DE102010036510B4 - Verfahren zum Betreiben eines Parallelhybrid-Antriebsstrangs - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem Parallelhybrid-Antriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine (2), die zusammen mit einer Elektromaschine (30) über ein Getriebe (10) antriebsmäßig mit mindestens einer Achse verbindbar ist, und mit einem Planetengetriebe (5), das einen Planetenträger (12), ein Hohlrad (25) und ein Sonnenrad (24) umfasst, wobei die Brennkraftmaschine (2) antriebsmäßig mit dem Planetenträger (12) des Planetengetriebes (5) verbunden ist, in einem Parallelbetrieb, wobei der Planetenträger (12) durch die Brennkraftmaschine (2) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor der Elektromaschine (30) so mit elektrischer Energie versorgt wird, dass das Hohlrad (25) abgebremst wird, um einen Anfahrvorgang auszuführen.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem Parallelhybrid-Antriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Aus der deutschen Patentschrift
DE 103 12 771 B4 ist ein Kraftfahrzeug mit einem Parallel-Reihenhybridantrieb bekannt, der einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor umfasst, zwischen die ein Planetengetriebe geschaltet ist. Die japanische OffenlegungsschriftJP 2006 - 27 413 A JP H07- 15 806 A - Aufgabe der Erfindung ist es, sowohl einen Anfahrvorgang als auch ein Starten der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Parallelhybrid-Antriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu vereinfachen.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des neuen Patentanspruchs 1 gelöst. Bei dem Anfahrvorgang funktioniert die Elektromaschine nach Art einer Wirbelstrombremse. Das liefert den Vorteil, dass ein spezieller Anfahrgang oder erster Gang in dem nachgeschalteten Getriebe entfallen kann.
- Das Hohlrad des Planetengetriebes ist im elektromagnetischen Wirkungsbereich eines Rotors der Elektromaschine angeordnet ist. Der Rotor der Elektromaschine ist nicht fest mit dem Hohlrad verbunden. Das Hohlrad ist aber durch den Rotor der Elektromaschine antreibbar und/oder abbremsbar. Das Sonnenrad des Planetengetriebes kann drehfest oder fest mit der Getriebeeingangswelle verbunden sein. Die Getriebeeingangswelle gehört zu einem Getriebe, über das ein Drehmoment der Brennkraftmaschine und/oder der Elektromaschine auf mindestens eine Achse eines Kraftfahrzeugs übertragen wird. Das Getriebe ist vorzugsweise als Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt. Die Kupplung ist zum Beispiel als Klauenkupplung ausgeführt. Die Kupplung kann mindestens eine Schaltmuffe oder eine Schiebemuffe umfassen.
- Das Kraftfahrzeug kann nur durch die Brennkraftmaschine oder nur durch die Elektromaschine angetrieben werden. Das Kraftfahrzeug kann aber auch sowohl mit der Elektromaschine als auch mit der Brennkraftmaschine angetrieben werden. Über die Anordnung des Planetengetriebes und des Rotors der Elektromaschine wird auf einfache Art und Weise ein Starten der Brennkraftmaschine durch die Elektromaschine ermöglicht.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine beziehungsweise die Kupplung zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad geschlossen wird, sobald das Hohlrad und das Sonnenrad annähernd gleiche Rotationsgeschwindigkeiten aufweisen. Bei geschlossener Kupplung wird die Getriebeeingangswelle direkt über den Planetenträger angetrieben.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens beim Starten der Brennkraftmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad angetrieben wird, um bei geschlossener Kupplung den Planetenträger anzutreiben. Wenn die Brennkraftmaschine steht, dann steht auch der Planetenträger.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
- In der einzigen beiliegenden Figur ist ein Parallelhybrid-Antriebsstrang vereinfacht im Längsschnitt dargestellt.
- In der beiliegenden
1 ein Parallelhybrid-Antriebsstrang 1 mit einer Brennkraftmaschine 2 dargestellt, von der eine Kurbelwelle 3 ausgeht. Die Kurbelwelle 3 der Brennkraftmaschine 2 ist über ein Planetengetriebe 5 mit einer Getriebeeingangswelle 8 eines Getriebes 10 antriebsmäßig verbindbar. - Das Planetengetriebe 5 umfasst einen Planetenträger 12, der unter Zwischenschaltung eines Zweimassenschwungrads 15 antriebsmäßig mit der Kurbelwelle 3 der Brennkraftmaschine 2 verbunden ist. Das Zweimassenschwungrad 15 zwischen dem Planetenträger 12 und der Kurbelwelle 3 kann auch entfallen.
