mit zumindest einer Elektromaschine (5) und mit einem Schaltgetriebe (2) sowie mit einem elektrodynamischen Anfahrelement, welches als Planetengetriebe (4) ausgebildet ist, wobei der Verbrennungsmotor (1), die Elektromaschine (5) und das Schaltgetriebe (2) jeweils mit einem Element (6, 7, 8) des Planetengetriebes (4) gekoppelt sind, sodass zumindest teilweise eine elektromotorische Momentenabstützung an dem Anfahrelement vorgesehen ist, wobei zur Momentenunterstützung zumindest eine Kupplungseinrichtung (9) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungseinrichtung (9) zumindest ein Schaltelement (10) derart zugeordnet ist, dass die Kupplungseinrichtung (9) in Abhängigkeit der Schaltpositionen (11, 12, N) des Schaltelements (10) als Bremse oder als Kupplung zur Momentenabstützung und/oder zur Überbrückung des Anfahrelementes einsetzbar ist.
  2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als reibschlüssige Kupplungseinrichtung (9) eine Lamellenkupplung vorgesehen ist.
  3. Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltelement (10) ein synchronisiertes Klauenschaltelement mit einer Neutralstellung (N) sowie mit einer ersten Schaltposition (11), in der die Kupplungseinrichtung (9) einerseits mit dem Anfahrelement und andererseits mit dem Verbrennungsmotor (1) gekoppelt ist, und mit einer zweiten Schaltposition (12) vorgesehen ist, in der die Kupplungseinrichtung (9) einerseits mit dem Anfahrelement und andererseits mit einem Gehäuse (13) verbunden ist.
  4. Verfahren zum Durchführen eines Anfahrvorganges bei einer Antriebsanordnung mit einem elektrodynamischen Anfahrelement, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem zum Anfahren ein angefordertes Abstützmoment zumindest teilweise elektromotorisch an dem Anfahrelement aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Momentenunterstützung an dem Anfahrelement in Abhängigkeit des angeforderten Abstützmomentes über die Ansteuerung einer schaltbaren Kupplungseinrichtung (9) aufgebracht wird, in dem die Kupplungseinrichtung (9) als Bremse oder als Kupplung genutzt wird, wobei die Kupplungseinrichtung (9) als Bremse das Anfahrelement mit einem Gehäuse verbindet und als Kupplung das Anfahrelement mit dem Verbrennungsmotor (1) verbindet.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Kupplungseinrichtung (9) bei einer ersten Schaltposition (11) als Kupplung genutzt wird, wobei das angeforderte Abstützmoment durch die Elektromaschine (5) allein oder mit Unterstützung der als Kupplung geschalteten Kupplungseinrichtung (9) aufgebracht wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (9) bei einer zweiten Schaltposition (12) als Bremse genutzt wird, wobei das elektromotorisch aufgebrachte Abstützmoment durch die als Bremse geschaltete Kupplungseinrichtung (9) unterstützt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach beendetem Anfahrvorgang bei einer Neutralposition (N) ein stufenloser Drehzahlbereich an dem Getriebeeingang ermöglicht wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Aktivierung eines Fahrer-Bedienelements ein Kriechgang während des Anfahrvorganges mit dem Anfahrelement realisiert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei aktiviertem Bedienelement eine zweite Schaltposition geschaltet wird, bei der die Kupplungseinrichtung (9) als Bremse genutzt wird, um eine maximale Zugkraft während des Anfahrvorganges aufzubringen.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19934696A1 (de) 1999-07-23 2001-05-17 Zahnradfabrik Friedrichshafen Elektrodynamisches Antriebssystem
DE102005039928A1 (de) 2005-08-24 2007-03-08 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Steuerung oder Regelung des elektrodynamischen Anfahrelementes bzw. Antriebssystems beim Anfahren

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19934696A1 (de) 1999-07-23 2001-05-17 Zahnradfabrik Friedrichshafen Elektrodynamisches Antriebssystem
DE102005039928A1 (de) 2005-08-24 2007-03-08 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Steuerung oder Regelung des elektrodynamischen Anfahrelementes bzw. Antriebssystems beim Anfahren

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