DE102011102022A1 - Hybrid power train device for internal combustion engine, has gear mechanism, which has two clutch units for supplying different gears and comprising control or regulating unit - Google Patents

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Abstract

The hybrid power train device has a gear mechanism (10), which has two clutch units (11,12) for supplying different gears and comprising a control or regulating unit (13), which is provided to transfer a clutch torque from the disengaging clutch unit to engaging latter clutch unit during a gear change. The control or regulating unit for gear change is provided to temporarily hold the clutch torque constant at the disengaging clutch unit during starting of the combustion engine (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Hybridantriebsstrangvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a hybrid drive train device according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 10 2007 055 826 A1 ist bereits eine Hybridantriebsstrangvorrichtung mit einer Getriebevorrichtung, die zur Bereitstellung verschiedener Getriebegänge zumindest zwei Kupplungseinheiten aufweist, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit, die zumindest dazu vorgesehen ist, während eines Getriebegangwechsels ein Kupplungsmoment sukzessive von der abschaltenden Kupplungseinheit an die zuschaltende Kupplungseinheit zu übergeben und zeitgleich einen Zustart des Verbrennungsmotors durchzuführen, bekannt.From the DE 10 2007 055 826 A1 is already a hybrid powertrain device with a transmission device which has at least two coupling units to provide different gears, and with a control and / or control unit, which is at least provided to transfer a clutch torque successively from the disconnecting coupling unit to the engaging clutch unit during a gear change and at the same time to perform a booster of the internal combustion engine, known.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine besonders vorteilhafte Hybridantriebsstrangvorrichtung bereitzustellen, die bei einem Zustart des Verbrennungsmotors eine besonders vorteilhaft kurze Schaltzeit aufweist und insbesondere vorteilhaft Schwingungsanregungen während des Schaltvorgangs und des Zustarts des Verbrennungsmotors dämpft. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is in particular the object of providing a particularly advantageous hybrid powertrain device, which has a particularly advantageous short switching time at a Zustart the engine and particularly advantageous dampen vibration excitations during the shift operation and the start of the engine. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.

Die Erfindung geht aus von einer Hybridantriebsstrangvorrichtung mit einer Getriebevorrichtung, die zur Bereitstellung verschiedener Getriebegänge zumindest zwei Kupplungseinheiten aufweist, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit, die zumindest dazu vorgesehen ist, während eines Getriebegangwechsels ein Kupplungsmoment sukzessive von der abschaltenden Kupplungseinheit an die zuschaltende Kupplungseinheit zu übergeben und zeitgleich einen Zustart eines Verbrennungsmotors durchzuführen.The invention relates to a hybrid powertrain device with a transmission device which has at least two clutch units for providing different gears, and with a control and / or control unit, which is at least provided during a gear change a clutch torque successively from the disconnecting clutch unit to the zuschaltende Passing coupling unit and at the same time carry out a Zustart an internal combustion engine.