- An dem Planetenträger 12 sind Planetenräder 21, 22 drehbar angebracht. Die Planetenräder 21, 22 kämmen radial innen mit einem Sonnenrad 24 und radial außen mit einem Hohlrad 25 des Planetengetriebes 5. Das Hohlrad 25 des Planetengetriebes 5 ist im elektromagnetischen Wirkungsbereich eines Rotors 28 einer Elektromaschine 30 angeordnet.
- Der Rotor 28 ist radial außerhalb des Hohlrads 25 angeordnet. Das Hohlrad 25 ist auf seiner der Brennkraftmaschine 2 abgewandten Seite über eine Kupplung 34 drehfest mit der Getriebeeingangswelle 8 und dem daran angebrachten Sonnenrad 24 des Planetengetriebes 5 verbindbar.
- Durch die Anordnung des Planetengetriebes 5 und der Elektromaschine 30 können eine Lichtmaschine und ein Starter zum Starten der Brennkraftmaschine 2 entfallen. Deren Funktion wird von der Elektromaschine 30 übernommen. Durch die Anordnung des Rotors 28 der Elektromaschine 30 in der Nähe des Hohlrads 25 kann das Hohlrad 25 auf einfache Art und Weise mit Hilfe der Elektromaschine 30 abgebremst werden, um ein Anfahren mit Hilfe der Brennkraftmaschine 2 zu ermöglichen.
- Darüber hinaus kann die Elektromaschine 30 zum rein elektrischen Fahren verwendet werden. Des Weiteren kann die Elektromaschine 30 zum Starten der Brennkraftmaschine 2 verwendet werden. Schließlich kann die Elektromaschine 30 auch die Funktion einer Lichtmaschine übernehmen, um während des Fahrbetriebs elektrische Energie für ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs zu speichern.
- Der Betrieb des Parallelhybrid-Antriebsstrangs 1 wird wie folgt betrieben: Wenn die Brennkraftmaschine 2 in Betrieb ist, treibt der Planetenträger 12. Zum Anfahren wird der Rotor 28 der Elektromaschine 30 mit elektrischem Strom versorgt. Durch das entstehende Magnetfeld wird das im Bereich des Rotors 28 angeordnete Hohlrad 25 elektrisch abgebremst, nach Art einer Wirbelstrombremse. Wenn dadurch das Hohlrad 25 und das Sonnenrad 24 näherungsweise dieselbe Rotationsgeschwindigkeit haben, wird die Kupplung 34 geschlossen und so das Sonnenrad 24, und damit auch die Getriebeeingangswelle 8, angetrieben.
- Für einen rein elektrischen Antrieb steht die Brennkraftmaschine 2 still, womit auch der Planetenträger 12 stillsteht. Die Kupplung 34 ist geöffnet. Das Hohlrad 25 treibt, mittels des in seinem Bereich angeordneten, und mit elektrischem Strom versorgten Rotors 28 der Elektromaschine 30. Damit wird das Sonnenrad 24, und somit auch die Getriebeeingangswelle 8, angetrieben.
- Beim Start der stillstehenden Brennkraftmaschine 2 steht auch der Planetenträger 12 still. Da der Rotor 28 der Elektromaschine 30 mit elektrischem Strom versorgt wird, und so das im Bereich des Rotors 28 angeordnete Hohlrad 25 treibt, wird bei geschlossener Kupplung 34 der Planetenträger 12 angetrieben und so die Brennkraftmaschine 2 gestartet.
Claims (3)
- Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem Parallelhybrid-Antriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine (2), die zusammen mit einer Elektromaschine (30) über ein Getriebe (10) antriebsmäßig mit mindestens einer Achse verbindbar ist, und mit einem Planetengetriebe (5), das einen Planetenträger (12), ein Hohlrad (25) und ein Sonnenrad (24) umfasst, wobei die Brennkraftmaschine (2) antriebsmäßig mit dem Planetenträger (12) des Planetengetriebes (5) verbunden ist, in einem Parallelbetrieb, wobei der Planetenträger (12) durch die Brennkraftmaschine (2) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor der Elektromaschine (30) so mit elektrischer Energie versorgt wird, dass das Hohlrad (25) abgebremst wird, um einen Anfahrvorgang auszuführen.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplung (34) zwischen dem Hohlrad (25) und dem Sonnenrad (24) geschlossen wird, sobald das Hohlrad (25) und das Sonnenrad (24) annähernd gleiche Rotationsgeschwindigkeiten aufweisen. - Verfahren zum Betreiben eines Parallelhybrid-Antriebsstrangs nach einem der vorhergehenden Ansprüche beim Starten der Brennkraftmaschine (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (28) der Elektromaschine (30) so mit elektrischer Energie versorgt wird, dass das Hohlrad (25) angetrieben wird, um bei geschlossener Kupplung (34) den Planetenträger (12) anzutreiben.
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