Es wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit für einen Getriebegangwechsel dazu vorgesehen ist, bei dem Zustart des Verbrennungsmotors das Kupplungsmoment an der abschaltenden Kupplungseinheit zumindest zeitweise zumindest im Wesentlichen konstant zu halten. Dadurch kann der Verbrennungsmotor vorteilhaft einfach zugestartet werden und ein schneller Getriebegangwechsel durchgeführt werden. Unter einer „Getriebevorrichtung” soll insbesondere ein Automatikgetriebe verstanden werden, das durch Öffnen und Schließen verschiedener Kupplungseinheiten verschiedene Getriebegänge bereitstellt, wobei die Getriebevorrichtung vorzugsweise aus mehreren zusammengeschalteten Planetenradsätzen besteht. Unter einer ”Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem ”Steuergerät” soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter „zumindest im Wesentlichen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung von einem konstanten Kupplungsmoment insbesondere weniger als 25%, vorzugsweise weniger als 10% und besonders bevorzugt weniger als 5% des konstanten Kupplungsmoments beträgt. Unter einem „Getriebegangwechsel” soll insbesondere ein Wechsel von einem Getriebegang in einen anderen Getriebegang einer Getriebevorrichtung verstanden werden. Unter einem „Kupplungsmoment” soll dabei insbesondere ein Moment verstanden werden, das von der Kupplungseinheit übertragen werden kann. Unter ein „Kupplungsmoment übergeben” soll insbesondere verstanden werden, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit eine abschaltende Kupplungseinheit über einen Aktuator so ansteuert, dass ihr übertragbares Kupplungsmoment immer kleiner wird, während sie eine zuschaltende Kupplungseinheit über einen weiteren Aktuator so ansteuert, dass ihr übertragbares Kupplungsmoment immer größer wird, wodurch das übertragene Moment sukzessive von der abschaltenden Kupplungseinheit an die zuschaltende Kupplungseinheit übertragen wird.It is proposed that the control and / or regulating unit for a transmission gear change is provided to keep the clutch torque at the disconnecting clutch unit at least temporarily at least substantially constant during the start of the internal combustion engine. As a result, the internal combustion engine can advantageously be started up easily and a faster transmission gear change can be carried out. A "transmission device" is to be understood in particular to mean an automatic transmission which provides different transmission gears by opening and closing different clutch units, wherein the transmission device preferably consists of several interconnected planetary gear sets. A "control and / or regulating unit" is to be understood in particular as a unit having at least one control unit. A "control unit" is to be understood in particular as meaning a unit having a processor unit and a memory unit as well as an operating program stored in the memory unit. In principle, the control and / or regulating unit can have a plurality of interconnected control units, which are preferably provided to communicate with one another via a bus system, in particular a CAN bus system. By "provided" is intended to be understood in particular specially programmed, designed and / or equipped. By "at least substantially" should be understood in this context in particular that a deviation from a constant clutch torque is in particular less than 25%, preferably less than 10% and particularly preferably less than 5% of the constant clutch torque. A "gear change" is to be understood in particular a change from one gear to another gear of a transmission device. A "clutch torque" should be understood to mean, in particular, a moment that can be transmitted by the clutch unit. A "clutch torque" is to be understood in particular as meaning that the control and / or regulating unit controls a disconnecting clutch unit via an actuator in such a way that its transmissible clutch torque becomes smaller and smaller, while it activates a clutch unit to be engaged via a further actuator in such a way that it transmissible clutch torque is always greater, whereby the transmitted torque is successively transmitted from the disconnecting coupling unit to the engaging clutch unit.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, das Kupplungsmoment der abschaltenden Kupplungseinheit an ein von einem Fahrer angefordertes Moment anzupassen. Dadurch kann insbesondere während des Schaltvorgangs vorteilhaft auf einen Fahrerwunsch reagiert werden. Unter das „Kupplungsmoment anpassen” soll insbesondere verstanden werden, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit in Abhängigkeit eines Fahrerwunsches die abschaltende Kupplungseinheit so ansteuert, dass ihr übertragbares Kupplungsmoment größer oder kleiner wird.It is also proposed that the control and / or regulating unit is provided to adapt the clutch torque of the disconnecting clutch unit to a torque requested by a driver. As a result, it is possible to respond advantageously to a driver request, in particular during the switching process. The "adapting the clutch torque" is to be understood in particular as meaning that the control and / or regulating unit controls the disconnecting clutch unit as a function of a driver's request in such a way that its transmissible clutch torque becomes greater or smaller.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Hybridantriebsstrangvorrichtung eines Hybridkraftfahrzeugs. Das Hybridkraftfahrzeug umfasst einen Verbrennungsmotor 14. Der Verbrennungsmotor 14 ist dazu vorgesehen, ein Antriebsmoment für das Hybridkraftfahrzeug bereitzustellen. Dazu wird in dem Verbrennungsmotor 14 in nicht näher Dargestellten Zylindern ein Kraftstoffgemisch verbrannt, das einen Kolben antreibt, der eine Kurbelwelle in Rotation versetzt. Das Hybridkraftfahrzeug umfasst eine Antriebswelle 15, die mit einem Ausgang des Verbrennungsmotors 14 drehfest verbunden ist. Zur Erzeugung eines zusätzlichen Antriebsmoments umfasst das Hybridkraftfahrzeug einen Elektromotor 16. Der Elektromotor 16 ist dem Verbrennungsmotor 14 nachgeschaltet und auf der Antriebswelle 15 angeordnet. Das Hybridkraftfahrzeug weist zur Trennung des Verbrennungsmotors 14 und des Elektromotors 16 eine Kupplungsvorrichtung 17 auf. Die Kupplungsvorrichtung 17 ist zwischen dem Verbrennungsmotor 14 und dem Elektromotor 16 angeordnet und trennt die Antriebswelle 15 auf. Mittels der Kupplungsvorrichtung 17 können der Elektromotor 16 und der Verbrennungsmotor 14 drehfest miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden.The 1 shows a hybrid powertrain device of a hybrid motor vehicle according to the invention. The hybrid vehicle includes a internal combustion engine 14 , The internal combustion engine 14 is intended to provide a drive torque for the hybrid motor vehicle. This is done in the internal combustion engine 14 burned in unspecified cylinders a fuel mixture that drives a piston that sets a crankshaft in rotation. The hybrid motor vehicle includes a drive shaft 15 connected to an output of the internal combustion engine 14 rotatably connected. To generate an additional drive torque, the hybrid motor vehicle comprises an electric motor 16 , The electric motor 16 is the internal combustion engine 14 downstream and on the drive shaft 15 arranged. The hybrid motor vehicle points to the separation of the internal combustion engine 14 and the electric motor 16 a coupling device 17 on. The coupling device 17 is between the internal combustion engine 14 and the electric motor 16 arranged and separates the drive shaft 15 on. By means of the coupling device 17 can the electric motor 16 and the internal combustion engine 14 rotatably connected or separated from each other.

Zur Einstellung verschiedener Getriebegänge umfasst die Hybridantriebsstrangvorrichtung eine Getriebevorrichtung 10. Die Getriebevorrichtung 10 umfasst einen Getriebeeingang, mit dem die Getriebevorrichtung 10 mit der Antriebswelle 15 drehfest verbunden ist. Die Getriebevorrichtung 10 ist als ein Planetenradgetriebe ausgebildet. Die als Planetenradgetriebe ausgebildete Getriebevorrichtung 10 umfasst mehrere Planetenradsätze 18, 19. Die Getriebevorrichtung 10 umfasst zur Darstellung mehrerer Getriebegänge mehrere Kupplungseinheiten 11, 12, von denen nur die zwei Kupplungseinheiten 11, 12 beispielhaft dargestellt sind. Die Kupplungseinheiten 11, 12 können als Bremsen oder als Kupplungen ausgebildet sein. Die als Bremsen ausgebildeten Kupplungseinheiten 11, 12 verbinden ein entsprechendes Getriebeelement der als Planetenradgetriebe ausgebildeten Getriebevorrichtung 10 in zumindest einem Betriebszustand mit einem feststehenden Getriebegehäuse. Die als Kupplungen ausgebildeten Kupplungseinheiten 11, 12 verbinden in zumindest einem Betriebszustand zwei Getriebeelemente der als Planetenradgetriebe ausgebildeten Getriebevorrichtung 10 drehfest miteinander. Die Kupplungseinheiten 11, 12 umfassen jeweils einen nicht näher dargestellten Aktuator, über den sie jeweils betätigt werden können. Die Kupplungseinheiten 11, 12 sind als Reibschlusskupplungen ausgebildet. Die Kupplungseinheiten 11, 12 weisen dabei jeweils einen voll betätigten Zustand auf, in denen über sie ihr volles Kupplungsmoment übertragen werden kann und einen unbetätigten Zustand, in dem kein Kupplungsmoment von den Kupplungseinheiten 11, 12 übertragen werden kann. Zwischen dem voll betätigten Zustand und dem unbetätigten Zustand kann ein Kupplungsmoment eingestellt werden. Dadurch kann ein Moment sukzessive von einer abschaltenden Kupplungseinheit 11 an eine zuschaltende Kupplungseinheit 12 abgegeben werden. Dadurch ist ein lastunterbrechungsfreier Getriebeschaltvorgang möglich.To adjust various transmissions, the hybrid powertrain device includes a transmission device 10 , The transmission device 10 includes a transmission input to which the transmission device 10 with the drive shaft 15 rotatably connected. The transmission device 10 is designed as a planetary gear. The trained as a planetary gear transmission device 10 includes several planetary gear sets 18 . 19 , The transmission device 10 includes several coupling units to represent multiple gears 11 . 12 of which only the two coupling units 11 . 12 are shown by way of example. The coupling units 11 . 12 can be designed as brakes or as clutches. The trained as brakes coupling units 11 . 12 connect a corresponding transmission element of the transmission device designed as a planetary gear 10 in at least one operating condition with a stationary transmission housing. The coupling units designed as couplings 11 . 12 connect in at least one operating state, two transmission elements of the transmission device designed as a planetary gear 10 rotatable with each other. The coupling units 11 . 12 each comprise an actuator not shown, via which they can be operated in each case. The coupling units 11 . 12 are designed as friction clutches. The coupling units 11 . 12 in each case have a fully actuated state in which their full clutch torque can be transmitted via them and an unactuated state in which no clutch torque from the clutch units 11 . 12 can be transferred. Between the fully actuated state and the unactuated state, a clutch torque can be adjusted. As a result, a moment can successively from a disconnecting coupling unit 11 to a switching coupling unit 12 be delivered. As a result, a load interruption-free transmission shift operation is possible.

Zur Steuerung der Getriebevorrichtung 10 weist die Hybridantriebsstrangvorrichtung eine Steuer- und Regeleinheit 13 auf. Die Steuer- und Regeleinheit 13 steuert dazu die Aktuatoren der Kupplungseinheiten 11, 12 an. Die Steuer- und Regeleinheit 13 umfasst einen reinen elektrischen Betriebsmodus, in dem ausschließlich der Elektromotor 16 für einen Antrieb des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, und einen hybridischen Antriebsmodus, in dem sowohl der Elektromotor 16 als auch der Verbrennungsmotor 14 ein Antriebsmoment für den Antrieb des Kraftfahrzeugs bereitstellt. Für einen Übergang von dem rein elektrischen Antriebsmodus zu dem hybridisierten Antriebsmodus ist die Steuer- und Regeleinheit 13 dazu vorgesehen, einen Zustart des Verbrennungsmotors 14 durchzuführen.To control the transmission device 10 The hybrid powertrain device has a control unit 13 on. The control unit 13 controls the actuators of the coupling units 11 . 12 at. The control unit 13 includes a pure electrical mode of operation, in which only the electric motor 16 is provided for a drive of the motor vehicle, and a hybrid drive mode, in which both the electric motor 16 as well as the internal combustion engine 14 provides a drive torque for the drive of the motor vehicle. For a transition from the purely electric drive mode to the hybridized drive mode is the control unit 13 intended to a condition of the internal combustion engine 14 perform.

Befindet sich das Kraftfahrzeug in einem rein elektrischen Antriebsmodus und der Verbrennungsmotor 14 muss, beispielsweise wegen eines zu geringen SOC, zugeschaltet werden, veranlasst die Steuer- und Regeleinheit 13 den Zustart des Verbrennungsmotors 14. Dabei kann es vorkommen, dass ein Getriebegangwechsel vorgenommen werden muss, um den Verbrennungsmotor 14 direkt in einem optimalen Bereich betreiben zu können. Die Steuer- und Regeleinheit 13 ist dazu vorgesehen, durch Auswerten verschiedener Parameter der Getriebevorrichtung 10 zu erkennen, ob ein Getriebegangwechsel notwendig ist. Die Steuer- und Regeleinheit 13 ist dann dazu vorgesehen, einen Getriebegangwechsel und gleichzeitig einen Zustart des Verbrennungsmotors 14 vorzunehmen. Für den Zustart des Verbrennungsmotors 14 betätigt die Steuer- und Regeleinheit 13 zunächst die Kupplungsvorrichtung 17 und verbindet den Verbrennungsmotor 14 so mit dem Elektromotor 16. Dadurch wird der Verbrennungsmotor 14 von dem Elektromotor 16 und der Getriebevorrichtung 10 mitgeschleppt und kann bei einer Startdrehzahl gestartet werden und ein Antriebsmoment bereitstellen.The motor vehicle is in a purely electric drive mode and the internal combustion engine 14 must be switched, for example, because of a low SOC, causes the control unit 13 the condition of the internal combustion engine 14 , It may happen that a transmission gear change must be made to the internal combustion engine 14 to operate directly in an optimal area. The control unit 13 is intended by evaluating various parameters of the transmission device 10 to recognize whether a gear change is necessary. The control unit 13 is then intended to a gear change and at the same time a subsidiary of the engine 14 make. For the support of the internal combustion engine 14 actuates the control unit 13 first the coupling device 17 and connects the combustion engine 14 so with the electric motor 16 , This will be the internal combustion engine 14 from the electric motor 16 and the transmission device 10 entrained and can be started at a starting speed and provide a drive torque.

Die Steuer- und Regeleinheit 13 ist für einen Getriebegangwechsel bei dem Zustart des Verbrennungsmotors 14 dazu vorgesehen, das Kupplungsmoment an der abschaltenden Kupplungseinheit 11 zumindest zeitweise zumindest im Wesentlichen konstant zu halten. Dazu steuert die Steuer- und Regeleinheit 13 den Aktuator der abschaltenden Kupplungseinheit 11 entsprechend an, um das Kupplungsmoment in der abschaltenden Kupplungseinheit 11 konstant zu halten. Babel ist die Steuer- und/oder Regeleinheit 13 weiter dazu vorgesehen, das Kupplungsmoment der abschaltenden Kupplungseinheit 11 an ein von einem Fahrer angefordertes Moment anzupassen. Mittels des Elektromotors 16 und des Verbrennungsmotors 14 wird eine Getriebeeingangsdrehzahl an dem Getriebeeingang auf eine definierte Drehzahl eingestellt. Durch die Konstanthaltung des Kupplungsmoments der abschaltenden Kupplungseinheit 11 entsteht an dem Getriebeeingang ein Momentenüberschuss. Ist die Getriebeeingangsdrehzahl in einem definierten Drehzahlbereich angekommen aktiviert die Steuer- und Regeleinheit 13 eine Überschneidung der abschaltenden Kupplungseinheit 11 und der zuschaltenden Kupplungseinheit 12. Dabei öffnet die Steuer- und Regeleinheit 13, jeweils über den entsprechenden Aktuator, die abschaltende Kupplungseinheit 11 sukzessive, während sie die zuschaltende Kupplungseinheit 12 sukzessive schließt. Durch den Momentenüberschuss wird die Getriebevorrichtung 10 für den zuschaltenden Getriebegang synchronisiert. Eine Regelung der Kupplungseinheiten für einen normalen Schaltvorgang wird während des oben beschriebenen Schaltvorgangs, während dem Zustart des Verbrennungsmotors, von der Steuer- und Regeleinheit 13 deaktiviert.The control unit 13 is for a transmission gear change in the support of the internal combustion engine 14 intended to the clutch torque on the disconnecting coupling unit 11 at least temporarily at least substantially constant. The control unit controls this 13 the actuator of the disconnecting coupling unit 11 according to the clutch torque in the disconnecting coupling unit 11 to keep constant. Babel is the control and / or regulating unit 13 further provided to the clutch torque of the disconnecting coupling unit 11 to adapt to a moment requested by a driver. By means of the electric motor 16 and the internal combustion engine 14 a transmission input speed is set at the transmission input to a defined speed. By keeping constant the clutch torque of the disconnecting clutch unit 11 arises at the transmission input a torque surplus. When the transmission input speed has reached a defined speed range, the control unit activates 13 an overlap of the disconnecting coupling unit 11 and the engaging clutch unit 12 , This opens the control unit 13 , in each case via the corresponding actuator, the disconnecting coupling unit 11 successively, while they the engaging clutch unit 12 successively closes. Due to the torque surplus becomes the transmission device 10 synchronized for the gearshifting gear. A control of the clutch units for a normal shift is during the above-described switching operation, during the support of the internal combustion engine, from the control unit 13 disabled.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007055826 A1 [0002] DE 102007055826 A1 [0002]

Claims (2)

Hybridantriebsstrangvorrichtung mit einer Getriebevorrichtung (10), die zur Bereitstellung verschiedener Getriebegänge zumindest zwei Kupplungseinheiten (11, 12) aufweist, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit (13), die zumindest dazu vorgesehen ist, während eines Getriebegangwechsels ein Kupplungsmoment sukzessive von der abschaltenden Kupplungseinheit (11) an die zuschaltende Kupplungseinheit (12) zu übergeben und zeitgleich einen Zustart eines Verbrennungsmotors (14) durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (13) für einen Getriebegangwechsel dazu vorgesehen ist, bei Zustart des Verbrennungsmotors (14) das Kupplungsmoment an der abschaltenden Kupplungseinheit (11) zumindest zeitweise zumindest im Wesentlichen konstant zu halten.Hybrid powertrain device with a transmission device ( 10 ), which provide at least two coupling units ( 11 . 12 ), and with a control and / or regulating unit ( 13 ), which is at least provided during a gear change a clutch torque successively from the disconnecting coupling unit ( 11 ) to the engaging clutch unit ( 12 ) and at the same time a subsidiary of an internal combustion engine ( 14 ), characterized in that the control and / or regulating unit ( 13 ) is provided for a transmission gear change, when the internal combustion engine ( 14 ) the clutch torque at the disconnecting clutch unit ( 11 ) at least temporarily at least substantially constant. Hybridantriebsstrangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (13) dazu vorgesehen ist, das Kupplungsmoment der abschaltenden Kupplungseinheit (11) an ein von einem Fahrer angefordertes Moment anzupassen.Hybrid powertrain device according to claim 1, characterized in that the control and / or regulating unit ( 13 ) is provided, the clutch torque of the disconnecting coupling unit ( 11 ) to a moment requested by a driver.
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